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Kodacolor / Keller-Dorian Color
Year
1928 – 1936
Principle
Additive 3 color: Lenticular screen
Invented by
Albert Keller-Dorian (Eastman Kodak)
Original Technical Papers and Primary Sources
Capstaff, J. G. and Seymour, M.W. (1928): The Kodacolor Process for Amateur Color Cinematography. In: Transactions of the Society of Motion Picture Engineers, 12, pp. 940—947. View Quote
E.P. 295,995; E.P. 382,974; E.P. 388,062; E.P. 411,407; E.P. 483,319; E.P. 489,529; FP. 521533 (1920)
Secondary Sources
Mees, C. E. Kenneth (1929): Amateur Cinematography and the Kodacolor Process. In: The Journal of the Franklin Institute, 207, pp. 1-17. View Quote
Mees, C. E. Kenneth (1929): The Processes of Color Photography. Part IV. The Kodacolor Process. The Journal of Chemical Education, 6(2), pp. 286-291. View Quote
Ryan, Roderick T. (1977): A History of Motion Picture Color Technology. London: Focal Press, pp. 52-56. View Quote
Evans, Ralph Merrill / Hanson, W.T., Jr. / Brewer, W. Lyle (1953): Principles of Color Photography. New York: Wiley, pp. 291-293. View Quote
Heymer, Gerd (1931): Interferenzerscheinungen an Linsenrasterfilmen. In: Veröffentlichungen des wissenschaftlichen Zentral-Laboratoriums der photographischen Abteilung Agfa, 2, 1931, pp. 111-117. View Quote
Heymer, Gerd (1933): Auflösungsvermögen und Farbwiedergabe in der Farbrasterphotographie. In: Veröffentlichungen des wissenschaftlichen Zentral-Laboratoriums der photographischen Abteilung Agfa, 3, 1933, pp. 188-207. View Quote
Heymer, Gerd (1935): Wesen und Anwendung des Linsenrasterfilms. In: Veröffentlichungen des wissenschaftlichen Zentral-Laboratoriums der photographischen Abteilung Agfa, 4, 1935, pp. 151-176. View Quote
“THE ZODACOLOR PROCESS FOR AMATEUR COLOR CINEMATOGRAPHY
J. G. CAPSTAFF AND M. W. SEYMOUR*
About three years ago Keller-Dorian of Paris demonstrated some color pictures on 35-mm. film which they had produced by the Berthon additive process. These appeared so promising that the Eastman Kodak Company arranged to purchase the Keller-Dorian patents and the Research Laboratory started to work out the process for the Ciné Kodak.
In this method all of the advantages of a fine three-color line screen film apparently could be secured without actually ruling the microscopic filter units on the film support. This is accomplished simply by placing close to the front component of the taking lens, color filters in the form of three vertical bands and embossing on the entire surface of the film support microscopic cylindrical lenses arranged longitudinally as shown in Fig. 1. The number of these lenses actually used is 22 to the linear millimeter.
Fig. 2 is a schematic diagram showing the arrangement in a Ciné Kodak of the color filters, the taking lens and the embossed Kodacolor film. When a picture is taken without the color filters in position, the light coming from every point in the subject completely fills the front aperture of the lens with light of the color reflected by each point. This light is, of course, brought to a focus in the plane of the film and forms an image having the color of each point in the subject. Since any portion of the lens will form of itself a complete image, the image is not changed except in intensity when the three banded filter is placed close to the front of the lens, provided the integrated transmission of the three filters is white.
With no filters in position, the eye, when placed at any point in the plane of the image, sees the lens as a uniformly illuminated circular area of a color corresponding to the color of the object being imaged at that point. When the filters are in place the relative brightness of the three filters when viewed from any point in the film plane will depend upon the brightness and color of the particular point of the subject being imaged there. If the point, for instance, happens to be red, only the red filter will appear bright because only the red filter can transmit red light. If the point should be a green one, only the green filter would be bright, and so on.
In the light of the foregoing explanation of the action of an objective lens, the function of the small lenses embossed on the film support can be readily understood. The focal length and magnification of the embossed lenses are such that they each sharply image the three filters, as seen through the taking lens, onto the emulsion layer. The images of the three filters as formed by each embossed lens are of such a size as to just occupy the area behind that small lens without intruding on the space belonging to its neighbor. If the camera lens is pointed at a large white sheet and the embossed film, without its emulsion layer, is examined through a microscope, one clearly sees the tiny filter images formed by the embossed lenses as a beautifully arranged line screen composed of red, green, and blue lines. If the camera is directed towards a landscape and various portions of the image are viewed through the microscope, the brightness of the small filter images will depend upon the color and brightness of the particular portion of the scene being examined. A deep blue sky, for instance, will be found to be made up of bright blue filter images, less bright green images, and very dark red images. A red flower will be seen as red filter images only, and so on.
The Kodacolor film, after being put through the reversal process to produce a positive picture, is a black and white reproduction of the subject split up into an immense number of tiny images of the three-color filters (as shown in Fig. 3). The color filters and the embossed lenses on the film have in effect analyzed the colors of the objects photographed.
Now, it is a well known optical principle that any optical system is reversible, so if the developed film were replaced in the Kodacolor camera in exactly the position it occupied during exposure, and illuminated from behind, all of the tiny red filter images would be projected through the red filter in the camera lens, all of the green images through the green filter, and all of the blue images through the blue filter. The camera lens would then focus the various rays onto a screen and give a picture in the natural colors of the original subject.
The camera is not ordinarily used as a projector, nor is the camera type of lens used for projection. This complicates matters slightly, mainly because projector lenses are of longer focal length than those used in cameras. The Kodascope projector, for example, has a two-inch lens, while the Ciné Kodak has a one-inch. If the regular Kodascope, equipped with filters, were used to project the Kodacolor film, the filter images projected by the film lenses would fail to register on their respective filters and a faulty screen picture would result. To overcome this optical fault, a compensating lens of a suitable focal length is placed in front of and close to the embossed film so as to direct the various rays in the right direction.
In any process of color photography, it is necessary to obtain equal exposures through the red, green, and blue filters. Since different coatings of emulsion may differ slightly in color sensitivity, some adjustment is necessary. In Kodacolor this is made by means of a small metal cap called a ratio diaphragm (Fig. 4) which is placed over the filter bands and regulates their height in accordance with the spectral sensitivity of the emulsion. The correct diaphragm is attached to the leader on each roll of film so that it can be fitted onto the filter by the user.
It is peculiar to the process that the exposure cannot be regulated by the usual iris diaphragm in the camera lens because the embossed film must have an unobstructed view of the three filter bands on the lens; so the lens is used fully open and a suitable neutral density filter of glass is placed in front of the lens when the subject is being photographed in unusually bright light.
The curved gate of the Model B Ciné Kodak serves a useful purpose in Kodacolor. Flatness of the film from side to side in both camera and projector, is essential to even color across the screen. The curvature of the gate about a horizontal axis has no detrimental effect, but, on the contrary, prevents curl in the opposite direction and helps to make a picture of uniform color.
The development and reversal of Kodacolor film is carried out on continuous machines by a process similar to the one used for black and white Ciné Kodak film. A controlled second exposure regulates the density of the final picture, and compensates for slight variations in camera exposure.
For projection of Kodacolor film, either the Model A or the Model B Kodascope may be used, when fitted with the proper attachments. These consist of a tri-color filter and a compensating lens. Although the taking and projection lenses are of the same F value, the taking lens is of 25 mm. focus, and the projection lens, of 50 mm. focus. Without a compensator, this difference would cause the color to vary from side to side on the screen. In order that all of the embossed lens elements may project their filter images through the proper filter bands, the projection filter must appear of the same size and at the same distance from the film as the camera filter. The compensator, which is a plano-concave element fitting against the front of the gate, accomplishes this by forming a reduced virtual image of the projection filters at the proper distance from the film.
Aside from preserving the color balance on the screen, the only apparent effect of the compensator is to give a very slightly smaller picture than would be obtained at the same distance without it. It needs to be cleaned occasionally, since dust particles on its surface appear as colored spots on the screen.
For the Model A Kodascope, the objective, filters, and compensator have been made as a unit, which is inserted in the Kodascope in place of the ordinary lens. This is shown in Fig. 5. For insertion and removal, the compensator telescopes against the projection lens. When in use, it is pushed back against the gate by means of a lever.
The filter for the Model B Kodascope is mounted in a cap (Fig. 6) that slips on over the end of the lens barrel. When not in use, it fits into a box with a screw top mounted on the base of the projector. The compensator is carried in a telescoping mount that screws into the rear end of the lens barrel. A spiral spring presses the compensator against the gate. In cleaning the compensator the projection lens is swung upward to expose the rear surface. The compensator may be left in place during the projection of black and white film.
To secure correct and uniform color in all parts of the projected picture, the screen must be nearly white and uniform with no film in the gate. This necessitates correct adjustment of the illuminating system. An improved lamp house has therefore been supplied for the Model A Kodascope, that holds the lamp in a prefocussed base. The condenser is stronger than formerly used and is rigidly mounted in the correct position. A lateral adjustment of the lamp by means of a screw is necessary only when a new lamp is inserted. The proper position is determined by running the Kodascope without film, and watching the color and uniformity of the screen as the screw is turned. Perfect uniformity is not necessary, since the embossing on the film helps to even up the illumination by diffusing the light beam from the condenser.
The Model B Kodascope has not only the pre-focussed lamp with lateral screw adjustment, but also a special relay condenser that turns the image of the lamp filaments through 90°, after the manner of Porro prisms. Since the filament images now run across the filter bands, the screen is more easily made uniform in color.
The projection filters have been chosen to give as good a reproduction of daylight as possible.
On account of the light necessarily absorbed by the filters, a smaller picture must be projected than with black and white film. The Model A Kodascope screen, 221/2” x 30″ can be used but a special 161/2“x 22″ screen is preferable and is sufficiently large for home use.
Since, in Kodacolor, the three color records are taken simultaneously, no color fringes are formed on the images of moving objects. Fringes, if present, indicate that objects were out of focus in the camera, or that the projector is not focussed on the screen.
As a three color process, Kodacolor is capable of giving a good reproduction of all the colors found in nature. Landscapes, marine views, flowers, and persons in out of door settings are well rendered. Kodacolor therefore excels in those subjects which amateurs wish to photograph.
Notes
* Research Laboratory, Eastman Kodak Co., Rochester, N. Y.”
(Capstaff, J. G. and Seymour, M.W. (1928): The Kodacolor Process for Amateur Color Cinematography. In: Transactions of the Society of Motion Picture Engineers, 12, pp. 940-947.)
“Some years after this invention, Berthon became associated with Anthon Keller-Dorian, the owner of an engraving plant in Alsace, and the Société Keller-Dorian-Berthon was formed to develop the process for commercial purposes. In 1925 this process was offered to the Eastman Kodak Company and was thought to offer possibilities of success, especially as it was closely akin in its requirements to the method of amateur cinematography which the company had already developed. Rights in the process were therefore purchased, and development was started with a view to perfecting the process for use with the amateur 16-mm. film.
A great deal of study was involved. It was necessary to standardize the methods of making the lenses on the film; to design and make a suitable emulsion strongly sensitive to green and red light and yet with sufficiently fine grain for the minute structure of the separate color elements to be resolved; and, especially, to work out suitable methods by which the film could be developed and reversed while the rendering of color was retained. It was the successful accomplishment of all this work which made the Kodacolor process a commercial possibility.
In order to make color pictures by this process, a photographer using a standard Ciné-Kodak fitted with an f/1.9 lens has only to insert a color filter into the lens and thread the Kodacolor film in the camera. After the film has been exposed, it is sent away for processing and comes back to the photographer as a roll of black and white film which can be projected in an ordinary projector and will give a black and white picture on the screen. But if the projector is fitted with a special color filter like that which is used in the camera, then a colored picture will be obtained on the screen.
The color filter is composed of three separate areas – red, green, and blue – and it slips into the lens in the place of the ordinary hood, which is removable.
But the secret of the Kodacolor process is in the film. The film surface is embossed by running it through steel rollers with tiny cylindrical lenses composed of the film base material and extending lengthwise of the film. The lenses on the film are about four times narrower than the dots making up the illustrations in this journal and they are therefore invisible except under a microscope. They cover completely the surface of the side of the film opposite from the sensitive emulsion. That surface faces the camera lens, and the emulsion is away from the lens (see Fig. 3).
When the trigger of the camera is pressed, light reflected from the subject passes selectively through the three-color filter, on through the camera lens, and thence through the tiny embossed lenses on the film to the sensitive emulsion coating on the opposite side, where it is recorded (Fig. 4). The function of the lenses embossed on the film is to guide the rays of light falling upon each tiny area and lay them on the sensitive emulsion as three distinct impressions corresponding to the three filter areas, so that the three colors covering the lenses are imaged behind each tiny cylindrical lens as three parallel vertical strips, because the tiny cylindrical lenses are parallel to the strips of color on the filter. Thus, the width of each of the minute areas of emulsion is subdivided into three parts related to the three filter areas and affected by light that is able to pass through the different colors. The sum of these invisibly small affected areas of film constitutes the whole photographic image. In Fig. 5 is shown a photomicrograph of a picture showing a number of colored strips running horizontally across the image. The vertical strips are produced by the embossed lenses.
A red ray from an object in front of the camera, for instance, reaches the sensitive material of the film at a spot related to the red area of the filter. The reversal process turns this affected spot into a transparent area, leaving opaque the adjoining, unaffected areas related to the green and blue segments of the filter.”
(Mees, C. E. Kenneth (1929): Amateur Cinematography and the Kodacolor Process. In: The Journal of the Franklin Institute, 207, p. 11ff.)
“THE PROCESSES OF COLOR PHOTOGRAPHY. PART IV. THE KODACOLOR PROCESS
C. E. K. MEES, EASTMAN KODAK COMPANY, ROCHESTER, NEW YORK
In 1923 a new process of amateur cinematography was placed on the market by the Eastman Kodak Company. The process depended upon the use of a film 16 mm. wide instead of 35 mm., the width of standard motion picture film. This film, after exposure, is not developed to a negative and printed, as is customary with 35-mm. film, but is developed by what is known as the reversal process. In this reversal process, the exposed image is first developed, and then the developed silver is dissolved in a bleaching bath, as it is called, which oxidizes the silver. This leaves behind the silver bromide which was not affected by the developer because it was not exposed to light. After a fresh exposure to light, this remaining silver bromide is developed in its turn and gives a positive. This process is illustrated in Figure 23 which is a drawing made from pictures taken through the microscope. In section 1, we see the grains of the light-sensitive silver bromide in the emulsion, and in section 2 we have marked by crosshatching those which have been affected by light during exposure in the camera. They would not show any change to the eye, of course, because the change by light is not visible. The grains form what is called the latent image. Now, after development, these exposed grains turn into black metallic silver, and this is shown in section 3 of the diagram. Then, the bleaching bath removes all the silver, and it leaves behind the silver bromide grains which were not exposed in section 2. These are re-exposed and developed and make the final positive, as we see in section 5.
Since 1923, amateur cinematography has developed until now it is a considerable industry. The early apparatus has been supplemented by other forms of cameras and projectors, so that at the present time a wide range of extremely convenient apparatus made by several different manufacturers is available for the public. As a general rule, at the present time, the cameras are driven by spring motors which are wound between exposures, and the trend of design is in the direction of cameras as small and compact as possible, so that an amateur motion picture camera is little more bulky than the very small and compact cameras used for still photography.
In view of the success of this process of amateur cinematography, it is natural that the Kodak Company studied the various processes of color photography in order to find one which would be suitable for application to amateur cinematography. It was not easy to find such a process owing to the requirements which were considered necessary, one of which was that it should he possible for anybody without any special knowledge of the subject to take color pictures as easily as he could take monochrome pictures or still pictures in a kodak.
The most satisfactory process of amateur cinematography in colors would clearly be one depending upon the use of a screen film in which the film would carry the filter units preferably dispersed regularly in dots or lines. There are, however, great practical difficulties in the preparation of such a screen and in securing the adherence of the emulsion to it, which have hitherto prevented such a process from attaining practical realization.
In 1908 R. Berthon patented a process which realized most of the advantages of a screen film process without involving too great difficulty in making the film. In this process the color filters are placed in the lens, while the film is embossed on the support side with a number of small lenses. In Figure 24 the corrugated edge represents the surface of the film base, in which the small lenses shown have been embossed. We see below this the thickness of the base itself and then a thick black line which represents the thickness of the emulsion. When this film is put into the camera, the embossed lenses will form miniature images of the diaphragm of the camera lens on the film emulsion. Suppose, for instance, that the lens contains a stop with three holes in it – one covered by a red filter; a second, by a green; and a third, by a blue filter. Then, behind each film lens there would be formed on the emulsion a group of three dots – one dot corresponding to the red filter; one, to the green; and the third, to the blue filter.
The effect produced by the embossed film and the filters in the lens is exactly similar to that which would be obtained by the use of a screen film in which the filter units were in contact with the emulsion, but the process has the advantage that the film is much easier to make and to use. The lenses can be either spherical or cylindrical. If they are cylindrical, the filters used in the camera lens can be strips parallel to the embossing on the film, and we shall then get line images of them on the film.
Some years after this invention, Berthon became associated with Anthon Keller-Dorian, the owner of an engraving plant in Alsace, and the Société Keller-Dorian-Berthon was formed to develop the process for commercial purposes. In 1925 this process was offered to the Eastman Kodak Company and was thought to offer possibilities of success, especially as it was closely akin in its requirements to the method of amateur cinematography which the company had already developed. Rights in the process were therefore purchased and development was started with a view to perfecting the process for use with the amateur 16-mm. film.
A great deal of study was involved. It was necessary to standardize the methods of making the lenses on the film; to design and make a suitable emulsion strongly sensitive to green and red light and yet with sufficiently fine grain for the minute structure of the separate color elements to be resolved; and, especially, to work out suitable methods by which the film could be developed and reversed while the rendering of color was retained. When all this work had been done, there was available a process which is simplicity itself from the user’s point of view. In order to make the pictures, a photographer using a standard Ciné-Kodak fitted with an f/1,9 lens has only to insert a color filter into the lens and thread the Kodacolor film in the camera. After the film has been exposed, it is sent away for processing and comes back to the photographer as a roll of black and white film which can be projected in an ordinary projector and will give a black and white picture on the screen. But if the projector is fitted with a special color filter like that which is used in the camera, then a colored picture will be obtained on the screen.
The operation of the Kodacolor process is as follows. The color filter is composed of three separate areas – red, green, and blue – and slips into the front of the lens. The film is threaded into the camera with its back, that is, the side of the film opposite from the sensitive emulsion, facing the lens, so that the emulsion surface itself is away from the lens. The back of the film is embossed, by running through steel rollers, with tiny cylindrical lenses composed of the film base material and extending lengthwise of the film. The lenses on the film are about four times narrower than the dots making up the illustrations in a magazine, and they are therefore invisible except under a microscope. They cover completely the surface of the side of the film opposite from the sensitive emulsion.
When the trigger of the camera is pressed, light reflected from the subject passes selectively through the three-color filter, on through the camera lens, and thence through the tiny embossed lenses on the film to the sensitive emulsion coating on the opposite side, where it is recorded (see Figure 25) The function of the lenses embossed on the film is to guide the rays of light falling upon each tiny area and lay them on the sensitive emulsion as three distinct impressions corresponding to the three filter areas, so that the three colors covering the lens are imaged behind each tiny cylindrical lens as three parallel, vertical strips, because the tiny cylindrical lenses are parallel to the stripes of color on the filter. Thus, the width of each of the minute areas of emulsion is subdivided into three parts related to the three filter areas and affected by light that is able to pass through the different colors. The sum of these small affected areas of film constitutes the whole photographic image. A red ray from an object in front of the camera, for instance, reaches the sensitive film at a spot related to the red area of the filter. The reversal process turns this affected spot into a transparent area, leaving opaque the adjoining, unaffected areas related to the green and blue segments of the filter; so, also, with green and blue colors and with combinations of colors. The sum of the points on the scene containing red makes a photograph from red light on the emulsion areas related to the red filter area; the sum of the blue also makes a separate photograph; and similarly, the green.
In Figure 26 is shown a photomicrograph of a Kodacolor picture of a number of strips of colored paper, the strips being very narrow and photographed at some distance, so that a considerable number of different colors are included in the small section shown. It will be seen that the pattern is divided by dark, vertical lines, between each one of which the same pattern repeats. These vertical lines are the edges of the small film lenses, and the pattern shown between each pair of lines shows the distribution between the red, green, and blue emulsion areas corresponding to each of the colored strips. Thus, in one strip it will be seen that two thirds of the strip is clear and only one-third is darkened. This corresponds to a color such as yellow, for instance, in which only the blue area is darkened, the green and red being transparent.
In projection, the optical system of the camera is reversed. Behind the film are placed a condenser and a source of light. On the projection lens is a color filter of the same kind as that used on the camera lens and of the same three primary colors – red, green, and blue. When the picture is projected, the opaque areas of the film prevent the light from coming through the corresponding filter on the lens and thus falling upon the screen. For each color, therefore, the emulsion areas, whose density is determined by the exposure given in the camera and the subsequent reversal processing, regulate the amount of light transmitted through the red, green, and blue segments of the filter on the projecting lens and thus determine the color which is projected upon the screen; so that on the screen we obtain a reproduction of the original colors of the scene photographed.
Owing to the absorption of the light by the colors of the scene photographed in projection, it is necessary to be content with a small picture on the screen; so that with the highest power of tungsten light available, only small screens can be used, such as those which are suitable for use in the home.
In the camera, it is necessary to have some method of controlling the exposure for the three different colors. The film may vary somewhat in its sensitiveness to red, green, and blue. Even if a film be made which has even sensitiveness to the three different filters, it does not follow that this can be duplicated exactly, and on the exactness of adjustment depends the color rendering. The adjustment for the varying sensitiveness of the emulsions is accomplished by cutting down the length of the color filters used in the camera. This is done by what is termed a ratio diaphragm cap. After the emulsion has been tested, these caps are chosen to correspond to the color sensitiveness of that particular batch of emulsion, and the cap is then placed on the end of the film in such a position that it cannot be missed by the user. All that is necessary when placing a new film in the camera is for him to take his color filter out of the camera, and replace the ratio diaphragm cap by a new one from the end of the fresh film. In this way, he can always he sure of getting the correct ratio of exposures.
As will be realized, the projector system is optically an exact inversion of the camera system, but there is in general one difference between the camera and the projector: the focal length of the projection lens is usually made greater than that of the camera lens. The relative apertures must be the same; that is, the cone of light coming through the projector lens must have exactly the same angle as the cone of light coming through the camera lens, since otherwise the optical conditions will not be reproduced correctly, and the colors will not be correct. A difference in focal length can, however, be compensated by the use of a supplementary lens, which places images of the color filters at the right point in the optical system; and this lens, which is termed a compensator, is fitted on to the lens of the projector. It makes no difference when black and white pictures are being projected except to change slightly the focal length of the projection lens, but it is necessary to obtain an even screen when Kodacolor pictures are being projected.
The results obtained with this Kodacolor process are of very good quality indeed, as would he expected from a three-color additive process. The process has, it will be observed, certain limitations.
As with a screen plate process, the small size of the separate units makes a considerable demand upon the resolving power of the emulsion, and a fine-grained emulsion is necessary, which is consequently limited in speed.
The pictures can be taken only at a very large aperture, approximately f/2, in full sunlight; that is, about three times as much light is required as is necessary for other processes of color cinematography employing filters but in which coarser grained and therefore faster emulsions can be utilized.
The preparation of duplicates or prints offers very considerable difficulties, and while some progress has been made in the preparation of these duplicates, especially for standard 35-mm. sized films, the process is not simple, and the ordinary manufacturing processes used in the making of standard motion pictures are not applicable.
In projection, there is a very serious loss of light caused by absorption of the filters, which always occurs in additive processes of color cinematography but is somewhat greater than that shown by other processes. The subtractive processes are free from this defect. There are therefore a considerable number of difficulties to be overcome in the adaptation of Kodacolor to the production of color pictures for the motion picture theater, but its instantaneous success as an amateur process seems to show quite clearly that it has solved the problem of color motion pictures in the home.”
(Mees, C. E. Kenneth (1929): The Processes of Color Photography. Part IV. The Kodacolor Process. The Journal of Chemical Education, 6(2), pp. 286-291.)
“Also worthy of consideration is the reason for the success of Kodacolor as an amateur and not as a professional process. The prime reason was that Kodacolor represented a “systems” approach to motion pictures, which consisted of:
1. Film: A black and white reversal panchromatic film on an embossed lenticular support.
2. Camera: A cine-Kodak fitted with a 25 mm F/l.9 lens.
3. Banded filter: A banded three-color designed for a 25 mm f/1.9 lens.
4. A diaphragm cap: A lens cap designed to fit the 25 mm f/l.9 lens to compensate for emulsion sensitivity difference.
5. Processing: A black and white reversal processing service.
6. Projection A: A conversion unit for existing “Model A” 16 mm Kodascope projectors.
7. Projection B: A new “Model 13″ Kodascope projector designed for Kodacolor or black and white film projectors.
8. Screen: The compatibility of a small screen with home projection.
9. Simplicity: With the simple addition of the filter and diaphragm cap it was as easy to use as black and white.
10. Cost: With a relatively small investment existing equipment could easily be converted to color. New equipment would cost relatively the same as black and white equipment.
This “systems” approach which made Kodacolor film ideally suitable for amateur motion pictures made it completely impracticable for professional motion pictures. Unfortunately, without the systems approach, Kodacolor film represented a single incompatible unit in the total motion picture process.
1. Optics: Lenses available in studio camera departments were optically unsuitable for the Kodacolor process.
2. Printing: A suitable system for making prints from lenticular originals had not been devised.
3. Emulsion sensitivity: A simple correction for emulsion sensitivity variations in form of a lens “diaphragm cap” was impossible due to the number of different lenses used in motion picture studios.
4. Process: For distribution purposes multiple copies were needed; a negative-positive process would have been more desirable than a reversal process from the standpoint of cost and increased latitude.
5. Projection A: Projection optics available in the theaters were generally unsuitable for use with the Kodacolor process.
6. Projection B: Projection light sources were inadequate for additive projection.
Although the color quality produced by the Kodacolor process was excellent, the process was rapidly replaced by Kodachrome, a subtractive process which utilized multilayered film, discussed in a later chapter.”
(Ryan, Roderick T. (1977): A History of Motion Picture Color Technology. London: Focal Press, pp. 55-56.)
“Interferenzerscheinungen an Linsenrasterfilmen.
Von Gerd Heymer.
Mit 9 Abbildungen.
Eines der interessantesten farbenphotographischen Verfahren ist das Linsenrasterverfahren, das R. BERTHON 1908 zuerst angab. Der Träger einer photographischen Schicht ist danach auf der der Schicht abgewendeten Seite lückenlos mit Linsen (Abb. 1) von etwa 0,04 mm Durchmesser bedeckt, deren Krümmungsradius so bemessen ist, daß ein Farbenfilter, das aus getrennten Feldern in den Grundfarben rot-grün-blau besteht und im Objektiv oder in dessen nächster Nähe angebracht wird, gerade in der lichtempfindlichen Schicht abgebildet wird. Man erhält also einen auf optischem Wege erzeugten Dreifarbenraster; wenn man die belichtete Schicht entwickelt und nach der von den Kornrasterplatten (Lumière, Agfa) bekannten Methode zum Positiv umgewandelt hat, so erhält man durch Projektion ein farbrichtiges Bild, falls nur das Projektionsfilter so angeordnet wird, daß seine von den Rasterlinsen entworfenen reellen Bilder an die gleiche Stelle fallen wie die des Aufnahmefilters. Das gegebene Material für ein derartiges Verfahren sind natürlich die leicht zu formenden Filme aus Zellulosederivaten, wie sie in der photographischen Technik auch sonst üblich sind; durch Prägen mit einer mit den entsprechen den Hohlformen versehenen Walze lassen sich die winzigen Linsen gut auf den Film aufbringen. Die günstigste Linsenform sind Zylinderlinsen, denen ein Farbfilter entspricht, das aus parallelen Streifen in den Grundfarben besteht, die ihrerseits den Zylinderlinsen parallel gestellt sind. Da Zylinderlinsen bekanntlich nur in einer Richtung als Linsen wirken, während sie in der dazu senkrechten lediglich als planparallele Platte zu betrachten sind, bringt die Verwendung von Zylinderlinsen eine größere Bildschärfe, denn die durch die Linsen bedingte Unscharfe bleibt sozusagen nur eindimensional. Derartige mit Zylinderlinsen versehene Filme wurden zuerst unter dem Namen KELLER-DORIAN-Filme bekannt (KELLER-DORIAN war der Mitarbeiter BERTHONS); seither sind Linsenrasterfilme auch für Zwecke der Farbenphotographie auf Schmalfilm („Kodacolor”) bekannt geworden. Außer der Verwendung in der Farbenphotographie hat man auch an andere Zwecke gedacht, z. B. für stereophotographische Aufnahmen und als Raster für Reproduktionszwecke.
Wenn man einen Linsenrasterfilm – es ist im folgenden nur von Zylinderlinsen die Rede – näher untersucht, so findet man interessante Erscheinungen, die im folgenden ausführlicher geschildert werden sollen. Blickt man durch einen Linsenrasterfilm, dessen lichtempfindliche Schicht abgewaschen oder ausfixiert ist, gegen eine spalt- oder punktförmige Lichtquelle, indem man den Film dicht vor das Auge hält, so erscheint diese zum teilweise farbigen Band mit ungleichmäßiger Helligkeitsverteilung auseinandergezogen. Die Erscheinung rührt offenbar von den Rasterlinsen her und läßt das Mitwirken von Interferenzerscheinungen auf den ersten Blick erkennen. Es befremdet jedoch, daß sich die Interferenzbilder unerwartet weit nach den Seiten hin erstrecken, jedenfalls stärker, als man bei der für Interferenzerscheinungen immerhin noch ziemlich niedrigen Anzahl von etwa 20 Elementen pro Millimeter erwarten sollte.
Dies wird verständlich, wenn man bedenkt, daß man es nicht mit einfachen Gitterstrichen zu tun hat, sondern mit Gitterlinsen, und in der Tat zeigt es sich, daß sich alle Erscheinungen eindeutig erklären lassen, wenn man diese Tatsache in Rechnung zieht. Wie im Folgenden gezeigt werden soll, bieten darüber hinaus die Interferenzbilder eine Handhabe für die Beurteilung der Gestalt und der Formung der Rasterlinsen; dies hat insofern eine gewisse Bedeutung, als es schwierig und zeitraubend sein würde, etwa durch Dünnschnitte sich ein Bild vom Profil der Zylinderlinsen zu verschaffen, wobei außerdem die Gefahr einer Deformierung der Linsengestalt nicht ausgeschlossen erscheint.
Weißes Licht ist für die Untersuchung der Interferenzerscheinungen wenig geeignet, da der Einfluß der verschiedenen Wellenlängen sich überlagert und das Bild verwischt. Abb. 2 zeigt nun das Bild, das man erhält, wenn man mit Natriumlicht (D-Linie) arbeitet. Die Versuchsanordnung besteht in einem Spalt (Abb. 3), auf dem mit Hilfe eines Kondensors die mit Natriumchlorid gefärbte Flamme eines Bunsenbrenners abgebildet wird. Es folgt eine Linse, welche das vom Spalt ausgehende Licht parallel richtet. Unmittelbar hinter dieser wird der Linsenrasterfilm angeordnet, dessen Linsen parallel dem Spalt zu stellen sind. Bei subjektiver Beobachtung bringt man das Auge direkt an den Rasterfilm und blickt durch diesen gegen den Spalt. Bei objektiver Registrierung wird das Objektiv eines auf Unendlich eingestellten photographischen Apparates an die Stelle des Auges gebracht, nachdem man sich davon überzeugt hat, daß der Apparat genügend weitwinkelig ist, um das gesamte Bild aufnehmen zu können, das sich bisweilen sehr weit nach den Seiten hin erstreckt.
Man beobachtet im allgemeinen eine Reihe von Spaltbildern wechselnder Helligkeit, deren Anzahl ziemlich scharf begrenzt ist. Sowohl bei subjektiver als auch bei objektiver Beobachtung findet man das gleiche Aussehen der Interferenzlinien, wie es Abb. 2 zeigt.
Es fragt sich nun, wie die Interferenzlinien zustande kommen. Das abweichende Aussehen der Interferenzbilder, insbesondere die Intensitätsverteilung und die begrenzte Anzahl der Linien, vor allem aber auch die hohe Gesamtintensität der Seitenbilder lassen sofort erkennen, daß die Interferenz nicht durch Beugung verursacht sein kann, und eine kurze Überlegung bestätigt das.
Es sei von einem idealen Linsengitter ausgegangen, das keinerlei Zwischenräume zwischen den einzelnen Linsen aufweist und dessen Einzellinsen einen überall gleichen Krümmungsradius besitzen. Abbildung 4a zeigt den Strahlengang ohne eingefügten Linsenraster: Der beleuchtete Spalt wird durch Linse und Objektiv scharf abgebildet. Abb. 4b zeigt den Strahlengang, wenn eine einzelne Rasterlinse eingeschaltet wird, wobei der gesamte übrige Teil des Lichtbündels abgeschirmt ist. Entsprechend der relativen Öffnung der Rasterlinse wird das Lichtbündel ausgebreitet, d.h. in derjenigen Ebene, in der in Abb. 4a der Spalt abgebildet wurde, erscheint jetzt eine beleuchtete Fläche BC von Spalthöhe und einer Breite, die sich aus den Daten der Rasterlinse berechnet.
In Abb. 5 ist eine einzelne Rasterlinse vergrößert wiedergegeben. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß ihr Brennpunkt an der Grenze zwischen dem Rasterlinsenmaterial und Luft (bzw. Gelatine beim für Aufnahmezwecke bestimmten Film) liegt. Ist nun d der Durchmesser, f die Brennweite einer Rasterlinse und n der Brechungsindex des Rastermaterials, ferner F die Brennweite des zur Aufnahme verwendeten Objektivs in Abb. 4b, so ergibt sich aus Abb. 5 ohne weiteres für die Breite B der beleuchteten Fläche
Treten nun weitere Linsen zu der ersten Rasterlinse hinzu, so ändert sich die Breite B der beleuchteten Fläche nur unwesentlich, nämlich etwa um die Breite der hinzukommenden Linsen. Mit dem Hinzutreten setzt jedoch alsbald die Interferenz ein, denn die Vielheit der Rasterlinsen wirkt genau wie eine Vielheit von Spalten, also wie ein Strichgitter: Es treten die uns bereits bekannten zahlreichen Interferenzbilder des Spaltes auf, und zwar in Abständen, welche sich ganz nach den von den Strichgittern her bekannten Sätzen ermitteln lassen. Für diese gilt, daß die seitlichen Interferenzmaxima, also hier die seitlichen Spaltbilder, um Winkel α von dem unabgelenkten Spaltbild abweichen, für welche gilt:
In dieser Formel ist g eine ganze Zahl, X die Wellenlänge des verwendeten Lichtes, also hier 5,89*10-5 cm, d der Abstand der Spalte bzw. hier der Linsenzentren in cm, entspricht also der Linsenbreite. Aus den Formeln (1) und (2) kann man durch Zusammenfassung die Anzahl von Streifen berechnen, welche bei einer bestimmten Linsenform überhaupt nur auftreten können. Versteht man nämlich (Abb. 6) unter α0, den Winkel, den das auf dem Ende von B liegende Interferenzbild mit der Mittelgeraden bildet, so gibt g0, nach Formel (2) berechnet, direkt die Anzahl von seitlichen Interferenzbildern einer Seite ohne das nicht abgelenkte Spaltbild. Es ergibt sich aus Abb. 6:
Die Prüfung der Formel an verschiedenen Proben von Linsenrasterfilmen zeigt eine gute Übereinstimmung der theoretisch geforderten mit den praktisch gefundenen Spaltbilderzahlen, sofern die Geltungsbedingung der Formel (3) – ideale Linsenform – erfüllt ist, was bei der Schwierigkeit der Herstellung von Linsenrastern durchaus nicht immer der Fall ist. Abb. 2 zeigt einen Film, dessen Werte sind
Daraus ergibt sich
was mit dem ausgezählten Wert von A = 32 bis 33 übereinstimmt. Allerdings kann man die letzten Spaltbilder nicht immer mit Sicherheit feststellen.
Die meisten Rasterfilme zeigen dagegen Spaltbilderzahlen, welche von den von der Theorie geforderten abweichen. Diese Abweichung, welche durch nichtideale Linsenformung bedingt ist, zeigt sich dabei mit einer anderen Erscheinung verbunden, welche die gleiche Ursache hat. Aus der Abb. 5 folgt nämlich, daß die Helligkeit der Spaltbilder über die gesamte Ausdehnung derselben nahezu die gleiche sein müßte, während z. B. schon Abb. 2 die starke Ungleichmäßigkeit in der Helligkeit der einzelnen Spaltbilder zeigt. Abb.7 zeigt einen Linsenrasterfilm mit besonders ungleichmäßiger Ausbildung der Helligkeit der Spaltbilder.
Die Ursache dieses starken Abweichens vom geforderten Aussehen liegt in der Ungleichmäßigkeit der Linsenoberflächen. Allgemein gilt nämlich, daß die Helligkeit irgendeines Spaltbildes der Ausdehnung und der Häufigkeit von solchen Teilen der Linsenoberfläche entspricht, welche gerade in Richtung dieses Spaltbildes das Licht brechen. Das wird sofort klar, wenn man bedenkt, daß Prismen in dachziegelartiger Anordnung an Stelle von Linsen nur ein einziges Spaltbild in einer bestimmten Richtung erzeugen würden. Die Verteilung der Helligkeit der Spaltbilder gestattet demnach sogar einen gewissen Rückschluß auf die Oberfläche der Linsen: Je gleichmäßiger die Helligkeitsverteilung der Spaltbilder, um so gleichmäßiger die Oberfläche der Linsen. Abb. 8 und 9 zeigen die außerordentlich großen Unterschiede, welche in dieser Beziehung vorkommen können. Abb. 8 bezieht sich auf einen Rasterfilm, dessen Oberfläche auch bei mikroskopischer Beobachtung auf einer Seite eine deutliche Ungleichförmigkeit der Krümmung zeigt. In Abb. 9 dagegen fehlen diese unregelmäßigen Schwankungen fast völlig.
Aus dem Gesagten geht hervor, daß die durch Linsenraster hervorgerufenen Interferenzerscheinungen sich von den durch Beugung an Strichgittern hervorgerufenen charakteristisch unterscheiden: Die Anzahl der durch Strichgitter hervorgerufenen Interferenzbilder ist theoretisch unbegrenzt; die Helligkeit der Interferenzbilder nimmt von der Mitte nach den Seiten hin stetig ab. Die Anzahl der durch Linsenraster hervorgerufenen Spaltbilder ist bei idealer Ausbildung der Linsen genau begrenzt, ihre Helligkeit angenähert gleich, bei nichtidealer Linsenform stark mit der Entfernung vom mittleren Spaltbild wechselnd. Diese Eigenschaften finden ihre Erklärung in der Entstehung der seitlichen Spaltbilder, für die beim Strichgitter die Beugung, beim Linsenraster die Brechung verantwortlich zu machen ist.
Zusammenfassung.
Der in der Farbenphotographie benutzte Linsenrasterfilm nach R. BERTHON zeigt interessante Interferenzerscheinungen, die im Allgemeinen ein anderes Aussehen haben als die bei den Strichgittern bekannten.
Die Hauptcharakteristika: Begrenzte Anzahl von Interferenzbildern bei etwa gleicher Helligkeit lassen sich durch einfache optische Überlegungen begründen und die Abweichungen vom theoretisch geforderten Aussehen deuten.
Aus Helligkeitsverteilung und Interferenzbilderzahl lassen sich gewisse Rückschlüsse auf die Form der Linsen ziehen.”
(Heymer, Gerd (1931): Interferenzerscheinungen an Linsenrasterfilmen. In: Veröffentlichungen des wissenschaftlichen Zentral-Laboratoriums der photographischen Abteilung Agfa, 2, 1931, pp. 111-117. (in German)
“Auflösungsvermögen und Farbwiedergabe in der Farbrasterphotographie.
Von Gerd Heymer.
Mit 9 Abbildungen.
I. Die Farbrastertypen.
Die zahlreichen Raster, die für farbenphotographische Zwecke vorgeschlagen oder in der Praxis ausgeführt worden sind, lassen sich in zwei Hauptgruppen unterteilen je nach der Art, in der die Rasterelemente hergestellt sind: Wenn die Bildelemente als kleine Farbfilterchen unmittelbar vor der lichtempfindlichen Schicht angeordnet sind, sprechen wir von Rastern mit farbstoffhaltigen Filterelementen oder kurz von “Farbfilter-Rastern”. Hierher gehören z. B. die Raster der bekannten Farbenplatten (Lumière, Agfacolor). Bei der zweiten Gruppe befinden sich farbstoffhaltige Filter zur Zerlegung in die Grundfarben nur in der Nähe des Objektives. Die Rasterelemente selbst dagegen stellen ungefärbte, winzige Vorrichtungen dar, die vor der lichtempfindlichen Schicht angeordnet sind und das Filter elementweise in der Schicht optisch abbilden. Je nachdem, ob die kleinen abbildenden Systeme nach dem Vorbilde der Lochkamera oder der Linsenkamera arbeiten, wird von Loch- oder Linsenrastern gesprochen, und für beide Arten gemeinsam wollen wir, da das auf die Schicht fallende Licht entsprechend den verschiedenen Farben aus verschiedenen Richtungen kommt, den Ausdruck “Richtraster” benutzen.
Grundsätzlich besteht sowohl für die Farbfilterraster wie auch für die Richtraster die Möglichkeit, die Rasterelemente entweder regelmäßig oder unregelmäßig anzuordnen. Mit unregelmäßiger Verteilung der Elemente arbeiten die oben genannten Farbenplatten, mit regelmäßigen Farbfilterrastern die Verfahren von SPICER-DUFAY und FINLAY; sämtliche bekannten Richtraster dagegen gehören zu den regelmäßigen Rastern. Die absoluten Dimensionen der Raster sind, je nach der Herstellungsart und dem Verwendungszweck, außerordentlich verschieden. In der Abb. 1 ist eine Übersicht über einige praktisch hergestellte Raster gegeben. Sämtliche Teilfiguren sind im gleichen Größenverhältnis gezeichnet. In der unteren rechten Ecke ist der Maßstab aufgetragen.
In der Gruppe A finden sich die beiden Hauptvertreter der unregelmäßigen Raster, das Lumière- und das Agfacolor-Raster. Die Größe der Rasterkörnchen ist nicht einheitlich; im Mittel beträgt sie etwa 10 μ. Sie schließen, wie bekannt, beim Agfacolor-Raster ohne Lücken dicht aneinander, während beim Lumière-Raster die zwischen den einzelnen Teilchen entstehenden Lücken mit schwarzer Masse ausgefüllt sind. Diese Raster werden durch möglichst vollständiges Mischen der drei Rasterkornsorten hergestellt, wobei die Größe in weiten Grenzen variiert werden kann. Durch Ausbildung sogenannter Ketten, in denen mehrere Teilchen gleicher Farbe zusammenhängen, wird scheinbar ein Rasterkorn von größerem Ausmaß erzielt. Auf diese Erscheinung kommen wir noch zurück.
Bei der Gruppe B der regelmäßigen oder Linien-Raster wird dagegen die Größe der Rasterelemente weitgehend durch die Herstellungsmethode und die zur Verfügung stehenden mechanischen Hilfsmittel bestimmt. Insbesondere ist bei denjenigen Verfahren, welche die Linien, aus denen sich das Raster aufbaut, mittels drucktechnischer Methoden herstellen, die Grenze der Rasterfeinheit durch die Genauigkeit gesetzt, mit welcher sich in die Druckwalzen die Drucklinien eingravieren lassen, und ferner durch die Konsistenz des Druckmittels, welches natürlich so beschaffen sein muß, daß beim Drucken die Linien nicht ineinander verlaufen. Da es mit den heutigen mechanischen Mitteln nicht möglich ist, unterhalb einer bestimmten Rasterbreite 3 Liniensysteme verschiedener Farbe so zu drucken, daß alle Linien parallel verlaufen, ohne sich zu überdecken, müssen für besonders feine Raster Verfahren benutzt werden, bei denen die Linien sich kreuzen, wobei durch Reservage jeweils der Platz für die noch fehlenden Farben freigehalten wird. Da alle Rasterteilchen, auch wenn sie quadratische Gestalt haben, stets aus sich kreuzenden Linien entstanden sind, ist der Ausdruck „Linien-Raster” auch für solche Raster zulässig, welche nicht allein aus Linien bestehen. Das feinste der z. Z. bekannten Druck-Raster ist dasjenige von SPICER-DUFAY, welches eine Rasterkonstante von etwa 70 μ besitzt.
In der Gruppe C der Abb. 1 sind die Richt-Raster, speziell die technisch sehr weitgehend ausgearbeiteten Linsen-Raster verzeichnet. Dank den besonderen Herstellungsmethoden dieser Raster ist es gelungen, hier zu Werten für die Rasterkonstante zu gelangen, welche alles auf drucktechnischem Wege Mögliche weit hinter sich lassen. Schon in der ersten Ausführung des Linsen-Rasters Agfacolor-Schmalfilm und der Wellenlänge des durch den Erfinder R. BERTHON und seinen Mitarbeiter KELLER-DORIAN gelangte man zu Rasterbreiten von 46 μ, einer Zahl, die durch den seit etwa 1 Jahr im Handel befindlichen Agfacolor-Schmalfilm so weit unterboten wurde, daß dieser mit einer Rasterkonstante von etwa 28 μ das feinste derzeit im Handel befindliche Farb-Raster darstellt. Um eine Anschauung von der Feinheit dieses Rasters zu vermitteln, ist in Abb. 2 der Querschnitt durch eine Rasterlinse wiedergegeben. Da unter jeder Rasterlinse ein roter, grüner und blauer Streifen registriert wird, beträgt die Breite eines roten Streifens etwa 9 μ ( = 0,009 mm), das bedeutet: Auf die Breite dieses Streifens kommen nur etwa 13 Wellenlängen roten Lichtes von der Wellenlänge 0,7 μ.
Ganz ähnlich nun wie bei gewöhnlichen Schwarz-Weiß-Bildern die Größe des Emulsionskornes eine bestimmende Rolle für die Wiedergabe von Bildeinzelheiten spielt, ist bei Farbrastern die Größe des Rasterelementes für die Bildqualität von Bedeutung, und zwar bestimmt sie
1. die Sichtbarkeit des Rasters als solches,
2. die Wiedergabe der Konturenschärfe und der Bildeinzelheiten;
3. überdies steht die Feinheit des Rasters in einer bestimmten Beziehung
zum Auflösungsvermögen und damit in gewissem Sinne auch zu der Empfindlichkeit der verwendeten lichtempfindlichen Schicht. Alle diese Beziehungen sollen im folgenden näher erläutert werden.
II. Die Sichtbarkeit des Rasters.
A. Allgemeine Gesichtspunkte.
Ob unter bestimmten Umständen ein Raster sichtbar ist oder nicht, ist in erster Linie eine Funktion des Sehwinkels, unter dem das Raster betrachtet wird. Ein gutes Kornrasterbild im Format 9 x 12 cm läßt das Vorhandensein eines Rasters mit unbewaffnetem Auge praktisch nicht mehr erkennen. Vergrößert man dagegen das erhaltene Bild durch Projektion etwa zehnfach und betrachtet es in etwa nur dem dreifachen Augenabstande von vorher, so treten die einzelnen Rasterkörner deutlich hervor. Die Anforderungen, die an die Feinheit des Rasters gestellt werden, sind also eine direkte Funktion des Formates. Die genügende Auflösung ist besonders wichtig für das Format des Schmalfilms, der etwa hundertfach linear vergrößert, dabei aber aus einem Abstand betrachtet wird, der nur etwa das Fünffache des Betrachtungsabstandes eines 9 x 12 cm-Bildes beträgt. Demgemäß müßte also das Raster etwa 20fach feiner sein. Vergl. Abb. 1 des Beitrages von F. WEIL S. 209.
Die ohne weiteres verständliche Beziehung zwischen Format und Rasterfeinheit bedarf einer Einschränkung für den Fall des Kinobildes: Ein unregelmäßiges Raster, welches als stillstehendes Bild betrachtet keine auffälligen Unregelmäßigkeiten erkennen läßt, die auf das Korn zurückgeführt werden könnten, erweist sich als unbrauchbar, wenn man es für Zwecke des Kinefilms verwendet. Die Erklärung ist in Folgendem zu suchen: Wenn auch das verwendete Kornraster die einzelnen Körner in idealer Verteilung enthält, so kann an einer Stelle des Bildfeldes trotzdem eine Häufung etwa von roten Teilchen auftreten, die dadurch zustande kommt, daß auf den 16 innerhalb 1 Sekunde projizierten Bildern jeweils lauter rote Körnchen so auf diese Stelle projiziert werden, daß die von allen diesen Teilchen bedeckte Fläche größer ist als die eines einzelnen roten Teilchens und dadurch sichtbarer wird. Gewöhnlich macht sich jedoch dieser Effekt in der Weise bemerkbar, daß die Projektionen von Teilchen gleicher Farbe sich gegeneinander von Bild zu Bild so verschieben, daß der Punkt auf dem Bildfelde unruhig hin und her zu wandern scheint. Im ganzen genommen macht das Bildfeld den Eindruck eines aufgestörten Ameisenhaufens, und man bezeichnet den Fehler daher auch treffend mit “Ameisenlaufen” oder “Kribbeln” oder, nach den Gründen für seine Entstehung, als “kinetische Kettenbildung”. Dieser Eindruck kann bei weitem nicht in dem gleichen Maße auftreten, wenn statt des Kornrasters eines der regelmäßigen Raster verwendet wird, woraus sich die Regel ergibt, daß für den Kinofilm regelmäßige Raster zu bevorzugen sind.
Die Sichtbarkeit eines Farbrasters ist außer von der Größe der farbigen Elemente noch von einer Reihe anderer Faktoren abhängig. Einmal kommen bei manchen Farbrastern außer den eigentlichen Farbelementen noch undurchsichtige Elemente vor, die um so nachteiliger wirken, je größer sie im Vergleich zu den farbigen Teilchen sind. Einen relativ geringen Einfluß übt dagegen die Farbtiefe oder Sättigung der Teilchen aus; denn da die Farbraster immer so abgestimmt sein sollen, daß der Gesamteindruck weiß entsteht, muß die Farbtiefe der drei Teilfarben stets annähernd parallel geändert werden, so daß die drei Grundfarben stets im gleichen Helligkeitsverhältnis auftreten, und zwar werden die blauen Elemente am dunkelsten gesehen, dann folgen die roten und schließlich als hellste die grünen Teilchen. Es besteht ungefähr ein Verhältnis blau : rot : grün wie 1 : 5 : 7 (HAY [1]). Diese Zahlen gelten naturgemäß bei solchen Verfahren, die für Aufnahme und Wiedergabe verschieden gefärbte Raster verwenden, nur für die Wiedergaberaster und auch dann nur für dasjenige Licht (Nitra-, Bogenlampe, Tageslicht), auf das die Abstimmung erfolgt ist. Daraus nun, daß die Helligkeit der Farbrasterteilchen je nach der Grundfarbe verschieden ist, folgt, daß die Sichtbarkeit eines Farbrasters, die durch den stärksten vorkommenden Helligkeitskontrast bedingt ist, für verschiedene vom Farbraster wiedergegebene Farben nicht gleich sein kann. Das ist ohne weiteres an folgenden Beispielen zu erkennen: Ein reines Blau wird durch das Farbraster dadurch wiedergegeben, daß die roten und grünen Farbelemente abgedeckt sind. Das Bildfeld besteht also aus schwarzen Elementen von vergleichsweise dem doppelten Flächeninhalt der blauen, mit denen sie abwechseln. Da die blauen Elemente die dunkelsten sind, ist der Helligkeitskontrast und damit die Sichtbarkeit des Rasters in reinem Blau gering. Im Gelb oder Orange dagegen, in dem die völlig undurchsichtigen Elemente des abgedeckten Blau mit den besonders hellen roten und grünen Teilchen abwechseln, ist der Kontrast und damit die Sichtbarkeit des Rasters besonders groß. Aus dem gleichen Grunde ist es auch nicht gleichgültig – eine Überlegung, die besonders bei regelmäßigen Rastern von Wichtigkeit ist – ob die völlig undurchsichtigen Stellen, die nach dem oben Gesagten bei manchen Rastern vorkommen, zwischen den beiden hellsten oder den beiden dunkelsten Farben angeordnet sind. Im Falle der Anordnung zwischen der hellsten Teilfarbe nämlich wirken sie, wenn ihre Größe derjenigen der Farbelemente vergleichbar ist, mit den dunkleren blauen Elementen zusammen ähnlich wie ein Raster von doppelter Feinheit. Liegen sie jedoch zwischen Blau und Rot, so ergeben sich in dem oben geschilderten Falle der Wiedergabe von Gelb besonders breite schwarze Linien auf etwa gleich Breitem gelbem, also hellem Grunde, ein Umstand, der zur Sichtbarkeit des Rasters beiträgt; für diesen Fall kommt als weiterer Nachteil hinzu, daß, im Gegensatz zum nur aus Farbelementen bestehenden Raster, der Helligkeitskontrast zwischen den völlig undurchsichtigen Zwischenelementen und den eigentlichen Farbelementen mit der Beleuchtung zunimmt, so daß also die Sichtbarkeit des Rasters hier mit der Helligkeit größer wird.
Neben diesen allgemeinen Gesichtspunkten ist die durch die Technik der Rasterherstellung bedingte Anordnung der Rasterteilchen bei den verschiedenen Rasterarten maßgebend für die Sichtbarkeit des Rasters.
B. Die Sichtbarkeit von Kornrastern.
Die Kornraster enthalten die Farbelemente in Form unregelmäßig verteilter, unregelmäßig gestalteter Farbscheibchen, deren Durchmesser im Mittel etwa 0,01 mm beträgt. Das Lumière-Raster enthält zwischen den Farbteilchen eine schwarze Füllmasse, die jedoch ohne größeren Einfluß auf die Sichtbarkeit des Rasters ist, weil die von ihr eingenommene Fläche klein im Vergleich zur Fläche der Farbteilchen ist.
Dagegen ist immer die Verteilung der Körner verschiedener Farbe von großem Einfluß auf die Sichtbarkeit des Rasters. Es hat sich nämlich in der Praxis herausgestellt, daß selbst bei der sorgfältigsten Ausführung der Mischung der drei Kornarten niemals eine Anordnung erzielt werden kann, in welcher das Zusammentreffen eines Kornes einer bestimmten Farbe mit einem Korn gleicher Farbe vermieden ist. Es ist aber ohne weiteres einzusehen, daß ein Zusammenfallen mehrerer Körner gleicher Farbe genau so aussieht wie ein einziges Korn entsprechend größeren Ausmaßes; mit anderen Worten: Das Raster wird durch Zusammenballung von Körnern gleicher Farbe sichtbar. Eine einfache Überlegung zeigt, daß auch unter der einfachsten Annahme, daß sämtliche Teilchen gleiche Größe und kreisförmige oder sechseckige Gestalt besitzen, nur eine regelmäßige Anordnung, die ohne künstliche Mittel nicht zu erzielen ist, das Zusammenstoßen mehrerer Körner gleicher Farbe vermeiden läßt (Abb. 3).
In der Praxis stellen die Kornhäufungen eine Erscheinung dar, die niemals ganz zu beseitigen ist, und hierin ist auch die Ursache für die Beobachtung zu suchen, daß man das Raster einer Kornrasterplatte bereits bei einer Vergrößerung zu sehen glaubt, bei der auch die größten vorkommenden Einzelteilchen in Wirklichkeit noch unterhalb der Sichtbarkeitsgrenze liegen; die bei dieser Vergrößerung gesehene Körnigkeit des Bildes ist in Wirklichkeit auf die Kornhäufungen gleicher Farbe zurückzuführen.
Es hat sich natürlich bald die Frage erhoben, ob es nicht durch längere Mischung oder besondere Gestaltung der Oberfläche der Körner möglich ist, das Aneinanderhaften von Teilchen gleicher Farbe, im folgenden kurz Ketten- oder Inselbildung genannt, zu vermeiden oder zu vermindern. Diese Frage ist in einer bisher nicht veröffentlichten Arbeit von J. EGGERT und G. BOOK aus dem Jahre 1925 untersucht worden, deren Ergebnis wir hier mitteilen. Bei diesen Versuchen wurde so vorgegangen, daß Ausschnitte aus Kornrasterplatten vergrößert photographiert und die Teilchen gleicher Farbe auf einem bestimmten Flächenabschnitt ausgezählt wurden, und zwar unter gleichzeitiger Berücksichtigung, ob es sich um Einzelteilchen oder um Ketten handelte. Das erste überraschende Ergebnis war die Beobachtung, daß Ketten von außerordentlicher Länge vorkommen können, worüber die Tabelle I Auskunft gibt, in welcher die prozentische Häufigkeit von Einzelteilchen und Ketten für die roten Teilchen einer Agfacolorplatte aufgezeichnet ist.
Es kommen also z. T. außerordentlich hohe Teilchenzahlen vor. Natürlich sind diese Ketten langgestreckt und gewunden und haben nicht etwa die Form eines kompakten Haufens; infolgedessen kann man die Länge der Ketten nicht ohne weiteres proportional der Sichtbarkeit des Rasters setzen; das ist um so wichtiger, als nach den Versuchen fast die Hälfte der gesamten Oberfläche des Rasters von Ketten eingenommen wird, welche mehr als 10 Teilchen enthalten. Es muß jedoch besonders hervorgehoben werden, daß solche Ketten nicht nur bei allen unregelmäßigen Farbrastern des Handels vorkommen; es wurde vielmehr durch einen besonderen Versuch nachgewiesen, daß die Kettenbildung keineswegs eine Folge der Mischmethoden oder der Oberflächeneigenschaften der Rasterkörner darstellt. Es wurden nämlich in einem Modellversuch die Rasterkörner durch polierte Metallkugeln in drei verschiedenen Farben ersetzt. Nach der Mischung wurden diese Kugeln auf einer Platte bestimmter Größe ausgebreitet und wieder, wie bei dem Kornraster, ausgezählt. Bei der Mischung solcher Kugeln können irgend welche Eigenschaften der Oberfläche, wie etwa die Haftfähigkeit der einzelnen Körner aneinander, keine Rolle spielen. Es zeigte sich nun, daß auch in diesem Versuch die Kettenbildung auftritt, ja es ergab sich sogar eine Kurve der Häufigkeit der verschiedenen Kettenlängen (Anzahl der Kugeln gleicher Farbe in einer Kette), welche mit der bei Kornrastern gefundenen recht genau übereinstimmt (Abb. 4).
Dadurch ist bewiesen, daß die Kettenbildung bei unregelmäßigen Kornrastern ein Fehler ist, welcher mit der Methode als solcher unlöslich verknüpft ist und nicht etwa durch Änderung der physikalischen Eigenschaften der Körner oder durch längeres Mischen behoben werden kann. Die einzige Möglichkeit, die durch die Kettenbildung vergrößerte Sichtbarkeit des Rasters zu verringern, besteht daher darin, die Einzelteilchen so klein als möglich zu halten; dieser Ausweg würde besonders auch für die Übertragung des Kornrasters auf den Kinefilm eine wirksame Maßnahme darstellen, wenn nicht den Schwierigkeiten in der Herstellung des Rasters selbst sich ein Versagen der lichtempfindlichen Schicht zugesellen würde. Je kleiner nämlich die Rasterteilchen werden, um so mehr werden sie den Emulsionskörnern in der Größe vergleichbar, und um so schlechter gelingt die Lokalisierung der Lichtwirkung auf ein bestimmtes Rasterkorn. Die Folge ist eine zunehmende Lichtwirkung auch unter den nicht vom Licht unmittelbar durchsetzten Rasterteilchen, ein Effekt, der sich als eine zunehmende Verweißlichung der Farben äußert. Diese durch das Auflösungsvermögen der photographischen Schicht gesetzte natürliche Grenze der Rasterfeinheit wird weiter unten in einem besonderen Kapitel behandelt.
C. Die Sichtbarkeit von farbigen Linienrastern.
Gegenüber den unregelmäßigen Kornrastern haben die regelmäßigen Raster, die im allgemeinen aus Strichen oder unendlich langen Kornreihen entstanden zu denken sind, auch wenn sie rechteckige Form haben, den Vorteil, daß die bei den Kornrastern unvermeidlichen unregelmäßigen Häufungen und Ketten hier zwangsläufig ausgeschlossen sind. Dafür bietet die Herstellung solcher Raster mit zunehmender Feinheit wachsende technische Schwierigkeiten, denen es hauptsächlich zuzuschreiben ist, wenn derartige Raster nur in geringerem Ausmaße in die Praxis Eingang gefunden haben. Der Vergleich einiger Raster dieser Art in Abb. 1 zeigte bereits, daß die regelmäßigen Linienraster im allgemeinen gröber sind als die Kornraster. Wenn sie trotzdem nicht eine gegenüber den Kornrastern verstärkte Sichtbarkeit zeigen, so liegt dies nur an der Vermeidung der Haufenbildung. Jedenfalls kann man aber sagen, daß die feinsten der bisher nach solchen Methoden praktisch hergestellten Raster (SPICER-DUFAY) noch nicht an die durch das Auflösungsvermögen der Emulsion gesetzte Grenze der Rasterfeinheit heranreichen. Es ist vielleicht noch interessant, zu erwähnen, daß das im Vergleiche zum Kornraster gröbere Raster nach SPICER-DUFAY unter gleichen Betrachtungsbedingungen, etwa bei der Projektion als Kinefilm, gerade an der Grenze der Sichtbarkeit steht, ein deutliches Zeichen für die Überlegenheit regelmäßiger Raster für die Kinoprojektion. Günstig für eine geringe Sichtbarkeit ist der Kunstgriff, die besonders dunklen Linien des Blau als durchgehende Linien von der halben Breite der roten und grünen Teilchen anzuordnen.
D. Die Sichtbarkeit von Richt-(Linsen-)Rastern.
Eine Sonderstellung nehmen schließlich die von uns als Richtraster bezeichneten Materialien ein, worunter wir, wie bereits erwähnt, die mit Hilfe von Strichrastern oder Linsenrastern erzeugten optischen Raster verstehen, von denen besonders die letzten seit einiger Zeit praktische Anwendung gefunden haben. Das ist verständlich, wenn man bedenkt, daß auf diesem Wege Kornhäufungen vermieden und gleichzeitig beliebig feine Dimensionen hergestellt werden können, die nur eine gewisse Einschränkung durch die hierbei auftretenden optischen Erfordernisse erleiden.
Zu den Richtrastern zählen alle diejenigen, bei denen die in den Grundfarben angefärbten Elemente nicht in Form farbstoffhaltiger Filterelemente sich unmittelbar vor der photographischen Schicht befinden, sondern durch einen Prozeß entstehen, bei dem die eigentliche Trennung in die Grundfarben bereits im Objektiv oder in seiner Nähe erfolgt. Die Schicht wird also in Gestalt von Büscheln belichtet, deren Basis in den drei Filterflächen des Objektivs liegt, während die Spitze des Büschels in dem betreffenden Bildpunkte liegt; hier werden alle drei Grundfarben übereinander projiziert und zu einer einzigen Mischfarbe vereinigt, die sich jedoch noch in einem wesentlichen Punkte unterscheiden, nämlich durch die Richtung, aus der sie auf die Schicht auftreffen, entsprechend ihrem Ausgangspunkt von den verschiedenen Filterflächen. Denkt man sich das Auge in dem Bildpunkte befindlich und gegen das Objektiv blickend, so sieht es dort die drei Filterflächen, etwa in Gestalt dreier paralleler Streifen, und die Helligkeit dieser drei Flächen gibt die Farbe an, in der der Bildpunkt erscheinen soll; denn wenn der Bildpunkt etwa einem gelb gefärbten Objekt entsprach, so kann auf den Bildpunkt selbst nur aus dem roten und grünen Filterstreifen Licht fallen. Aufgabe der Richtraster ist es nun, die Richtung der im Bildpunkt konvergierenden Strahlen wieder zu zerlegen, so daß es zu einer Trennung der drei Bestandteile des Lichtes in der Ebene der Schicht kommt. Oder anders ausgedrückt: Vor der Schicht sind optische Elemente angeordnet, die Punkt für Punkt die Objektivöffnung mit den dort angeordneten Filtern photographieren, wobei diese Teilaufnahmen jeweils das für die Farbe des betreffenden Bildpunktes charakteristische Aussehen des Filters bzw. seine Helligkeitsverteilung zeigen, also ein helles Bild des Rot- und Grünfilters, ein dunkles des Blaufilters in dem oben angeführten Falle eines gelben Bildpunktes.
Je nach dem optischen Instrument, das zu dieser Zerlegung verwendet wird, unterscheidet man zwei Untergruppen von Richtrastern, nämlich die Loch- oder Strichraster und die Linsenraster. Die erste Art von Rastern besteht in einer mit einem Lochraster versehenen Platte, die vor der Schicht angeordnet ist. Durch die Löcher findet die Abbildung der im Objektiv oder vor demselben montierten Filter genau wie bei einer Lochkamera statt (Abb. 5). Diese Anordnung wurde von AHRIMAN 1896 zuerst beschrieben [2]. Von SCZEPANIK wurde dann 1899 zuerst die Abänderung dieses Prinzips angegeben, bei der die Löcher durch Linien (Spalte) ersetzt werden [3]. Um eine genügende Trennung der Farben auch für diesen Fall zu erzielen, müssen dann die Filter in Form von Streifen angeordnet werden, welche dem Strichraster parallel laufen.
Die Wiedergabe von Aufnahmen dieser Art muß so geschehen, daß der Strahlengang umgekehrt wird, wobei das Licht zuerst durch die Aufnahme, dann durch das wieder an die gleiche Stelle gebrachte Raster und schließlich durch das Aufnahmefilter fällt. 1908 ersetzte dann R. BERTHON [4] das Strichraster durch das eine höhere Lichtausbeute bei Aufnahme und Wiedergabe liefernde Linsenraster, und auch hier ist die Variante der anfänglich benutzten Wabenraster zu nennen, bei der das Raster sich nur in einer einzigen Richtung erstreckt, nämlich die in der Praxis jetzt ausschließlich benutzte Form des Zylinderlinsenrasters. Beide Formen sind in Abb. 1 wiedergegeben. Da alle diese Raster nur in der Projektion farbige Bilder ergeben, von besonderen hier nicht näher zu erläuternden Prozessen abgesehen, kommt es für die Frage nach der Sichtbarkeit des Rasters nur darauf an, ob es in der Projektion sichtbar wird oder nicht. Das ist zum Beispiel deshalb von Bedeutung, weil die Strichraster wegen der starken schwarzen Striche auch schon bei direkter Betrachtung stark sichtbar sein würden. Tatsächlich aber findet bei der Projektion eine Scharfeinstellung auf die Ebene der Schicht statt, und in dieser herrschen wesentlich andere Verhältnisse. Da nämlich das Aufnahmefilter in der Schicht abgebildet wird, kommt es für die Sichtbarkeit des Rasters nur darauf an, wie breit die auf diese Weise erzeugten Striche der Streifen Rot, Grün und Blau sind oder ob sich zwischen diesen Streifen noch schwarze Zwischenräume befinden. Wenn nämlich die Bilder der Filterstreifen, welche durch die Löcher oder Linsen entworfen werden, kleiner sind als die Rasterbreite, so daß immer Stellen übrig bleiben, auf die bei der Belichtung kein Licht gefallen ist, so entstellen nach der Umkehrung zwischen den Filterbildern schwarze Zwischenstreifen, die deutlich sichtbar sein können, während beim Fehlen jener schwarzen Zwischenstreifen keinerlei Rasterung erkennbar zu sein braucht trotz gleicher Rasterbreite.
In der Praxis sind Aufnahmen mit Strich- und Lochrastern nach dem geschilderten Verfahren kaum bekannt geworden, während der Linsenrasterfilm als Schmalfilm sich gut bewährt hat (Kodacolor, Agfacolor) und neuerdings1) auch für die Kleinbildkameras, welche den 35 mm-Film als Aufnahmematerial benutzen (Contax, Leica) verwendet wird (Agfacolor). Die Abb. 1 zeigt die Größenverhältnisse dieser Filme im Vergleich zu den älteren Filmen der französischen Gesellschaft KELLER-DORIAN-BERTHON, die sich zuerst der Ausarbeitung der BERTHONschen Erfindung gewidmet hatte. Die Abbildung zeigt, wenn man die absoluten Maße der Rasterbreiten betrachtet, daß es sich hier schon um recht feine Raster handelt; tatsächlich findet man jedoch, daß für Schmalfilmbilder wegen der außerordentlich starken Vergrößerung erst bei den Dimensionen des Agfacolorfilms die Sichtbarkeit des Rasters zu verschwinden beginnt; die schwarzen Streifen zwischen den eigentlichen Farbstreifen der übrigen Beispiele tragen zur Sichtbarkeit dieser Raster in der soeben geschilderten Weise bei. Strichraster können andererseits nicht bis zu der hier erreichten Feinheit der Raster ausgedehnt werden, weil die Abbildung durch eine Lochkamera niemals die gleiche Schärfe der Abbildung gestattet wie eine Linsenkamera. An sich könnten sogar die Linsenraster noch feiner hergestellt werden, wenn nicht das Auflösungsvermögen der Emulsion, über das wir weiter unten noch Näheres lesen werden, dem Verfahren eine Grenze setzen würde. Hier sei nur soviel gesagt, daß bei der heute verlangten Aufnahmeempfindlichkeit Emulsionen von solcher Korngröße Verwendung finden müssen, daß die durch die feinsten Linsenraster erzeugten Farbstreifen gerade noch genügend getrennt wiedergegeben werden. Wegen der unschärferen Abbildung durch Loch- und Strichraster muß aber diese Grenze bereits eher erreicht sein als bei den Linsenrastern. Daraus folgt, daß man dort nicht soweit mit der Unsichtbarkeit der Raster gehen kann.
III. Das Auflösungsvermögen für Bildeinzelheiten in Abhängigkeit von der Rasterart.
Wie schon oben kurz erwähnt, besteht ein wesentlicher begrifflicher Unterschied zwischen der Sichtbarkeit eines Rasters und seinem Auflösungsvermögen für Bildeinzelheiten. Dieser Unterschied ist zwar bei den normalen Farbrastern weniger deutlich, tritt aber bei den Richtrastern dafür um so eher in Erscheinung. Angenommen, man habe ein gewöhnliches Farbraster, etwa ein regelmäßiges Raster, dessen Farbstoffteilchen so glatt sind, daß die Schicht des Rasters ohne Emulsion vollkommen klar durchsichtig erscheint, so ist der Fall denkbar, daß die Kontur irgendeines Gegenstandes gerade durch die Mitte eines Filterelementes geht. In diesem Falle wird, vorausgesetzt, daß der abgebildete Gegenstand nicht wesentlich gefärbt war und sich auf nicht erheblich gefärbtem Grunde befand, die Kontur durch das Raster in keiner Weise beeinflußt. Dagegen wird die Kontur zackig und durch die Rasteraufteilung bestimmt, wenn Gegenstand oder Untergrund starke Färbung aufweisen, weil hier die Kontur von dem zufälligen Vorhandensein eines Rasterteilchens in der Farbe des Objektes oder des Untergrundes abhängt. Hier geht also das Auflösungsvermögen für Bildeinzelheiten mit der Sichtbarkeit des Rasters parallel.
Schlechter werden die Konturen dagegen aufgelöst, wenn das Raster nicht vollkommen klar durchsichtig wie eine Glasscheibe ist, sondern Teilchen enthält, welche gekrümmte Elemente von anderem Berechnungsindex als die Umgebung darstellen; diese wirken wie linsenartige Elemente, so daß der Strahlengang eine Knickung an diesen Teilchen erfährt, das Raster als Ganzes also wie eine lichtstreuende Platte wirkt. Besonders in dem Falle, wo diese Elemente größere Dicke haben oder einen größeren Abstand von der Schicht besitzen, wirken diese Teilchen wie Linsen, welche das Licht konvergieren oder divergieren lassen. Das ist z. B. der Fall bei den Kornrastern, bei denen zwischen den Rasterkörnern und der lichtempfindlichen Schicht ein Rasterschutzlack angebracht werden muß. Die Rasterkörner selbst haben wegen ihrer gekrümmten Oberfläche deutliche Linsenform: Sie besitzen in den im Handel befindlichen Platten und Filmen eine deutlich meßbare Brennweite von etwa 0,07 mm. Handelt es sich nun bei dem betreffenden Raster um ein Raster mit runden, viereckigen oder polygonalen Teilchen, so kann der oben für ein Raster mit planparallelen Teilchen beschriebene Verlauf einer Kontur durch die Mitte eines Rasterteilchens nicht mehr stattfinden. Vielmehr tritt infolge der Kon- oder Divergenz des Strahlenganges von dem Rasterteilchen ab eine Verteilung der Helligkeit in der Weise ein, daß alle durch das Rasterteilchen gehenden Linien zu einem Fleck von nahe gleicher Helligkeit, welche dem Mittel der aufgefallenen Lichtmengen entspricht, verwaschen werden. Im allgemeinen wird der Fall der geschilderten Weise nicht vollständig verwirklicht werden. Dieser Effekt spielt jedoch für die Konturenschärfe bei den im Handel befindlichen Materialien unter den üblichen Verhältnissen keine Rolle, da das Format groß gegen die Rastergröße ist. Dagegen tritt er im Falle der Lochraster und der Linsenraster mit runden oder polygonalen Linsen vollkommen und gewollt ein, denn die Fläche der Emulsion unter jeder Rasterlinse soll ja gerade die Blende des Objektivs abbilden, kann also nicht zur Konturenaufzeichnung dienen. Die für die Markierung der Konturen mögliche kleinste Einheit ist vielmehr die Fläche einer Rundlinse oder das einem Rasterloch entsprechende Flächenelement, so daß sich also derartige Raster hinsichtlich der Konturenschärfe ungünstiger verhalten als die Raster aus farbstoffhaltigen Filterelementen, sofern diese aus nicht linsenförmigen Teilchen bestehen. Dagegen stehen wieder die Richtraster aus parallelen Strichen oder Zylinderlinsen hinsichtlich der Schärfe recht günstig da. In Abb. 6 ist schematisch der Strahlengang für die kleinste Bildeinheit gezeichnet. Wird vor der Ebene, in der die Abbildung des Objektpunktes stattfindet, ein Linsenraster eingeschaltet, so findet für die Schnittebenen parallel der Längsrichtung der Zylinderlinsen bzw. der Filterflächen im Objektiv außer einer geringfügigen Knickung der Strahlen beim Eintritt in das Material des Schichtträgers keine Änderung des Strahlenganges und damit auch keine Änderung der Bildschärfe statt. In der dazu senkrechten Richtung dagegen stellt die Rasterlinse oder der Rasterstrich die kleinste Bildeinheit dar, und es wird jeder einzelne Bildpunkt zu einem Strich von der Breite einer Rastereinheit auseinandergezogen, sofern das Strahlenbüschel, das ohne Einschaltung des Rasters zur Abbildung des Objektpunktes führt, nur eine einzige Rasterlinse schneidet. Fällt jedoch in diesen Kegel die Berührungskante zweier Rasterlinsen, so wird das Büschel auf zwei Rasterlinsen verteilt, so daß aus einem Bildpunkt ein Bildstrich von der doppelten Rasterbreite entsteht. Diese eigenartige Unschärfe kann man als “eindimensionale Unschärfe” bezeichnen. Die Beschränkung der Unschärfe auf eine Dimension erlaubt nur schlecht einen zahlenmäßigen Vergleich mit den anderen Rasterarten bezüglich der Bildeinzelheiten und ihrer Wiedergabe, sie ist jedoch der Grund, weshalb die Schärfe von Linsenrasterbildern so außerordentlich hoch ist.
IV. Die Farbtrennung.
A. Die Verweißlichung durch Lichttrennung.
Wie oben bereits angeführt, ist der technisch möglichen Verfeinerung der Rasterelemente bei den Korn- und Linsenrastern durch das mangelnde Auflösungsvermögen der Emulsionen eine Grenze gesetzt. Die Grundlagen der Dreifarbenphotographie verlangen eine möglichst saubere Zerlegung der Farben des aufgenommenen Objektes in die drei Grundfarben; ist diese nicht erreicht, so tritt eine Verschlechterung der Farben, und zwar eine Verweißlichung ein, die sich in einem allgemeinen Blasserwerden der Farben kundgibt. Das Farbrasterprinzip bringt nun den Nachteil mit sich, daß diese saubere Trennung oder Auflösung in die drei Grundfarben gefährdet ist. Die Streuung des Aufnahmelichtes an den Halogensilberkörnern der Emulsion, die ja auch in der Reproduktions- und Tonfilmtechnik eine gefürchtete Rolle spielt, bewirkt hier, daß die Einwirkung des Lichtes nicht auf die Fläche der Emulsionsschicht beschränkt bleibt, die dem betreffenden Rasterelement einer Grundfarbe entspricht, sondern seitlich auch auf Flächenelemente gestreut wird, welche einer anderen Grundfarbe zugeordnet sind. Bei der Wiedergabe wird also außer durch die Teilchen, die der aufgenommenen Grundfarbe zugehören, auch durch die danebenliegenden Teilchen anderer Grundfarben Licht fallen, so daß sich eine Verweißlichung ergibt. Im allgemeinen ist diese Lichtstreuung um so größer, je höher die Empfindlichkeit der Emulsion liegt. Man wird also immer gezwungen sein, ein Kompromiß zwischen Empfindlichkeit und Rasterfeinheit zu schließen. Besonders günstig wirkt sich dabei die Tatsache aus, daß bei den Farbrasterverfahren das sog. Umkehrverfahren benutzt wird, bei dem das Bild direkt zum Positiv entwickelt wird. Da nämlich die groben Silberkörner bei der ersten Entwicklung bevorzugt geschwärzt werden, baut sich das bei der zweiten Entwicklung entstehende Positiv aus den übrig gebliebenen, feineren Silberkörnern auf.
Es ist nun eine bekannte Tatsache, daß die Farben einer Rasteraufnahme um so gesättigter erscheinen, je schwächer die Belichtung oder die Entwicklung des Bildes gewesen war. Verschiedene Emulsionen sind gegen diesen Einfluß verschieden empfindlich, und es war daher von Interesse, quantitativ die Änderung der Farbtiefe in Abhängigkeit von der Schwärzung zu untersuchen. Es war außerdem zu erwarten, daß sich ein quantitatives Maß für die Eignung verschiedener Emulsionen für die Zwecke der Farbrasterphotographie auf diese Weise ergeben würde. Die vorliegenden Verhältnisse werden am besten an Hand eines Versuches erläutert.
B. Die Farbtrennung bei Kornrastern.
Unter einer möglichst neutralen Grauskala wird durch das Raster hindurch etwa ein Agfacolor-Film (Kornraster) belichtet, wobei das Licht durch Zwischenschaltung eines strengen Filters in einer der drei Grundfarben, etwa eines Grünfilters, in der zu untersuchenden Grundfarbe gefärbt wird1). Nach der üblichen Umkehrentwicklung der Platte zeigt sich eine grüne Skala verschiedener Schwärzungen, doch ist schon mit bloßem Auge eine Abnahme der Farbtiefe in den helleren Teilen der Skala zu beobachten. Die Untersuchung im Mikroskop zeigt, daß außer den roten Teilchen um so mehr Teilchen der anderen Farben freigelegt sind, je heller die untersuchte Skalenstufe ist. Um diesen fälschlicherweise durch die ursprünglich nicht belichteten Nachbarteilchen hindurchgehenden Lichtanteil, der die Verweißlichung des Grün in dem Gebiet der Überbehütung hervorruft, zu erfassen, wird die Schwärzung der Grünskala gemessen, und zwar einmal unter dem zur Belichtung benutzten strengen Grünfilter, andererseits durch ein ebenfalls strenges Rot- und Blaufilter, um die Aufhellung der Rot- und Blauteilchen durch gestreutes Licht zu erhalten.
Die Abb. 7 zeigt den typischen Verlauf solcher Schwärzungskurven. Als Beispiel ist die Belichtung durch ein Grünfilter gewählt. Die unterste Kurve ist diejenige, die mit dem Grünfilter ausgemessen wurde, also mit demselben, mit dem sie aufgenommen wurde. Die beiden darüberliegenden Kurven sind mit denjenigen Filtern ausgemessen, welche nicht zur Belichtung gedient haben, also mit dem roten und blauen Filter. Wenn überhaupt keine Streuung des Lichtes von den grünen Teilchen auf die roten und blauen stattgefunden hätte, so müßte die Grünkurve durch ein rotes bzw. blaues Filter gesehen oder gemessen vollständig unsichtbar sein oder doch nur ebenso hell wie ein Raster, das nur aus grünen Teilchen besteht, das ja gewöhnlich auch durch ein Rot- oder Blaufilter noch einen wenn auch geringen Betrag an Licht hindurchläßt. Tatsächlich beginnt jedoch bereits bei verhältnismäßig geringen Belichtungen (entsprechend hohen Schwärzungen der Umkehrkurve) eine Aufhellung auch unter den Rot- und Blauteilchen einzusetzen. Bei starken Belichtungen sinkt zuerst die Grünkurve auf Null herab; bei stärkerer Belichtung, die bei wirklichen Aufnahmen allerdings schon einer Überbelichtung entsprechen würde, werden schließlich auch die Rot- und Blauteilchen vollständig freigelegt, und das Ergebnis der Überbelichtung ist eine vollständige Verweißlichung. Bei der Überlegung, wie man ein Maß für den Grad der Überstrahlung und der dadurch bedingten Verweißlichung bekommen kann, den die Schwärzungskurven nicht ohne weiteres erkennen lassen, ist zu bedenken, daß das Raster von vornherein so abgestimmt ist, daß die durch die roten, grünen und blauen Teilchen hindurchgehenden Lichtmengen zusammen weiß ergeben2). Sind außer den ursprünglich belichteten grünen Teilchen noch rote und blaue geöffnet, und zwar so, daß durch die roten und blauen Teilchen gleiche Bruchteile des bei vollständiger Öffnung hindurchgelassenen Lichtes hindurchgehen, die aber nach dem oben Gesagten natürlich außer bei vollständiger Überbelichtung kleiner sind als der durch das Grün hindurchgelassene, so ergibt ein bestimmter Bruchteil des durch das Grün hindurchgehenden Lichtes mit den genannten des roten und blauen zusammen weiß. Je höher der Bruchteil des gesamten durch das Grün hindurchgelassenen Lichtes ist, der nicht durch Beimischung von Fremdfarbe verweißlicht ist, um so tiefer muß die Farbe des Grün sein. Da der durch die beiden Fremdfarben hindurchgelassene Betrag an Licht für die beiden Farben nun nicht immer gleich ist, wird vorteilhafterweise die Beimischung an Fremdfarbe für jede von diesen im Verhältnis zur Hauptfarbe gesondert betrachtet. An die Stelle der Farbtiefe tritt daher eine Eigenschaft, die die Freiheit der betrachteten Farbe von der Fremdfarbe kennzeichnet und die wir als Farbtrennung bezeichnen. Gemäß dem oben Gesagten ist die Farbtrennung für irgendeine Farbe im Verhältnis zu einer anderen durch den Bruchteil der untersuchten Farbe bestimmt, der nicht durch Beimischung von Fremdfarbe verändert ist. Es ist also die Farbtrennung F (Formel s. Abb. 7a), wenn A die Gesamtlichtmenge bezeichnet, die durch die untersuchte Farbe hindurchgeht, während B der Betrag an Fremdfarbe ist, der einem gleichen Betrag der untersuchten Farbe zugeordnet ist. Die Farbtrennung wird nach der obigen Formel in Prozenten angegeben. A und B sind in Transparenzen, nicht in Schwärzungen in die Rechnung einzusetzen, weil wir es mit Lichtmengen zu tun haben. (Die Farbsättigung im fertigen Bilde hängt außer von der Farbtrennung auch von den spektralen Eigenschaften der Rasterkörner ab. Siehe hierüber Beitrag BILTZ S. 180.)
Der Grund für diese Unsymmetrie der Farbtrennung ist noch nicht vollkommen aufgeklärt; es sind Untersuchungen im Gange, welche vermuten lassen, daß die Linsenform, welche die kleinen Farbpartikel besitzen und die zu einer Verschiedenheit des Strahlenganges hinter den Farbteilchen der verschiedenen Grundfarben Anlaß gibt, für diese Unsymmetrie eine Erklärung geben kann.
Die genannte Methode der Untersuchung der Farbtrennung enthält die Möglichkeit zu weiteren Untersuchungen über die Güte der Farbwiedergabe in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie Entwicklung, Intensität der Belichtung usw. und erlaubt eine quantitative Erfassung der verschiedenen Einflüsse in allen denjenigen Fällen, in denen man bisher auf subjektive Beurteilung angewiesen war. Es ist jedoch wichtig zu betonen, daß diese Methode es zwar erlaubt, den Einfluß der spektralen Verteilung der Absorptionskurven der Filterteilchen weitgehend zu eliminieren, daß sie jedoch noch nicht gestattet, den Einfluß der Emulsion allein zu erfassen, sondern nur in Verbindung mit den geometrischen Eigenschaften des Rasters, eine Einschränkung, die jedoch in der Praxis zunächst ohne Bedeutung ist, da es hier ja immer auf die Kombination beider ankommt.
C. Die Farbtrennung bei Richt-(Linsen-)Rastern.
Hierüber liegen Erfahrungen bisher nur bei den Linsenrastern vor. Das Prinzip der Untersuchung und Auswertung ist das gleiche wie oben bei den Kornrastern, d.h. es wird mit einer der Grundfarben als Filter belichtet und die Aufhellung der benachbarten, den anderen Grundfarben zukommenden Flächen im Verhältnis zu der Helligkeit der ursprünglich belichteten Grundfarbe bestimmt. Die Technik der Ausführung ist dagegen, entsprechend den Besonderheiten des Linsenrasterfilms, eine ganz andere. Die Belichtung mit einer der drei Grundfarben erfolgt im Prinzip genau wie bei der Aufnahme, indem z. B. durch die dem Rotfilter zugeordnete Öffnung des Aufnahmefilters Licht verschiedener Intensität auf den Film geworfen wird. Dabei braucht man nicht wie beim Kornraster ein besonders strenges Filter zu verwenden, sondern man benutzt das gewöhnliche Aufnahmefilter; denn durch einfaches Abdecken der beiden anderen Filterflächen kann man den Einfluß der spektralen Durchlässigkeit für unerwünschtes Licht vollkommen ausschalten. Durch die Belichtung wird der zugehörige Streifen unter den Rasterlinsen nach der Umkehrentwicklung hell. Genau wie beim Kornrasterfilm werden durch Streuung auch die benachbarten Streifen, die den beiden anderen Grundfarben vorbehalten bleiben sollten, aufgehellt. Um diese Aufhellung quantitativ zu erfassen, muß in einer geeigneten Vorrichtung sowohl die Lichtmenge ermittelt werden, die durch die Filterfläche geht, die zur Belichtung diente, als auch diejenige, die durch die beiden anderen Filterflächen geht. Dieser Vorgang wird gegenüber dem Kornrasterfilm besonders einfach dadurch, daß bei der Messung nicht mehr die Filter eingeschaltet zu werden brauchen, weil für die Sättigung der Farbe lediglich die Zuordnung der Farbe zu den betreffenden Filterflächen maßgebend ist, wenigstens in dem Sinne unserer Untersuchung. Man erhält wieder drei Schwärzungskurven, aus denen sich die Farbtrennung ebenso wie beim Kornrasterfilm berechnet. In Abb. 9 sind einige solcher Farbtrennungskurven schematisch wiedergegeben. Sie zeigen gegenüber dem Kornrasterfilm den Unterschied, daß alle drei Farben gegeneinander die gleiche Farbtrennung aufweisen, d.h. also die Farbtrennung z. B. von Rot gegen Grün und Blau ist gleich, jede der drei Kurven von Abb.9 gilt also für alle drei Farben in gleicher Weis; das ist verständlich, wenn man bedenkt, daß beim Agfacolor-Schmalfilm, für den die angeführten Kurven gelten, die drei Farbstreifen die Fläche in stets gleicher Wiederholung dicht füllen, ohne daß eine Farbe vor der anderen Besonderheiten geometrischer Natur besitzt.
Im Zusammenhang mit dem früher Gesagten muß besonders interessieren, in welcher Weise sich die Farbtrennung mit der Rasterbreite ändert. In Abb. 9 ist Kurve A die Farbtrennungskurve auf einem Raster mit der Linsenbreite 28 μ, B die Kurve der gleichen Emulsion (1) auf einem Raster mit der Linsenbreite 43 μ. Man erkennt die starke Abhängigkeit der Farbtrennung von der Rasterbreite. Kurve C zeigt die Farbtrennung einer anderen Emulsion (II) auf ebenfalls 43 μ Rasterbreite. Man erkennt daran, daß man durch geeignete Wahl der Emulsion trotz geringerer Rasterbreite eine bessere Farbtrennung erzielen kann.
Die geschilderten Farbtrennungskurven lassen also mit großer Deutlichkeit die Eignung oder Nichteignung einer Emulsion für farbenphotographische Zwecke erkennen. Je grobkörniger eine Emulsion ist, bei um so höheren Werten der Schwärzung beginnt die Kurve der Farbtrennung sich zu senken; dies hängt aber außer von der Körnigkeit der Emulsion noch von den geometrischen, geometrisch-optischen und spektralen Eigenschaften der Raster ab, für die die Emulsion verwendet werden soll. Da aber die geschilderten Methoden der Gewinnung von Farbtrennungskurven diese Faktoren ohne Schwierigkeiten berücksichtigen lassen, ist es in der Tat möglich, quantitativ zu entscheiden, ob eine bestimmte Kombination von Raster und Emulsion noch brauchbare Resultate ergibt oder nicht.
Alles in allem läßt sich erkennen, daß der Zusammenhang zwischen der Sichtbarkeit von Farbrastern, der mit ihnen erzielbaren Konturenschärfe und der Feinkörnigkeit der mit den Rastern zu verwendenden Emulsionen recht komplexer Natur ist.
V. Zusammenfassung.
Das Auflösungsvermögen von Farbrastern für Bildeinzelheiten hängt von der geometrischen Gestaltung der Rasterelemente ab, ebenso die Sichtbarkeit eines Farbrasters. Es wird die Farbwiedergabe in Abhängigkeit von Rastereigenschaften und Belichtung zahlenmäßig untersucht.
Notes
Chapter I
1) Zur Bedeutung der Schraffuren vgl. Abb. 3, S. 193. Die breiten schwarzen Streifen unter C bedeuten dunkle Zwischenräume.
Chapter II
1) Vgl. den Beitrag von F. WEIL auf S. 208 dieses Bandes.
Chapter IV
1) Das Filter muß so streng sein, daß nennenswerte Lichtmengen durch die beiden anderen Korngruppen nicht hindurchtreten.
2) Siehe auch S. 185 Beitrag von M. BILTZ. ”
Literatur.
1. HAY, A. Handb. wiss. angew. Photogr., Bd. VIII, Berlin 1932, S. 35.
2. AHRIMAN Photogr. Archiv 37 (1896) S. 250.
3. SCZEPANIK, J. Engl. Patent 7729.
4. BERTKON, R. Franz. Patent 399762.
(Heymer, Gerd (1933): Auflösungsvermögen und Farbwiedergabe in der Farbrasterphotographie. In: Veröffentlichungen des wissenschaftlichen Zentral-Laboratoriums der photographischen Abteilung Agfa, 3, 1933, pp. 188-207. (in German)
“Wesen und Anwendungen des Linsenrasters1).
Von Gerd Heymer.
Mit 19 Abbildungen.
Das Linsenraster hat in die photographische Technik heute in Gestalt des Farbenfilms für den Schmalfilmapparat und die Kleinbildkamera Eingang gefunden. Die Zahl der Anwendungsmöglichkeiten dieses Materials ist damit jedoch bei weitem noch nicht erschöpft. Sie alle lassen sich auf einige wenige Prinzipien zurückführen und hängen eng miteinander zusammen, ohne daß dieser Zusammenhang in den Patentschriften, die nahezu die einzige Literaturquelle auf diesem Gebiete darstellen, immer zum Ausdruck käme. Im folgenden soll versucht werden, einen Überblick über dieses Gebiet zu geben; es ist dabei sowohl auf Vollständigkeit der Literaturangaben wie auch auf die Aufzählung aller Anwendungsmöglichkeiten bewußt verzichtet worden, um im Rahmen des zur Verfügung stehenden Raumes wenigstens die großen Linien mit genügender Deutlichkeit nachziehen zu können.
I. Die Vorläufer des Linsenrasterfilms.
Es läßt sich nachweisen, daß die Hauptanwendungsformen des Linsenrasterfilms sämtlich schon erheblich früher mit Strichrastern ausgeführt worden sind. Der Linsenrasterfilm soll bekanntlich dazu dienen, eine leuchtende Fläche oder Teile einer solchen, z. B. die mit einem Filter aus drei parallelen Farbstreifen versehene Blende eines Objektivs, streifen- oder fleckweise in der photographischen Schicht abzubilden, d.h. es sollen verschiedenen Einfallswinkeln der Strahlen voneinander getrennte Flächen unter den Rasterelementen zugeordnet werden, damit die Verschiedenheit der Einfallsrichtung und damit die voneinander getrennten Flächen unter den Rasterelementen zur getrennten Aufzeichnung verschiedener Qualitäten gleicher oder ähnlicher Bilder dienen können. Die gleiche Definition gilt unverändert auch für die Vorläufer des Linsenrasterfilms.
Die einfachsten und ältesten Raster dieser Art sind die in der Autotypie benutzten, welche mit Blenden verschiedener Gestalt zusammenwirken, die sich im Aufnahmeobjektiv befinden (MEISENBACH 1882, IVES 1886). Durch die in einem bestimmten Abstände vor der lichtempfindlichen Schicht befindlichen Rasterlöcher oder -spalte wird die Blende in der Schicht lochkameraartig abgebildet, und je nach der Gestaltung der Blende und der Schärfe ihrer Abbildung wird eine den besonderen Zwecken angepaßte Schwärzungsverteilung des einzelnen Rasterpunktes oder -striches erzielt.
Daß man die charakteristische Eigenart solcher Raster dazu benutzen kann, um mehrere Bilder ineinanderzuschachteln, hat wohl als erster BERTHIER [1] erkannt, der im Jahre 1896 Strich- oder Lochraster dazu benutzte, die später durch IVES besonders bekannt gewordenen sogenannten Parallaxstereogramme herzustellen. Wenn man in einem gewissen Abstände vor der Schicht (Abb. 1) wie bei der Autotypie ein Raster anordnet, so kann man vor diesem eine leuchtende Fläche, z. B. eine von der Rückseite beleuchtete Mattscheibe AB, aufstellen, welche so groß ist, daß ihre Abbildung durch die Rasteröffnungen hindurch auf der photographischen Schicht gerade gleich der Rasterbreite ist, ohne daß eine Überdeckung stattfindet. Deckt man diese Leuchtfläche zur Hälfte ab und ordnet möglichst nahe der Schicht ein Teilbild eines Stereobildpaares an, so wird dieses nur auf der einen Hälfte der Elementarfläche unter den Rasterelementen registriert; nach Verschiebung der Blende kann man dann die bisher noch freigebliebene Fläche zur Aufzeichnung des zweiten Stereoteilbildes verwenden. Wenn man ein solches Bild nach entsprechender Entwicklung so betrachtet, daß das eine Auge sich an der Stelle der einen Beleuchtungsöffnung befindet, das andere an der zweiten, wobei das Strichraster an der gleichen Stelle wie bei der Aufnahme eingeschaltet ist, so erhält jedes Auge nur eines der beiden ineinandergeschachtelten Bilder zugestrahlt, und das betrachtete Bild muß stereoskopisch erscheinen.
Statt zweier Stereobilder kann man auch, wie wohl ESTANAVE [2] zuerst vorgeschlagen hat, beliebige Bilder ineinanderschachteln; solche Bilder kann man bisweilen in den Schaufenstern als Reklamebilder sehen; sie zeichnen sich dadurch aus, daß sie beim Vorübergehen zwei verschiedene Bilder im gleichen Bildrahmen zeigen. Schließlich hat man auch die einzelnen Phasen einer Bewegung auf diese Weise registrieren können.
Im Jahre 1896 veröffentlichte R. E. LIESEGANG [3] unter dem Pseudonym AHRIMAN zuerst ein Farbenverfahren (Abb. 2) nach dem gleichen Prinzip, also ebenfalls unter Verwendung eines Strich- oder Lochrasters; es besteht darin, daß man in die Blende des abbildenden Objektivs ein Dreistreifenfilter setzt. Dieses wird natürlich ebenfalls durch die Rasteröffnungen in der photographischen Schicht abgebildet, so daß in der Schicht nebeneinanderliegende rote, grüne und blaue Lichtstreifen oder -punkte entstehen, deren Wirkung den bekannten Farbstoffkornrastern von Lumière und der Agfa entspricht. Werden nach der Entwicklung zum Positiv Raster und Farbfilter in die gleiche Stellung zueinander gebracht wie bei der Aufnahme, so muß die Projektion ein farbiges Bild ergeben; oder aber man holt durch besondere Verfahren, die beim Linsenrasterfilm noch näher zu besprechen sein werden, die einzelnen Teilfarbenbilder zur weiteren Verwendung aus der Aufnahme heraus.
Für alle diese und ähnliche Verfahren kann nun der Linsenrasterfilm eintreten. Die Vorteile der Verwendung des Linsenrasterfilms liegen dabei nicht nur in der größeren Helligkeit der Linsenkamera gegenüber der Lochkamera, sondern auch in der besseren Schärfe und Trennung der einzelnen Rasterelemente [4] voneinander, da bei dem ungünstigen Verhältnis der Lochgröße zum Abstand des Loches von der Schicht bei den Strich- und Lochrastern die Abbildung ziemlich verwaschen sein muß.
II. Die Grundlagen der Linsenraster-Verfahren.
A. Die Herstellung des Linsenrasterfilms.
Von den zahlreichen möglichen Ausführungsformen des Linsenrasterfilms hat sich bekanntlich diejenige besonders bewährt, bei welcher die unbeschichtete Seite des Schichtträgers dicht mit Zylinderlinsen überzogen ist. Diese Form nutzt nicht nur die Fläche ökonomischer aus, als es Rundlinsen tun würden, noch dazu bei größerer Bildschärfe, sondern sie ist vor allem leichter und in besserer Qualität herstellbar, weil man bei der Herstellung der formenden Walze von der verhältnismäßig einfach herzustellenden Schraubenlinie ausgehen kann. Bei der am meisten bekannten Art wird das richtige Konkavprofil (Abb. 3) durch Gravieren, d.h. durch Ausheben eines Spans oder Eindrücken der Walzenoberfläche mit profilierten Diamanten oder Schleifdrähten gewonnen. Mit dieser Urform wird die unbegossene Seite des Schichtträgers unter Erwärmung geprägt, und zwar ist es bei diesen Verfahren meistens üblich, den begossenen und bereits auf das richtige Breitenformat geschnittenen Film zu prägen. Man kann eine solche Prägewalze auch durch Bewickeln einer glatten Walze mit feinem Draht, Umkleiden mit einer festhaftenden Form auf galvanischem Wege, Entfernen des Kerns, Erzeugung eines ablösbaren Metallniederschlags im Inneren des Zylinders und Entfernen des Außenmantels samt den Drähten erzeugen [5]. Endlich wäre noch ein Verfahren zu nennen, bei dem man ebenfalls von einer Drahtwalze ausgeht, die aber so wie sie ist, also mit dem daraufliegenden Draht, auf der Gießfläche einer Filmgießmaschine abgedrückt wird. Der von dieser profilierten Gießfläche abgezogene Film hat dann das gewünschte Profil mit konvexen Linsen [6].
B. Die Grundeigenschaften des Linsenrasterfilms.
Die beiden Hauptmerkmale nun, durch die sich die auf solche Weise entstandenen Linsenrasterfilme unterscheiden, sind die Rasterbreite, also die Breite der kleinen Zylinderlinsen, und die Brennweite der Linsen, die mit der Dicke des unbeschichteten Filmes übereinstimmen muß. In Abb. 4 sind die Daten der zur Zeit im Handel befindlichen Agfacolorfilme angedeutet, links die des Agfacolorschmalfilms, rechts die des Agfacolorfilms für Kleinbildkameras, der gleiche Rasterhreite besitzt wie der Agfacolorschmalfilm, aber eine größere Brennweite bzw. Filmdicke aufweist. Wenn man aus der Abb. 4 entnimmt, daß der Agfacolorfilm eine Rasterbreite von nur 28 μ besitzt, so gewinnt man eine Vorstellung von dieser Dimension, wenn man bedenkt, daß die bekannten und wegen ihrer Feinheit vielfach hewunderten Gitter für optische Zwecke eine Gitterkonstante von einigen μ besitzen, also nicht mehr so sehr viel feiner sind. Tatsächlich wirken auch schon die Linsenrasterfilme wie optische Gitter mit dem charakteristischen Unterschied gegenüber jenen, daß die Spektren höherer Ordnung nicht zunehmend lichtschwächer werden, wie das in Abb. 5a für die normalen Beugungsspektren dargestellt ist, sondern bis zum Spektrum einer bestimmten Ordnung gleich hell bleiben, um dann ziemlich scharf abzubrechen (Abb. 5b). Diese Tatsache ist besonders leicht zu erkennen im monochromatischen Licht, z. B. dem einer Natriumlampe (Abb. 5c). Die Anzahl der praktisch gleichhellen Interferenzbilder ist charakteristisch für die Brennweite der Rasterlinsen [7].
Die Gesetze der Abbildung durch Linsenraster bedürfen einer kurzen Erwähnung. In Abb. 6 rechts bedeutet L den Linsenrasterfilm, dessen Rasterlinsen einer leuchtenden Fläche AB, z. B. einer von der Rückseite beleuchteten Mattscheibe, zugekehrt sind. Im linken Teil der Abbildung ist eine der mittleren Linsen vergrößert dargestellt. Die von A und B her auffallenden Strahlen sind bei der geringen Größe der Linsen als parallel zu betrachten. Es wird A in A’ abgebildet; da es sich um Linsen handelt, deren Brennebene sich im Linsenmaterial selbst befindet, müssen die Achsenstrahlen für die Konstruktion des Bildes beim Eintritt in die Linse geknickt gezeichnet werden. Es ist der Fall gezeichnet, daß das Bild A’B’ der Fläche AB gerade die Fläche unter einer Rasterlinse ausfüllt. Für diesen Fall gilt die Fundamentalgleichung des Linsenrasterfilms
Darin bedeutet f die Brennweite der Rasterlinsen bzw. die Filmdicke, n den Brechungsindex des Filmmaterials, d die Breite des entworfenen Bildes, F den Abstand und D die Breite der Leuchtfläche. Der rechts stehende Ausdruck ist wichtig, weil er diejenige Öffnung eines den Film beleuchtenden Systems, z. B. auch eines Objektivs angibt, bei der gerade das entworfene Bild gleich der Rasterbreite ist. Hat man eine große Anzahl von Rasterlinsen nebeneinander liegen, so würde bei Erfüllung der Gleichung durch einen abzubildenden Gegenstand AB die ganze Fläche unter den Rasterlinsen durch die Bilder A’B’ dicht gedeckt sein. Schließt man aber rechts oder links von AB die gleiche Fläche nochmals an, so liegt das von einer Rasterlinse entworfene Bild dieser Wiederholungsfläche genau unter der Nachbarlinse und füllt das Gebiet dieser Linse genau aus. Man kann also durch entsprechende Wiederholung der Mittelfläche die Fläche unter den Rasterlinsen entsprechend oft geometrisch identisch decken und so mit einem Mehrfachen der sonstigen Intensität ausleuchten. Die normalen Rasterlinsen der Filme des Handels erlauben es, außer der Mittelfläche auf jeder Seite noch zwei Wiederholungsflächen, zusammen also 5 Flächen hinter der gleichen Rasterlinse mit hinreichender Schärfe abzubilden. Die praktische Bedeutung dieser Tatsache liegt in der Möglichkeit, solche Objektive bis zum Rande auszunutzen, deren Öffnung größer ist als der mittleren Leuchtfläche entspricht. Ist die Breite D der Fläche AB geringer als der Formel
entspricht, so entstehen bei Umkehrentwicklung des Films, die wegen der besseren Feinkörnigkeit fast stets angewendet wird, unausgenutzte dunkle Streifen zwischen den reellen Bildern der leuchtenden Fläche, welche unter Umständen das Raster stark sichtbar machen.
Theoretisch müßte der Brennpunkt der Rasterlinsen in der Grenzfläche zwischen Emulsion und Schicht liegen. Natürlich hat aber die Abbildung eine gewisse Tiefenschärfe, so daß eine gewisse Toleranz in der Übereinstimmung zwischen Filmdicke und Brennweite erlaubt ist; diese ist jedoch im Falle der Abbildung einer Wiederholungsfläche geringer als im elementaren Falle der Abbildung nur einer mittleren Leuchtfläche.
Ferner ist natürlich eine sehr scharfe Ausbildung der Stoßkanten zwischen den Rasterlinsen sehr wichtig; ist das nicht der Fall, so wirkt das Stück zwischen den Rasterlinsen wie eine Zerstreuungslinse, und es gelangen in den eigentlichen Abbildungsbereich der Linsen falsche Strahlen, welche sehr störend sein können. Interessant ist ferner bei der Betrachtung des Linsenrastermaterials die Frage des Lichthofes. Die Erklärung des Lichthofes bei Linsenrasterfilmen und die Vorschläge zu seiner Beseitigung stammen von HESS [8] aus dem Jahre 1911. Die auf die Schicht treffenden Strahlen werden von dieser diffus reflektiert. Die besonders schräg zurückgeworfenen Strahlen können dabei von der gerasterten Seite des Films, besonders wenn sie eine Linsenfläche von geeigneter Neigung treffen, wieder auf die Schicht zurückgeworfen werden und wegen ihres völlig falschen Einfallswinkels starke Störungen der erstrebten Wiedergabe verursachen. Dem hilft eine sehr schwache Anfärbung des Schichtträgers ab, welche die senkrecht durchlaufenden Strahlen nur schwach absorbiert, die schräger einfallenden jedoch wegen ihres viel längeren Weges durch die absorbierende Schicht erheblich stärker schwächt, so daß der Lichthof auf diese Weise tatsächlich gut beseitigt werden kann.
C. Beziehungen zwischen Film und Objektiv.
Für die Anwendungen des Linsenrasterfilms sind ferner die Beziehungen zwischen Film und Objektiv besonders wichtig, sofern bei dem betreffenden Verfahren ein solches zur Verwendung kommt. Wir hatten bisher stets von der Leuchtfläche gesprochen, welche durch die Rasterlinsen in der photographischen Schicht abgebildet wird. In vielen Fällen ist diese Leuchtfläche mit der Austrittspupille eines den Linsenrasterfilm belichtenden Objektivs identisch. Es ist besonders für die Zwecke der Farbenphotographie wichtig, daß diese Austrittspupille möglichst wenig vignettiert erscheint. Denn anderenfalls würde z. B. einer von den Farbstreifen des Filters abgedeckt werden, so daß das Farbgleichgewicht gestört sein würde.
Das virtuelle Bild der Austrittspupille wird nun nicht nur in einer gewissen Breite abgebildet, sondern sein reelles Bild unter den Rasterlinsen ist außerdem nach den Rändern des Bildfeldes hin zunehmend gegenüber der Mitte der Rasterlinsen nach außen hin verschoben. Betrachten wir (Abb. 7) die Strahlen von der Mitte G der Austrittspupille, in der sich bei der Farbenaufnahme gewöhnlich das Grünfilter befindet, nach den Randlinsen des Bildfeldes, so ist also der Schnittpunkt dieser Strahlen, die wir Mittenlinien nennen wollen, mit der Schicht des Films gegenüber dem Achsenstrahl der Rasterlinse nach außen um einen gewissen Betrag verschoben. Bei der Projektion müssen sich rückwärts die Mittenlinien alle wieder in einem Punkte schneiden, an welchem sich dann bei der Farbprojektion das Filter befinden muß. Das ist entweder dadurch zu erzielen, daß man dafür sorgt, daß der scheinbare Abstand der Austrittspupille bei der Projektion der gleiche ist wie bei der Aufnahme, oder aber der Film wird so zu einer Zylinderfläche herumgebogen, daß sich die Mittenlinien wieder treffen. Die Farbdominanten, das sind falsch gefärbte Randgebiete, welche beim Linsenrasterfarbenfilm häufig eine wenig angenehme Rolle spielen, werden durch die Nichtbeachtung der genannten Bedingungen, nämlich der Forderung nach Vignettierfreiheit des Objektivs, der richtigen Lage der Austrittspupille (des scheinbaren Filterbildes) bei Aufnahme und Wiedergabe und der richtigen Form der Ebene der Rasterlinsen bedingt.
III. Die Anwendungen des Linsenrasterfilms.
Da bei der Kleinheit der Rasterlinse alle Strahlen als praktisch parallel auffallend betrachtet werden können, kann man sagen, daß jeder Punkt in der Brennebene einer Rasterlinse einer bestimmten Richtung im Räume zugeordnet ist und umgekehrt. Auf dieser Eigentümlichkeit des Linsenrasters beruht ganz allgemein die Möglichkeit, die das Wesen des Linsenrasters überhaupt kennzeichnet, nämlich mehrere Teilbilder beliebiger Herkunft im gleichen Bildfeld ineinanderzuschachteln. Man braucht nur bei der Belichtung des Films dafür zu sorgen, daß die Strahlen je nach ihrer Einfallsrichtung von verschiedenen Stellen der Leuchtfläche her Träger verschiedener Teilbilder sind. Derartige Teilbilder können z. B. sein die Komponenten eines stereoskopischen Bildes, die zwei, drei oder mehr Teilbilder eines Farbenbildes, die aufeinanderfolgenden Phasen einer zusammenhängenden Bewegung, aber auch schließlich gänzlich verschiedene Bilder.
Wie schon eingangs erwähnt, lassen sich derartige Anwendungen des Linsenrasterfilms auf Vorbilder zurückführen, bei denen die gleichen Prinzipien mit Hilfe von Strich- oder Lochrastern angewandt wurden.
A. Stereobilder.
So findet man die Stereobilder nach dem Prinzip der Parallaxstereogramme von BERTHIER wieder in dem Verfahren von HESS [8] aus dem Jahre 1911 (s. Abb. 8), bei welchem ebenfalls von zwei verschiedenen Richtungen aus Licht auf den Linsenrasterfilm fällt, wobei für jedes der einzelnen Strahlenbüschel ein Teilbild einer gewöhnlichen Stereoaufnahme eingeschaltet wird.
In Abb. 8a bedeutet AB wieder die Leuchtfläche, die durch die Linsen LL eines Linsenrasterfilms in der Schicht S abgebildet wird. A’B’ sind die einzelnen Abbildungen. Stellt nun AB eine leuchtende Fläche dar, beispielsweise eine von der Rückseite beleuchtete Mattscheibe, und sorgt man durch Vorschieben einer Blende C dafür, daß nur die Hälfte MB der Fläche Licht auf den Film wirft, so wird nur die Hälfte M’B’ unter jeder Linse belichtet. Ordnet man bei dieser Belichtung nun in O’P’ das eine Teilbild eines stereoskopischen Bildpaares an, so findet sich nach der Entwicklung jeweils unter dem Streifen M’B’ die in Streifen aufgelöste Kopie dieses Bildes. Durch Verschieben der Blende C kann man jedoch auch die zweite Fläche freigeben und das zweite Stereoteilbild auf die noch freien Streifen M’A’ zwischen den Streifen M’B’ aufkopieren. Die Sichtbarmachung der in einen einzigen Linsenrasterfilm eingegliederten Stereobilder ist sehr einfach. Bekanntlich ist ein Strahlengang wie der geschilderte umkehrbar. Wenn man also von unten Licht durch den Linsenrasterfilm schickt, so entwirft jede der kleinen Rasterlinsen an der gleichen Stelle, an der sich bei der Belichtung die Mattscheibe mit den Blenden befand, rückwärts wieder das Bild der Blende, und alle diese Bilder überdecken sich. Bringt man nun die Augen in die Ebene AB, und sorgt dafür, daß das eine Auge im Bereiche AM, das andere im Bereiche BM bleibt, so kann jedes Auge nur ein Teilbild sehen, und die von beiden gesehenen Bilder ergeben zusammen den räumlichen Eindruck. Ebenfalls in Anlehnung an frühere Verfahren mit Strichrastern sind dann Abwandlungen dieses Verfahrens von KELLER-DORIAN, MÜLLER, ZAFIROPULO u.a. bekannt geworden, bei denen z. B. ein Objekt mittels eines Objektivs von so großem Durchmesser aufgenommen wird, daß dieser den Augenabstand überschreitet (Abb. 8b). Infolgedessen tragen die von den verschiedenen Stellen des Aufnahmeobjektivs kommenden Strahlen eine kontinuierliche Folge von verschiedenen Ansichten des Objektes, und da alle den verschiedenen Zonen des Objektivs entsprechenden Bildstrahlen unter verschiedenen Winkeln auf den Linsenrasterfilm auffallen und damit unter den Rasterlinsen getrennt registriert werden, kann man durch Betrachtung des fertigen Bildes von der Stelle aus, an der sich bei der Aufnahme das Objektiv befand, innerhalb des durch die Aufnahme bestimmten Winkels jede beliebige Ansicht des dargestellten Objektes gewinnen, bzw. man erhält, wenn man mit beiden Augen sieht, für jedes Auge ein abweichendes Bild, so daß damit die Möglichkeit der stereoskopischen Betrachtung gegeben ist. Allerdings müssen diese Bilder pseudoskopisch erscheinen, wenn man mit beiden Augen innerhalb desjenigen Bereiches bleibt, innerhalb dessen sich bei der Aufnahme das Objektiv befand. Denn da man die Bilder ja von der Rasterseite her betrachten muß, erhält das rechte Auge ein Linksbild, das linke ein Rechtsbild. Man kann sich jedoch leicht auf die Weise helfen, daß man z. B. das rechte Auge dorthin bringt, wo es bei der Betrachtung des Objektes bei der Aufnahme sich befinden müßte, also bei Blickrichtung auf den Film zu auf der linken Seite der dem Objektiv entsprechenden Fläche, während das linke Auge in die erste Wiederholungsfläche (s. S. 156) gebracht wird, wo es ein Linksbild in der richtigen Weise erhält. Man muß also derartige Bilder nicht genau von vorn betrachten, sondern etwas von der Seite aus.
Eine mit den vorhandenen Geräten leicht durchführbare Art der Herstellung von Stereobildern sei noch erwähnt (Abb. 9). Man geht von gewöhnlichen Stereoteilbildern aus, die mit einer der üblichen Spezialkameras aufgenommen worden sind. Diese werden in einen gewöhnlichen Vergrößerungsapparat gelegt, jedoch nicht genau zentrisch, sondern so nach der Seite verschoben, daß der Strahl von der Mitte des Objektivs aus die Mitte des vergrößerten Bildes in einem Abstände von der Hauptachse trifft, der gleich dem halben Augenabstande ist. Unter dieser Neigung der Strahlen wird nun zunächst ein Teilbild auf einen Linsenrasterfilm kopiert, und zwar das Linksbild, wenn der Linsenrasterfilm nach rechts gegen die Hauptachse verschoben ist. Dann verschiebt man den Linsenrasterfilm um ebensoviel nach der anderen Seite der Hauptachse und kopiert in dieser Stellung das andere Teilbild unter ungefährer Deckung der Konturen. Betrachtet man nach der Umkehrentwicklung einen solchen Linsenrasterfilm aus dem gleichen Abstände, den das Vergrößerungsobjektiv bei der Belichtung besaß, so erhält jedes Auge ein gesondertes Bild, und zwar, wie sich leicht verfolgen läßt, das ihm zugehörige Bild; das Bild muß also stereoskopisch erscheinen.
Alle mit Hilfe von Linsenrasterfilm gewonnenen Stereobilderlassen sich auch objektiv demonstrieren, indem man sie durch ein Objektiv projiziert, dessen Hälften durch die bekannten Anaglyphenfilter unterschieden sind. Der scheinbare Abstand der beiden Filterflächen und ihre scheinbare Breite muß mit der richtigen Position der Augen bei der direkten Betrachtung der Bilder von der Rasterseite aus übereinstimmen. Der Beschauer muß sich zur Betrachtung ebenfalls einer Anaglyphenbrille bedienen.
B. Umspringbilder.
Das auf Seite 152 beschriebene Verfahren zur Herstellung ineinandergeschachtelter Bilder nach ESTANAVE läßt sich ganz sinngemäß auf den Linsenrasterfilm übertragen. Aufnahme- und Kopierverfahren entsprechen ganz denen für Stereobilder.
Eine besonders interessante Abart dieser Verfahren ist ferner folgende (SAUVE 1908 [19], KELLER-DORIAN 1920 [10]): Wenn man bei der Aufnahme des in OP (Abb. 8b) befindlichen Objektes, während sich dieses bewegt, eine schmale Blende über das Objektiv hinwegbewegt, so werden an Stelle der bisherigen Bilder mit räumlicher Verschiedenheit solche mit zeitlicher Verschiedenheit im Linsenrasterfilm eingeschachtelt. Wenn im Anfang der Bewegung die Blende bei A ist, wird in allen Stellen A’ unter den Rasterlinsen dieses Stadium der Bewegung aufgezeichnet. In dem Maße, wie die Blende über das Objektiv wandert, wandern die Bilder dieser Blende und damit die Aufzeichnungen des in diesem Augenblick von der Blende gerade durchgelassenen Bewegungszustandes unter jeder einzelnen Rasterlinse von A’ nach B’. Bringt man nach der Entwicklung des Films das Auge nacheinander an die verschiedenen Blendenorte von A nach B wandernd, was man z. B. durch Kippen des Films erreichen kann, oder auch objektiv durch Vorüberziehen einer Blende, indem man mit dem Objektiv AB projiziert, so sieht man wieder nacheinander die verschiedenen Stadien der aufgenommenen Bewegung. Dieses Verfahren ist z. B. sehr leicht und einfach mit den bekannten Kleinbildkameras (Leica, Contax) ausführbar. Die aufgenommenen Bewegungen dürfen nicht zu heftig sein. Die besten Resultate erhält man, wenn die Helligkeitskontraste zwischen bewegten und ruhenden Teilen des Bildes gering sind.
C. Die Farbenverfahren.
Daß man nun statt zweier Stereoteilbilder auch ebensogut mehrere zu einem Farbenbild gehörige Teilbilder beliebiger Anzahl in einem Linsenrasterfilm ineinanderschachteln kann, ergibt sich aus dem Vorhergehenden ohne weiteres. Die verschiedenen Zonen unter den Rasterlinsen sind eben eindeutig entsprechenden Zonen des wirksamen Objektivdurchmessers umkehrbar zugeordnet. Denken wir uns also in der Abb. 8b in der Ebene AB eine Blende angeordnet, welche nacheinander beispielsweise drei Stücke der Objektivblende freigibt, und ebenso in OP nacheinander drei zu einem Farbenbilde gehörige Teilauszüge angeordnet, die von der Rückseite beleuchtet werden, so werden alle drei Bilder auf die gleiche Bildfläche O’P’, jedoch mit für die verschiedenen Farben verschiedenen Einfallswinkeln, aufkopiert. Denn es ist ja für die Konturen gleichgültig, an welcher Stelle des Objektivs eine Blende eingeschoben wird, während das Raster die Bilder gemäß ihrer verschiedenen Einfallsrichtung unterscheidet. Wenn man das fertige Bild auf eine in OP angeordnete Bildwand projiziert, so zeigt sich auf dieser zunächst nur ein gewöhnliches Schwarz-Weiß-Bild. Fügt man aber an denjenigen Stellen, die bei der Herstellung der Kopie durch die Blende nacheinander freigegeben wurden, jeweils dasjenige Grundfarbenfilter ein, mit dem der Teilauszug aufgenommen wurde, der durch diese Blendenöffnung kopiert wurde, so erscheint das vorher farblose Bild nunmehr in den richtigen Farben: wenn wir nun den letzten Schritt machen und mit dem Objektiv AB nicht Teilbilder nacheinander, sondern mit eingefügten Filtern die farbige Natur unmittelbar aufnehmen, so ist damit das Prinzip des Linsenrasterfilms in seiner Verwendung für Farbenaufnahmen gegeben, wie es von R. BERTHON [11] 1908 angegeben worden ist. In Abb. 10 sieht man nochmal das Aufnahme- und Wiedergabeverfahren nebeneinander dargestellt.
Für den Schmalfilm und die Kleinbildkameras auf die praktischen Ausführungen dieses Farbenverfahrens einzugehen, erübrigt sich angesichts der vorliegenden Veröffentlichungen über diesen Gegenstand [12].
Bei allen diesen Verfahren wird das Filter, das sich im Objektiv oder vor diesem befindet, durch die Rasterlinsen in der photographischen Schicht abgebildet. Die auf diese Weise erzeugten Farbstreifen in der Ebene der Emulsionsschicht sind imstande, in jeder Beziehung die sonst durch Druckprozesse oder Auflegen gefärbter Partikelchen erzielbaren Farbstoffraster zu vertreten. Da die abbildenden Rasterelemente gewöhnlich Zylinderlinsen sind, kann durch die Änderung der Länge der Farbstreifen, wie das ebenfalls schon für die Strichraster vorgeschlagen wurde, die Intensität des Lichtes unter den Linsen sowohl für die einzelnen Farben getrennt als auch für alle Farben gemeinsam geändert werden. Im ersten Falle hat man damit die Möglichkeit der Abstimmung des Filters auf eine bestimmte Emulsionsempfindlichkeit, im anderen Falle eine Methode zur Abblendung eines bereits fertig abgestimmten Filters unter Vermeidung der Abblendung durch die Irisblende, die infolge der Vignettierung zu Farbdominanten führen würde.
Es ist natürlich nicht nötig und auch praktisch nicht immer durchzuführen, daß die Aufnahmen mit dem gleichen Objektiv projiziert werden, mit dem sie aufgenommen wurden. Man sieht in Abb. 11, daß die Fläche, die als Leuchtflache AB bei den bisherigen Betrachtungen eine Rolle spielte, nichts anderes ist als die Austrittspupille D des Objektivs, d.h. die kleinste Blende, die man sieht, wenn man von der Filmseite her gegen das Objektiv blickt. Ordnet man also vor dem Objektiv ein Filter Fi an, so erscheint dieses durch das Objektiv O gesehen vergrößert, da das Objektiv wie eine Lupe wirkt, und ferner in etwas größerem Abstände F. Dieses virtuelle Bild des Filters vertritt bei der normalen Aufnahme die Stelle der Leuchtfläche AB in den früheren Figuren, und es ist für eine richtige Farbwiedergabe nötig, daß das von dem Aufnahmeobjektiv erzeugte virtuelle Filterbild mit demjenigen, das vom Projektionsobjektiv entworfen wird, nach Abstand und Größe hinreichend übereinstimmt. Dadurch wird es möglich, für die Projektion Objektive anderer, vorzugsweise längerer Brennweite als bei der Aufnahme zu verwenden, wie das auch in der Schwarz-Weiß-Photographie üblich ist.
Die einfache Umkehrung des Strahlenganges ist nun nicht die einzige Möglichkeit, Bilder auf Linsenrasterfilmen sichtbar zu machen. Man kann z. B. auch den gleichen Strahlengang wie bei der Aufnahme wählen, indem man den Film von der Rasterseite her durch ein Filter beleuchtet. Diesen Strahlengang wollen wir durch den Ausdruck „Beleuchtung von der Rasterseite aus” kennzeichnen. Man muß dann das aus der Schichtseite des Films austretende Farbenbild entweder subjektiv, etwa mit einer Lupe, betrachten [13] oder aber, man fängt das Bild mit Hilfe einer Optik auf und projiziert es auf die Leinwand [14]. An die Stelle dreier nebeneinanderliegender Farbstreifen kann auch ein Spektrum treten, falls nur durch entsprechende Führung des Strahlenganges dafür gesorgt wird, daß im Bildfenster wieder alle Strahlen zu Weiß gemischt sind. Das Aufnahmefilter muß natürlich dann die gleiche Reihenfolge der Farben zeigen wie das Spektrum.
Schließlich sei noch eine Erscheinung erwähnt, die sich besonders auf den Bildern findet, die mit großen Objektiven bei starken Tiefendifferenzen aufgenommen worden sind: Die farbige Tiefenunschärfe. Dadurch, daß die Filterstreifen im Objektiv nebeneinander liegen, wird hei Objektiven größerer Öffnung eine stereoskopische Basis von merklichen Ausmaßen erreicht, und wenn z. B. eine weiße Kante im Hintergrunde nicht mehr scharf abgebildet wird, so erhält man drei nebeneinanderliegende Bilder in den Farben des Filters. Die Verwandtschaft dieser Erscheinung mit den auf Seite 160 geschilderten Verfahren liegt auf der Hand.
IV. Die Kopierverfahren.
Die nun zu erörternden Kopierverfahren werden sämtlich nur an den Beispielen für die Ausführung des Linsenrasterfilms als Farbenverfahren erläutert; sie gelten sehr häufig jedoch mutatis mutandis auch für die sonstigen Anwendungen des Linsenrasterfilms. Die Schilderung der zahlreichen Verfahren gestaltet sich am übersichtlichsten, wenn man von den beiden Projektionsverfahren mit Beleuchtung von der Schichtseite oder von der Rasterseite her ausgeht.
Beide gründen sich auf die Überlegung, daß durch die Aufnahme mittels dreier Filter auch nach Entfernen des Filters drei Stellen im Raum vor dem entwickelten Film existieren, an denen sich alle zu einem Teilfarbenbilde gehörigen Strahlen wieder schneiden. Diese Stellen entsprechen nach Abstand und Ausmaß den virtuellen Bildern der Streifen des Aufnahmefilters. Alle Kopierverfahren laufen darauf hinaus, daß der Strahlengang so geführt wird, daß die auf die Kopie auffallenden Strahlen sämtlich durch diese drei Schnittstellen oder ihre virtuellen oder reellen Bilder hindurchgehen. Auf diese Weise wird die Kopie unter Verhältnissen belichtet, die denen der Aufnahme des Originals entsprechen, bis auf die notwendigen oder erwünschten Abweichungen im Filmabstand und der gegenseitigen Entfernung der sich hieraus für die Kopie ergebenden Schnittstellen, an denen das Projektionsfilter angebracht werden muß.
A. Kopierverfahren mit Beleuchtung von der Schichtseite aus.
In der ersten Gruppe dieser Verfahren, die der Beleuchtung von der Schichtseite aus entsprechen, durchlaufen die Kopierstrahlen rückwärts den gleichen Weg wie bei der Aufnahme. Betrachtet man das in Abb. 10 bereits geschilderte Projektionsverfahren, indem man sich in Gedanken auf die Seite des Projektionsschirmes stellt, so sieht man, daß alle Strahlen, die auf dem Schirm zum farbigen Projektionsbilde führen, dies unter genau den gleichen Verhältnissen tun wie bei einer Linsenrasteraufnahme; denn genau wie dort sieht man, daß die Strahlen nach den drei Teilfarben geordnet durch drei Blendenstücke gehen, und diese rein geometrisch-optische Ordnung des Strahlenganges nach Teilfarben bleibt natürlich genau so erhalten, wenn man das Projektionsfilter entfernt. Stellt man also [15] an die Stelle des Projektionsschirmes (Abb. 12a) einen Linsenrasterfilm (Abb. 12b), so wird dieser unter genau den gleichen Verhältnissen belichtet wie bei einer direkten Aufnahme, so daß also die Kopie genau so aussehen muß wie das Original, mit dem einzigen Unterschied, daß die Kopie seitenverkehrt ist, was durch spezielle Maßnahmen bei der Aufnahme, dem Kopieren oder der Projektion behoben werden kann.
Neben diesem optischen Kopierverfahren zum Kopieren von Linsenrasterfilmen auf wesensgleiche Filme spielen auch diejenigen Kopierverfahren eine Rolle, bei denen zwar ebenfalls die auf dem Original vorhandenen Aufzeichnungen auf optische Weise übertragen werden, die man aber dennoch Kontaktverfahren nennt, weil die Rasterseiten der Filme sich im Kontakt befinden, ohne daß ein normales Objektiv in den Strahlengang eingeschaltet wäre (Abb. 12c) [16]. Zuvor sei nochmal die Haupteigenschaft des Linsenrasters ins Gedächtnis zurückgerufen, die darin besteht (Abb. 6), daß die zu einem bestimmten Punkte der Objektivblende gehörigen Strahlenbüschel in der Nähe einer Rasterlinse als parallel zu betrachten sind, und daß man rückwärts aus der Richtung eines aus der Linse austretenden Strahlenbündels auf die zugehörige Stelle der Objektivöffnung bzw. beim Farbenfilm auf die dieser Öffnung entsprechende Farbe schließen kann. Die gleichen Bündel, die von einem Punkte unter einer Rasterlinse ausgehen und als paralleles Lichtbüschel mit für die Farbe charakteristischer Richtung den Film verlassen, sieht man in Abb. 13. Nehmen wir an, die von den Punkten ABC ausgehenden Büschel, die nach unten hin aus den Rasterlinsen als paralleles Lichtbündel austreten, führten zur Mitte des Rotfilters. Man erkennt dann, daß auf den Kopierfilm ein in sich paralleles Lichtbündel auffällt, und zwar unter demselben Winkel, unter dem das Licht bei der Belichtung des Originalfilms auf diesen fiel. Es werden also die Strahlen ganz ähnlich auf der Kopie registriert wie auf dem Original bei der Aufnahme. Das heißt aber, da Punkt für Punkt unter einer Rasterlinse auf einem genau entsprechenden Punkt unter der gegenüberliegenden Rasterlinse abgebildet wird, daß alle Farben des Originals auf die Kopie übertragen werden. Dies geschieht natürlich auch dann, wenn die Rasterlinsen des Originals nicht genau Linse für Linse denjenigen der Kopie gegenüber liegen, denn alle z. B. dem Rot entsprechenden parallelen Strahlenbündel bilden nach ihrem Austritt aus den Rasterlinsen eine gleichgerichtete Front paralleler Strahlen gleicher Richtung, denen man nicht mehr ansieht, von welcher Linse sie stammen, so daß es auch gleichgültig ist, an welcher Stelle diese Front die Linsen der Kopie trifft. Die Homogenität dieser Front wird nur dann gestört, wenn nicht aus allen Teilen der Rasterlinsen Licht austritt, was z. B. dann eintritt, wenn nur Lichtstrahlen senkrecht auf die Oberfläche der Schicht des Originals auftreffen, etwa bei parallelem Licht. Dann treten Unterbrechungen in der Front auf, und nun kann es beim Auftreffen auf das Kopierraster zu bestimmten Störungen kommen, die unter dem Namen des Moiré bekannt sind. Diese Erscheinung äußert sich in einer gewissen, gewöhnlich farbig schillernden Streifigkeit, die von Bild zu Bild ihre Lage ändern kann, und ist auf folgende Weise zu erklären: Die die Punkte ABC durchsetzenden, auf die Schicht des Originals auffallenden Strahlen verlassen die zugehörigen Rasterlinsen als schmale Lichtpinsel, an deren weiterem Schicksal die ganze Abbildung des zugehörigen Bildpunktes hängt. Trifft der schmale Lichtpinsel die mittleren Teile einer Rasterlinse, so ist keine Störung zu befürchten. Wenn aber die Randteile der Linsen des Kopierfilms getroffen werden, so kann die Abbildung stark gestört werden. Die Randteile der Linsen unterliegen infolge der Herstellungsart des Linsenrasterfilms besonders leicht gewissen Störungen, die sich im schlimmsten Falle darin äußern, daß die Stoßstelle zwischen zwei Rasterlinsen nicht eine scharfe Kante ist, wie das eigentlich der Fall sein sollte, sondern womöglich ein Gebiet größerer Ausdehnung, in dem eine der Krümmung der Rasterlinsen entgegengesetzte konkave Krümmung herrscht, so daß dieser Teil die reguläre Abbildung der Strahlenbüschel verhindert. Im allgemeinen wird es immer nur eine Farbe sein, welche auf diese Weise ausfällt. Außerdem liegen die Raster im allgemeinen immer etwas schräg zueinander, so daß ein Stück weiter eine andere Farbe von dem Ausfall betroffen wird, bis wieder eine ähnliche Konstellation wie im Anfang unserer Betrachtung eintritt. Es wird also eine periodische Störung eintreten, die sich in einem streifenförmigen Ausfall der Farben äußert (Abb. 14). Dies ist aber das, was man als Moiré sieht, und es ist klar, daß die Methoden zu seiner Verhinderung entweder in der Einhaltung des theoretischen Strahlenganges liegen, bei welchem also nicht nur ein einziger Strahl die Abbildung eines Punktes des Originals auf der Kopie besorgt, sondern ein ganzes Strahlenbüschel oder, falls man doch gerichtetes Licht bevorzugt, in einer gegenseitigen Verschiebung zwischen Original und Kopie, so daß dafür gesorgt ist, daß auf jeden Fall der vom Original ausgehende Lichtpinsel Gelegenheit findet, mittlere Teile der Linsen zu treffen. Diese Bewegung kann entweder mechanisch sein [17], ein Verfahren, das beim Kontaktkopieren angewendet werden muß, oder sie kann durch optische Hilfsmittel hervorgerufen werden, was allerdings nur bei den optischen Kopiermethoden ausgeführt werden kann, z. B. durch in den Strahlengang eingefügte Glasplatten [18] o. dgl., welche während des Kopierprozesses bewegt werden, um die Abbildung des Punktes des Originals auf der Kopie hin und her zu verschieben.
Die mit Hilfe des geschilderten Verfahrens hergestellten Kopien weisen nun noch hinsichtlich der Lage des Projektionsfilters eine Besonderheit auf: In Abb. 15 sieht man, daß die Punkte, welche etwa der Wiedergabe des in der Mitte des Filters liegenden Grün entsprechen, auf der Kopie um ebenso viel nach der Mitte des Bildfeldes hin verlegt sind, wie sie auf dem Original nach außen hin verschoben waren. Nun muß aber bei der Projektion das Filter gegenüber der Rasterseite des Films liegen, weil sonst keine Beziehung zwischen den Farbfilterstreifen und den Bildpunkten unter den Rasterlinsen existieren würde. Andererseits müssen die Filtermittenlinien auf der Kopie, so wie wir eben gesehen haben, gegenüber der Rasterseite divergieren bzw. sich gegenüber der Schichtseite in einem Abstände schneiden, der dem Abstände des Aufnahmefilters entspricht. Man hilft sich dadurch, daß man das Filter z. B. jenseits der vorderen Brennebene des Projektionsobjektivs anordnet, und zwar so, daß diejenige Ebene, in welcher sich bei der Aufnahme des Originals das Filter befand, und die sich bei der Kopie gegenüber der Schichtseite befindet, in bezug auf das Projektionsobjektiv zu der Ebene des Projektionsfilters konjugiert ist [19]. Dies ist in Abb. 16 gezeigt, in der gleichzeitig die Seitenverkehrtheit der Kopie durch Spiegelprojektion aufgehoben ist. Hervorzuheben ist ein Grenzfall dieses Verfahrens: Für den Aufnahmefilterabstand ∞ wird der Filterabstand von Aufnahme und Kopie gleich.
Mit diesen Verfahren sind gleichzeitig diejenigen erklärt, bei denen man aus einem Linsenrasterfilm die in ihm enthaltenen Teilauszüge herausholt oder vorhandene Teilauszüge auf einen Linsenrasterfilm kopiert. Wird optisch kopiert, so braucht man nur die Filterstreifen bis auf einen einzigen abzudecken (Abb. 12b), nämlich denjenigen, welcher der Farbe des gewünschten Teilauszuges entspricht. Dann entsteht dort, wo sonst das dreifarbige Bild des Originals entstehen würde, nur das des einen Teilauszuges.
Nicht so einfach steht die Sache hei den Kontaktverfahren. Da hier ein reelles Bild des Filters nicht entsteht, muß man sich hier mit einem besonderen Kunstgriff helfen. Nehmen wir an, das Original in Abb. 12c sei die Aufnahme einer rein roten Fläche, also ohne jede Bildeinzelheit. Der fertige Film (I) würde also in der Schicht lediglich ganz helle Linien aufweisen, und zwar dort, wo das Filterbild der betreffenden Farbe läge, während alles andere dunkel mit Silber abgedeckt wäre. Würde man diesen Film nach dem oben geschilderten Kontaktkopierverfahren wieder auf einen Linsenrasterfilm (II) kopieren, so würde auch dieser das System von hellen und dunklen Linien zeigen, welche nur, wie wir oben sahen, in bezug auf die Lage zu den Linsenachsen symmetrisch nach außen verschoben sind. Wenn man eine solche Kopie mit einem Original im Kontakt zusammenbringt (Abb. 12d), welches mit dem gleichen Objektiv aufgenommen wurde, wie die Vorlage zu der Kopie der rein roten Fläche (Film I), und wenn die Kombination dieses Originals mit der Kopie (Film II) einer reinen Farbe von der Schichtseite des Originals her durchleuchtet wird, so ist klar, daß auf der Seite der Kopie (II) nur diejenigen Strahlen austreten können, welche der betreffenden Grundfarbe entsprechen, weil allen anderen durch den Silberniederschlag in der Kopie der Weg versperrt wird. Wir haben in der Kopie des Grundfarbenoriginals (Film II) sozusagen ein geometrisch-optisches Filter für je eine Grundfarbe vor uns; wegen ihrer einer Schablone ähnlichen Wirkung haben wir sie Schablonenfilm genannt. Wenn man gegenüber der Schicht des Schablonenfilms, aus der der Farbauszug austritt, einen glatten Film anordnet, so kann man auf diese Weise also auch im Kontakt Teilauszüge aus einem Linsenrasterfilm herausholen [20]. Natürlich benötigt man für jede Teilfarbe einen besonderen Schablonenfilm. Durch ein besonderes Herstellungsverfahren gelangt man ohne die besondere Herstellung des Films I direkt zum Schablonenfilm.
B. Kopieren unter Beleuchtung von der Rasterseite aus.
Wir wenden uns nun der zweiten Hauptgruppe von Kopiermethoden zu, welche derjenigen Projektionsart entsprechen, bei welcher der Rasterfilm von der Rasterseite her durchleuchtet wird. In Abb. 17a sehen wir oben nochmals die Projektionsmethode mit gegen das Licht gekehrtem Raster. Diejenige Ebene, in welcher sich bei der Aufnahme das Filter oder sein virtuelles Bild befand, ist hier wieder von großer Wichtigkeit, denn an dieser Stelle muß auch bei der Projektion nach dieser Art das Filter sitzen. Da der Film genau wie bei der Aufnahme beleuchtet wird, muß in der Schichtseite des Films das farbige Bild erscheinen, welches seinerseits durch das Projektionsobjektiv auf der Leinwand vergrößert wird. Natürlich kann man dieses Bild, so wie es auf der Schichtseite des Originals erscheint, wieder als Objekt für eine Aufnahme auf Linsenrasterfilm benutzen, welches man in der üblichen Weise mit Hilfe eines Farbenfilters auf Linsenrasterfilm aufnimmt (Abb. 17b); aber dieses Verfahren setzt panchromatischen Kopierfilm voraus und ist vor allem leicht durch ein eleganteres Verfahren zu ersetzen, bei welchem man keinerlei Filter mehr benötigt. Das Grundprinzip beruht auf folgender Überlegung: Wenn man den Strahlengang zwischen Original und Kopie nach der Abb. 17 b betrachtet, so muß zwischen beiden an irgendeiner Stelle ein reelles Bild des Aufnahmefilters bzw. derjenigen Ebene liegen, in welcher sich bei der Aufnahme dieses Filter befand. In Abb. 17b ist das dadurch sinnfällig gemacht, daß unmittelbar über der Schichtseite des Originals ein optisches Glied angebracht ist, das durch eine Konvexlinse angedeutet ist und das, ohne sonst den Strahlengang merklich zu beeinflussen, ein Bild des Aufnahmefilters in der Blendenebene des Objektivs entwirft, welches das Original auf der Kopie abbildet. Nehmen wir einmal an, das wäre ohne Schwierigkeiten möglich, so müßte das Kopieren auch ohne Farbenfilter im abbildenden Objektiv möglich sein. Denn da alle Strahlen, welche von einer Fläche des zur Beleuchtung dienenden Farbfilters ausgehen, in der Ebene des abbildenden Objektivs wieder gesammelt sind, und zwar wieder in einer dem Aufnahmefilter ähnlichen Form und Verteilung, so erfolgt die Beleuchtung der Kopie genau wie bei einer Aufnahme, d.h. die Farben müssen wegen der rein geometrisch-optischen Zuordnung auch ohne Farbfilter in der Beleuchtungsoptik oder in dem abbildenden Objektiv erscheinen. In Wirklichkeit wird aber die Abbildung des Aufnahmefilters durch die Rasterlinsen des Originals stark gestört, da von jedem Punkte des Filters bei der Abbildung durch den Rasterfilm hindurch zahlreiche Interferenzbilder entstehen, wie das oben beschrieben worden ist; da diese Interferenzbilder sich gegenseitig alle überdecken, wird die gesamte Abbildung des Filters verwischt, so daß eine Trennung der drei Teilfarben unmöglich erscheint. Durch einen besonderen Kunstgriff wird jedoch der Fehler behoben. Ordnet man die Filter nicht in der üblichen Weise nebeneinander an, sondern stufenförmig, und zwar so, daß in jeder Linie, die man senkrecht zu den Rasterlinsen zieht, nur eine einzige Filterfarbe vorhanden ist (Abb. 18), so ist das für die Beleuchtung des Originals vollkommen gleichgültig, denn in bezug auf den Linsenrasterfilm, der ja aus Zylinderlinsen besteht, ist es einerlei, ob die Filter nebeneinander liegen oder nach oben oder unten in der Richtung der Zylinderachsen verschoben. Dagegen gelingt es nun, die drei Grundfarben zu trennen, da die Verwischung durch Interferenz nur senkrecht zu den Zylinderachsen erfolgt. Nun kommt es nur noch darauf an, aus den so entstehenden Horizontalstreifen durch geeignete Ausblendung eine Form zu schaffen, welche durch die Zylinderlinsen der Kopie getrennt aufgezeichnet werden kann. Das geschieht aber wieder durch eine Blende, welche dafür sorgt, daß in jeder Richtung parallel zur Achse der Rasterlinsen nur eine einzige Grundfarbe vorliegt, weil nur dann die Trennung möglich ist. Am einfachsten geschieht das durch eine Blende, welche ganz ähnlich gestaltet ist wie diejenige zur Beleuchtung des Originals (Abb. 18). Da durch diese Maßnahmen die rein geometrisch-optische Zuordnung der Teilfarben von Original und Kopie sichergestellt wird, kann das Farbenfilter beim Kopieren fehlen. Das Verfahren liefert seitenrichtige Kopien [21]. Der Filterabstand kann durch entsprechende Anordnung der Kopieroptik beliebig geändert werden, vor allem aber auch die Filterbreite, was bei allen anderen Kopierverfahren nicht in diesem Maße möglich ist.
Schließlich sei noch ein Verfahren erwähnt [22], welches in der Lage der Filme zueinander den optischen Verfahren unter Beleuchtung des Originals von der Rasterseite aus entspricht, das es jedoch gestattet, im Kontakt zu kopieren. Zwischen Original und Kopie, deren Rasterseiten nach der gleichen Seite gerichtet sind, wird ein Schablonenfilm geschaltet, wie wir ihn weiter oben kennengelernt haben (Abb. 17c). Dieser beleuchtet den Kopierfilm so, als ob das Licht nur von einer einzigen Filterfläche herkäme, denn da der Schablonenfilm nur eine einzige “Farbe” durchläßt, und er seinerseits auf die Kopie kopiert wird, wird nur diese eine Grundfarbe auf die Kopie geworfen. Wenn man nun durch geeignete Beleuchtung des Originals dafür sorgt, daß aus der Schichtseite des Originals nur ein einziger Farbauszug austritt, und zwar derjenige, welcher der Grundfarbe des Schablonenfilms entspricht, so wird die auf den Kopierfilm durch den Schablonenfilm übertragene gleichmäßige Schwärzung in einer Grundfarbe durch diese bildmäßige Schwärzung des Originals sozusagen moduliert, und im Endeffekt wird also dieser Teilauszug auf die Kopie übertragen. Ähnlich wird auch für die beiden anderen Teilfarben verfahren, was durch geeignete Anordnung der Kopiermaschine in einem Arbeitsgang geschehen kann. Es bleibt noch darauf hinzuweisen, daß auch das Verfahren mit Beleuchtung der Filme von der Rasterseite aus es gestattet, die Teilauszüge einzeln aus dem Original herauszuholen. Es besteht ganz ähnlich wie bei der ersten Hauptgruppe darin, daß auch hier wieder von der Ebene, in welcher sich bei der Aufnahme das Filter befand (Abb. 17d), alle Teile durch undurchsichtige Blenden abgedeckt werden bis auf denjenigen, dem das Filter der betreffenden Teilfarbe zugeordnet ist. Der durch diese Beleuchtungsart aus der Schichtseite austretende Teilauszug kann entweder optisch oder im Kontakt auf glatten Film kopiert werden [23], oder es kann ein glatter Film nach diesem Prinzip auf Linsenrasterfilm kopiert werden [24].
Dieses Prinzip kann man z. B. anwenden bei einer ganz speziellen Anordnung, welche für solche Farbenaufnahmen besonders geeignet ist, die auf subtraktiv arbeitende Farbmaterialien kopiert werden sollen, weil sie eine gute Trennung der drei Grundfarben und eine relativ hohe Aufnahmeempfindlichkeit aufweist: Dem sogenannten Linsenraster-Zweipack (Abb. 11). Dieser ist ähnlich eingerichtet wie ein gewöhnlicher Bipackfilm, d.h. er besteht aus zwei mit den Schichtseiten gegeneinander gepreßten Filmen, welche gleichzeitig die Kamera durchlaufen; auch hier ist der Rückfilm ein panchromatischer oder doch rotempfindlicher Film, der durch eine aufgegossene Rotfilterschicht gegen die Wirkung des grünen und blauen Lichtes geschützt wird, also den reinen Rotauszug liefert. Die Trennung der übrigbleibenden Farben Grün und Blau erfolgt mit Hilfe des Frontfilms, der ein Linsenraster trägt und nur für grünes und blaues Licht empfindlich ist. Man müßte also statt der üblichen Rot-Grün-Blau-Filter ein solches verwenden, welches nur Grün und Blau enthält. Außer diesen Farben muß aber jedes der beiden Filter Rot durchlassen für die Belichtung des Rückfilms. Es muß also aus dem Grünfilter ein grün + rotes, d.h. ein Gelbfilter werden, aus dem Blaufilter ein blaurotes oder purpurnes. Da der Frontfilm für rotes Licht nicht empfindlich ist, reagiert dieser nicht auf die Rotkomponente des von den Filtern durchgelassenen Lichtes und unterscheidet nur zwischen Grün und Blau. Aus der Abb. 19 geht hervor, daß das Purpurfilter in der Mitte angeordnet ist, und rechts und links von diesem Streifen je ein Gelbfilter sich befindet. Diese Anordnung besitzt große Vorteile, weil sie gegen Fehler sehr unempfindlich ist, die durch Vignettierung des Aufnahmeobjektes entstehen können. Außerdem wird bei Aufnahmen im Tageslicht dem Film entsprechend seiner geringeren Grünempfindlichkeit mehr grünes Licht zugeführt als blaues. Umgekehrt kann man bei Kunstlichtaufnahmen gelb als Farbe für den Mittelstreifen wählen, während die Seitenstreifen purpur gefärbt sind, also das bei Kunstlichtaufnahmen in geringerer Stärke vorhandene Blau in entsprechend reicherem Maße hindurchlassen. Wenn man aus dem Linsenrasterfrontfilm nach dem oben geschilderten Kontaktverfahren die beiden darin enthaltenen Teilauszüge herausgeholt hat, so können diese mit dem Rückfilm zusammen in jedem Kopierprozeß Verwendung finden, in dem die üblichen drei Teilfarbenauszüge benötigt werden. Besonders einfach gestaltet sich jedoch der Kopierprozeß im Zusammenhang mit dem an anderer Stelle beschriebenen Silberfarbbleichverfahren, dessen Bearbeitung auch den Anstoß zu seiner Entstehung gab. In einer besonders günstigen Variante dieses Verfahrens befinden sich nämlich die Schichten, auf die die im Frontfilm enthaltenen Teilauszüge kopiert werden müssen, auf der einen Seite des Kopierfilms, während die dritte Schicht für den Rotauszug sich auf der anderen Seite befindet. Man kann daher Front- und Rückfilm gleichzeitig auf den Mehrschichtenfilm kopieren und geht dazu in folgender Weise vor: Gegenüber der Rasterseite des Linsenrasterfilms wird in einem Abstände, der dem scheinbaren Abstände des Filters bei der Aufnahme entspricht, eine Blende mit drei Ausschnitten angeordnet. Die Breite dieser Ausschnitte ist gleich der scheinbaren Breite der Filterstreifen des Aufnahmefilters. In die Öffnungen dieser von der Rückseite beleuchteten Blende werden Filter eingesetzt, deren Durchlässigkeitsgebiet mit dem Empfindlichkeitsgebiet der Schichten des Kopierfilms in der Weise übereinstimmt, daß der zu jeder Blendenöffnung gehörige Teilfarbenauszug nur in die zugehörige Schicht des Kopierfilms geleitet wird. Da der Rückfilm wie üblich im Kontakt kopiert werden kann, ist es auf diese Weise möglich, alle drei Teilauszüge mit fast der gleichen Einfachheit zu kopieren wie einen gewöhnlichen Schwarz-Weiß-Film.
Damit sei die Reihe der Kopierverfahren beschlossen. Wenn auch noch eine größere Zahl von Varianten möglich und bekannt ist, so lassen sich diese doch alle von den oben beschriebenen ableiten.
V. Zusammenfassung.
Die Hauptanwendungen des Linsenrasterfilms leiten sich von ganz ähnlichen, älteren Verfahren mit Strich- und Lochrastern ab. Die Haupteigenschaften des Linsenrasterfilms und der dafür verwendeten Objektive und Blenden werden beschrieben. Die Anwendungen sind hauptsächlich: Stereobilder, welche ohne besonderen Betrachtungsapparat räumlichen Eindruck erwecken, bewegte Bilder oder sprungweise umschlagende Bilder im gleichen Bildfeld, die durch leicht kippende Bewegung des Films sichtbar werden, vor allem aber die Farbenaufnahmen. Über die wichtigsten Kopierverfahren kann wegen des außerordentlich reichhaltigen Materials nur im Überblick berichtet werden.
Notes
Chapter I
1) Sammelreferat über die Vorträge: “Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten des Linsenrasterfilms” (Deutsche Gesellschaft für photographische Forschung, 27. 10. 1934) und “Der Linsenrasterfilm und seine Optik” (Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik, 15. 1. 1935).
Literatur.
1. BERTHIER, Cosmos 1896 (2) 34 Nr. 590.
2. ESTANAVE, Franz. Pat. [F. P.] 371487 Zusatz Nr. 8860 (1908).
3. LIESEGANG, R. E., Phot. Archiv 37 (1896) S. 250. Näheres über die Vorläufer des Linsenrasterfarbfilms siehe G. HEYMER, Phot. Ind. 21, S. 529, 31. Jahrg.
4. HEYMER, G., Agfa-Veröff. Bd III, Leipzig 1933, S. 201.
5. USA-Pat. 1757543 (1928).
6. DRP. 558365 (1928).
7. HEYMER, G., Agfa-Veröff. Bd. II, Leipzig 1931, S. 111.
8. DRP. 247923 (1911).
9. FP. 402650 (1908).
10. FP. 521533 (1920).
11. FP. 399762, DRP. 223236 (1908).
12. Über Agfacolor-Schmalfilm siehe Phot. Ind. 30, 1932, Heft 48, S. 1199. Über Agfacolor-Kleinbild s. WEIL, F., Agfa-Veröff. Bd. III, Leipzig 1933, S. 208.
13. FP. 472791 (1913)
14. FP. 472090 (1913)
15. FP. 472954 (1913)
16. LIPPMANN, Journ. d. Physique 1908, S. 821.
17. FP. 689881 (1929)
18. FP. 643526 (1927)
19. FP. 781718 (D. 1933)
20. DRP. 590145 (1932).
21. DRP. 527158 (1929).
22. FP. 764923 (D. 1932).
23. DRP. 498027 (1929).
24. DRP. 606905 (1930).
25. DRP. 583747 (1931).”
(Heymer, Gerd (1935): Wesen und Anwendung des Linsenrasterfilms. In: Veröffentlichungen des wissenschaftlichen Zentral-Laboratoriums der photographischen Abteilung Agfa, 4, 1935, pp. 151-176. (in German)
“LENTICULAR PROCESS
In 1896 R. E. Liesegang (Ahriman, 1896) suggested a photographic color process based upon the use of banded filters in the camera aperture. According to his scheme, the image would be focused onto a screen filled with tiny openings, behind which was placed the photographic plate. Each opening in the screen would serve as a minute pinhole camera, giving an image of the camera aperture with its filters on the photographic emulsion. After exposure and development to obtain a positive image, the positive would be placed in an optical system similar to that of the camera, except with the optical path reversed. By projection a photograph in color could thus be obtained.
In 1909 R. Berthon (British Patent 10,611; see also Berthon, 1910a, b) patented a process similar to that suggested by Liesegang, except that minute images of the camera aperture were formed by tiny “lenses” on the film rather than by openings in a screen attached to the film. The lenses can be spherical or cylindrical. If the lenses are cylindrical, the filters over the camera lens can be strips parallel to the embossing on the film. A cross-sectional view of a film embossed in a cylindrical pattern is given in Fig. 8.8. The effect produced by such a system is similar to that obtained with a screen plate process in which the filter elements are in contact with the emulsion. Thus the embossed film process may be considered an “optical screen plate” process.
The first commercial lenticular film was marketed by the Eastman Kodak Company in 1928 (Mees, 1929a, pp. 10-17; 1929c). It was called Kodacolor and sold as 16-mm motion-picture film. A short time later the I. G. Farbenindustrie marketed a similar product. Both these products were later discontinued.”
(Evans, Ralph Merrill / Hanson, W.T., Jr. / Brewer, W. Lyle (1953): Principles of Color Photography. New York: Wiley, pp. 291-293.)