Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03595.jsonl.gz/2347

Szczepanik
Year
1924
Principle
Additive 3 color: Moving lenses
Invented by
Jan Szczepanik (Emil Busch AG)
Description
“The process of J. Szczepanik in 1925 was impracticable. He used a non-intermittent camera having a chain of eighteen lenses moving together with the film behind a collimating lens, three pictures being simultaneously exposed.”
(Klein, Adrian Bernhard = Cornwell-Clyne (1940): Colour Cinematography. Boston: American Photographic Pub. Co., 2nd revised edition, p. 159.)
Original Technical Papers and Primary Sources
Szczepanik, Jan (1924): Kinematographie in natürlichen Farben (II). In: Die Kinotechnik, 6,17, pp. 293-297and 6,18, pp. 322-329 . (in German)
Secondary Sources
Alt, Dirk (2011): “Der Farbfilm marschiert!” Frühe Farbfilmverfahren und NS-Propaganda 1933-1945. München: Belleville, on pp. 46–47. (in German)
Coe, Brian (1981): The History of Movie Photography. Westfield, N.J.: Eastview Editions, p. 123.
Klein, Adrian Bernhard = Cornwell-Clyne (1940): Colour Cinematography. Boston: American Photographic Pub. Co., 2nd revised edition, p. 159.
“Kinematographie in natürlichen Farben (II)1
Von Jan Szczepanik, D. K. G.
Teil I
Unter dem gleichen Titel hat Unterzeichneter in der “Kinotechnik” Nr. 1 u. 2 1919 über die Anwendbarkeit der wichtigsten Verfahren der Farbenphotographie für Kinematographie in natürlichen Farben geschrieben und zu beweisen versucht, daß das fragliche Problem vorab nur durch die indirekte additive Dreifarbenphotographie praktisch gelöst werden kann, und daß die noch in weiter Zukunft liegende Lösung des Problems der direkten Farbenphotographie (nach dem Ausbleichverfahren) erst dann für die Kinematographie praktisch angewendet werden kann, wenn sie bei gleicher Vollkommenheit der Farbenwiedergabe billiger sein wird als die additive Dreifarbenkinematographie. In dem gleichen Artikel wurde auch versucht, nachzuweisen, daß die zukünftige additive Dreifarbenkinematographie bei der Aufnahme wie auch der Wiedergabe nur bei gleichzeitiger Anwendung von drei lichtstarken Objektiven möglich ist, wobei die bei der Aufnahme gleichzeitig angewendeten Objektive von dem Parallaxenfehler derart befreit sein müssen, daß sie von ihrer Lichtstärke nur wenig einbüßen. Ferner erschien es technisch notwendig, daß bei der Aufnahme durch die Filter wegen der unbedingt notwendigen längeren Expositionszeit, als diese bei heutigen Kinoaufnahmeapparaten möglich ist, und bei der Wiedergabe zwecks Ausschaltung des Flimmerns und wegen sonstiger Entstellung der Bewegungen, also daß in beiden Apparaten die Dunkelpause ausgeschaltet würde, was, abgesehen von den wenig befriedigenden mehrfachen Apparaten, nur durch die gleichzeitige Lösung des Problems der Kinematographie mit fortlaufendem Bildbande erreicht werden kann.
Die so gestellte Aufgabe läßt sich vom Standpunkte des Praktikers kurz als Aufgabe zur Lösung der längsten Expositionszeit bei der gleichzeitigen höchsten Lichtstärke für die Dreifarbenkinematographie bezeichnen. Unterzeichneter will nun versuchen, zuerst nur rein theoretisch, nachzuweisen, daß diese Aufgabe, mit der nach seiner Ansicht das ganze Problem der indirekten Dreifarbenkinematographie überhaupt — und der additiven speziell — steht und fällt, sehr wohl lösbar ist.
Den Kern der gestellten Aufgabe bildet die Frage, wie man mittels dreier Objektive gleichzeitig, ohne bedeutende Verluste an Lichtstärke, drei in ihren Konturen identische Bilder herstellen kann. Bei gleichzeitiger Aufnahme mittels dreier Objektive, die nebeneinander, übereinander oder gemischt (Fig. 1) angeordnet sind, erhält man drei verschiedene Bilder. Ein Paar solcher Bilder bezeichnet man als stereoskopisch. Da es unmöglich ist, stereoskopische Bilder bei der Projektion zum Passen zu bringen, so ist auch die Kinematographie mit solchen Bildern praktisch unmöglich.
M. Cheron, nach der französischen Patentschrift Nr. 396 040—1908, vermeidet den stereoskopischen Effekt dadurch, daß er vor den drei Objektiven a, b, c (Fig. 2) Prismen oder eine Linse L vorschaltet, wodurch die Achsen der drei Objektive sich in einem Punkte n schneiden.
Würde man mit dieser Anordnung ein Gemälde aufnehmen und dann unter den gleichen optischen Bedingungen (gleiche Apparate und gleiche Entfernung wie bei der Aufnahme) die Bilder projizieren, so müßten sich die Bilder nach dem Gesetze der optischen Umkehrung vollkommen decken. Bei gewöhnlichen kinematographischen Aufnahmen ist eine solche Uebereinstimmung der Konturen unmöglich, da das aufgenommene Objekt verschiedene Tiefen hat, weshalb die auf oben angegebene Art und Weise hergestellten Bilder in ihren Konturen Verschiedenheiten aufweisen müssen, was aus Figur 2 ersichtlich ist. In dieser Figur ist der Punkt n für das Objektiv b unsichtbar, da dieser durch den Punkt m verdeckt ist, wogegen die Objektive a und c beide Punkte n und m zwar sehen, indes von entgegengesetzter Seite. Es ist klar, daß man mit einer Einrichtung nach Figur 2 Bilder erhalten muß, die in ihren Konturen nicht übereinstimmen. Da dieser Fehler in den Konturen durch Parallaxe entsteht, wird er eben allgemein als Parallaxenfehler bezeichnet. Eine Dreifarbenprojektion mit so hergestellten Diapositiven zeigt an den Konturen Farbsäume, die störend wirken.
Eine parallaxenfreie Vereinigung der drei Objektive kann dann erreicht werden, wenn die optischen Achsen der Objektive zu einer gemeinschaftlichen Achse vereinigt werden. In Figur 3 ist eine derartige Vereinigung schematisch dargestellt. Nach dieser Figur soll x x einen einfachen optischen Körper darstellen, von dem die Fähigkeit verlangt wird, die Achsen der drei Objektive samt ihren Strahlenkegeln in dem Fenster BB zu vereinigen. Mit einer derartig gedachten Einrichtung würden wir bei der Projektion die erwünschte additive Vereinigung der drei Bilder r, gr, bl einwandfrei erhalten, aber bei der Aufnahme würde das auf das Fenster BB fallende Licht auf demselben Wege wie bei der Projektion durch die Wirkung des Körpers x x wieder auf die drei Objektive A, B, C verteilt, wodurch natürlich die drei Bilder nur je ein Drittel des Lichtes erhalten würden.
Wir können in Figur 3 dasselbe Resultat erhalten, wenn wir die drei Objektive A, B, C entfernen und in das Fenster BB ein einzig Objektiv 0 einschalten, wodurch eine Dreifarbenkamera mit nur einem Objektiv entsteht.
Diese Figur zeigt:
1. daß eine parallaxenfreie Vereinigung dreier Objektive nur auf Kosten des Lichtes infolge der Lichtverteilung möglich ist, somit, daß der erwünschte Effekt, daß dabei die drei Objektive ihre volle Lichtaufnahmefähigkeit behielten, unmöglich ist; 2. daß eine parallaxenfreie Vereinigung dreier Objektive nur die Umkehrung einer Dreifarbenkamera mit nur einem Objektiv ist bzw. in eine solche mit gleichem Effekt umgeändert werden kann.
Die Praxis beweist das.
Die einfachste Ausführungsform der parallaxenfreien Vereinigung dreier Objektive ist die Nachahmung des Strahlenganges der Figur 3 mittels Spiegeln, wie in Figur 4—8 dargestellt. In diesen Figuren stellen die Linsen a, b, c die drei nach Figur 1 angeordneten Objektive, die von der Hauptachse X X der gesamten Anordnung optisch gleich weit entfernt liegen, dar. Das Objektiv b und die ihm zugehörigen Spiegel S und s sind gegenüber den Objektiven a und c um 90° gedreht angeordnet und sind in Figur 7, als Seitenansicht der Figur 6, dargestellt.
In Figur 8 sind wieder die drei Spiegel s1, s2 und s3 perspektivisch dargestellt. Die Figuren 4, 5 und 6 sowie 7 unterscheiden sich voneinander nur durch eine verschiedene Entfernung der Spiegel S von den Objektiven a, b und c.
In Figur 4 werden die Achsen der Objektive a, b, c durch die Spiegel S und s optisch näher zueinander gebracht, wodurch die Parallaxe dieser Objektive um so viel verkleinert wird, als wenn die Objektive in a2, b2, c2 liegen würden. Abgesehen von Absorptionsverlusten an den Spiegeln haben die Objektive dabei ihre Lichtstärke noch beibehalten.
In Figur 5 sind die Achsen der Objektive durch Spiegelung so nahe zueinander gebracht, daß sich diese in dem Spiegelbild a2, b2, c2 berühren und sogar teilweise überdecken.
In Figur 6 und 7 sind die Spiegel SS so weit verschoben, daß sich die Achsen aller drei Objektive zu einer gemeinschaftlichen optischen Achse vereinigen. — Nehmen wir an, daß auf das Spiegelsystem s1, s3 (Fig. 6) und s2 (Fig. 7) parallele Strahlen fallen, dann können die drei Objektive nur mit je einem Ausschnitt ihrer Pupillen die Strahlen aufnehmen, wie das aus dem Spiegelbild a3, b3, c3 zu ersehen ist. Wir sehen daraus, daß die Vereinigung der optischen Achsen der drei Objektive nach dem Schema Figur 3 und der Ausführung nach Figur 6 (und 7) nur auf Kosten der Lichtstärke möglich ist. Wir erhalten dasselbe Resultat, wenn wir die drei Objektive entfernen und ein einziges Objektiv d vor dem Spiegelsystem s1, s2 und s3 (Fig. 8) vorschalten, wodurch die bereits in der “Kinotechnik” Nr. 1 1919 beschriebene Dreifarbenkamera (Fig. 5) entsteht.2 Durch eine Verschiebung des Objektivs vor dem Spiegelkörper, z. B. nach Fig. 9, können wir die Verteilung der Lichtstärke für einzelne Bilder beliebig regulieren, so daß wir durch die drei Filter für rotorange, gelbgrün und blauviolett jede Sorte von panchromatischer Emulsion gleich lang exponieren können. Dasselbe können wir aber auch bei einer Anordnung mit drei Objektiven nach Fig. 6 erreichen, wenn wir das ganze Spiegelsystem vor den Objektiven entsprechend verschieben. Also auch in dieser Beziehung ist die Vereinigung der optischen Achsen mit einer Dreifarbenkamera, die nur mit einem einzigen Objektiv ausgestattet ist, optisch gleichwertig.
In Fig. 10 und 11 ist die Ausführungsform einer Dreifarbenkamera bzw. einer parallaxenfreien Vereinigung dreier Objektive mittels durchsichtiger Spiegel dargestellt. In Fig. 10 ist die Anordnung im Grundriß und in Fig. 11 im Schnitt durch x x dargestellt. Der Spiegel r ist auf seiner Fläche nur 33 1/3 Prozent und der Spiegel s 50 Prozent versilbert. Es ist ohne weiteres klar, daß bei der Projektion von jedem Objektive a, b, c nur 1/3 des Lichtes durch die Oeffnung B.B. austreten kann, wie auch umgekehrt bei den photographischen Aufnahmen das durch B.B. eintretende Licht auf die drei Objektive zu je 1/3 verteilt wird. Entfernt man die drei Objektive und setzt in B.B. ein Objektiv d ein, dann bleiben die Verhältnisse in bezug auf die Lichtverteilung dieselben. Durch Aenderung der Versilberungsdichte kann die Lichtstärke für einzelne Bilder nach Belieben verändert werden und dadurch für gleichzeitige Dreifarbenaufnahmen durch Filter “abgestimmt” werden, ohne daß dabei etwas an Lichtstärke (theoretisch) verloren geht. Auch die Anordnung nach Fig. 10 und 11 gleicht in bezug auf den gesuchten Effekt, der Fig. 3 und 6. Es ist ohne weiteres klar, daß, nachdem die Strahlenkegel bei der Aufnahme wie auch bei der Projektion sich vollkommen gegenseitig durchdringen, bei dieser Vereinigung der optischen Achsen der Objektive hergestellte Bilder völlig parallaxenfrei und somit in ihren Konturen identisch sind.
Fig. 12 zeigt die Ansicht einer derartigen Kamera und Fig. 13 den Prismenkörper selbst, den vor mehreren Jahren die Firma J. D. Möller in Wedel i. H. nach meinen Angaben hergestellt hat.
In Fig. 14 und 15 ist wieder eine der Fig. 10 und 11 ähnliche Vorrichtung dargestellt, bei der an Stelle der durchsichtigen Spiegel rotierende Sektorenspiegel (Fig. 16), angewandt sind, die mittels Kegelrädern e—f gekuppelt sind. Die Objektive a b c und die Spiegel m, n, o, p sind gegenüber den Kegelrädern e f so gehoben, daß die Kegelräder die Strahlen des Objektives b nicht verdecken.
Befindet sich nun vor der Oeffnung B.B. der Spiegel r, so wird das auf das Fenster B.B. fallende Licht zum Spiegel m und von diesem zum Objektiv a reflektiert. Nach der Drehung des Spiegels r kommt wieder der Spiegel s zur Wirkung, der vermittels des feststehenden Spiegels n die Strahlen zum Objektiv c reflektiert. Das Licht fällt also abwechselnd auf die Objektive a und c, da aber die Sektorenspiegel sich nicht berühren, so befindet sich zwischen beiden ein freier Raum, durch den die Strahlen auf den Spiegel p. o. (Fig. 15) zum Objektive b fallen. Bei der Aufnahme fallen die Strahlen nacheinander lückenlos, ebenso lückenlos, also ohne jedwede Dunkelpause, werden die drei Bilder gr, r, b auch bei der Projektion nacheinander ausgesandt. In beiden Fällen haben die Objektive ihre volle Lichtstärke beibehalten, jedoch sowohl bei der Aufnahme, wie auch bei der Projektion ist deren zeitliche Wirkung auf 1/3 herabgesetzt, so daß man dreimal länger exponieren und ca. dreimal mehr Licht bei der Projektion verwenden muß, ähnlich wie bei den früher beschriebenen Apparaten. Daß die Bilder parallaxenfrei sind, braucht nicht näher erläutert zu werden.
Auch diese Vorrichtung kann nur mit einem einzigen Objektive d versehen werden, und auch diese Vorrichtung läßt sich für die gleiche Expositionszeit für die Dreifarbenfilter durch Anwendung von Sektorenspiegel verschiedener Größe abstimmen. An Stelle eines großen Spiegelsektors (Fig. 14) können zwei kleinere Spiegelsektoren, wie in Fig. 17, vorteilhaft verwendet werden.
Fig. 18 und 19 zeigen photographische Aufnahmen eines solchen Projektionsapparates, bei dem jedoch die Bilder nicht gleichzeitig, sondern mittels zweier synchron laufenden gleichen Vorrichtungen so nacheinander beleuchtet werden, wie die Bilder zur Projektion gelangen.
Solcher diesseits vorgeschlagene und auch von J. W. Möller in Wedel i. H. ausgeführte Apparat wurde mit einem Zähler versehen, der es ermöglichte, festzustellen, daß bei einer Projektion von drei Bildern nacheinander, ohne Dunkelpause, erst bei einer Periode von 120 Bildern in der Sekunde eine Verschmelzung zu einem ruhigen Bilde sich erreichen läßt.
In Nr. 2 der “Kinotechnik” 1919 wurde von dieser Erfindung gesprochen, als Beweis, daß durch Projektion von Dreifarbenbildern hintereinander, auch ohne Dunkelpause, erst dann ein praktischer Erfolg erzielt werden kann, wenn man 120 Bilder in der Sekunde projiziert, was sich in der Praxis kaum denken läßt.
1 vgl. Kinotechnik, Jahrg. I, Heft 1 u. 2.”
(Szczepanik, Jan (1924): Kinematographie in natürlichen Farben (II). In: Die Kinotechnik, 6,17, pp. 293-297. (in German)
“Kinematographie in natürlichen Farben (II)1
Von Jan Szczepanik, D. K. G.
Teil II
Der Vollständigkeit wegen sei hier noch auf jene Versuche hingewiesen, bei denen mit einem Objektiv ein Luftbild vermittels Prismen oder einer Kollektivlinse weiter durch drei Objektive verdreifacht wird, was nur unvollkommen und mit größerem Lichtverlust gelingt, wie auch noch auf jene Vorrichtungen, bei denen die Objektivöffnung, somit deren Lichtstärke, direkt in drei Teile gespalten wird, wie das die an sich sehr interessante, jedoch praktisch kaum durchführbare Erfindung von Berthon und Audibert bezweckt.3
Schon nach der Besprechung der Fig. 3 hätte sich die Besprechung obiger Apparate ersparen lassen, da die schematische Fig. 3 doch beweist, daß eine parallaxenfreie Vereinigung dreier Objektive nur auf Kosten der Lichtstärke möglich ist, schon deswegen, weil bei drei nebeneinander angeordneten Objektiven die Eintrittsfläche für die aufzunehmenden Lichtstrahlen dreimal größer ist als bei einem Apparat, bei dem die drei Objektive das Licht durch eine einzige, somit dreimal kleinere Eintrittsöffnung erhalten können.
Wir sehen also aus dem oben Gesagten, daß wir vor einem unlösbaren Problem stehen, d. h. daß wir niemals alle gestellten Bedingungen der Aufgabe restlos erfüllen können, und daß wir in irgendeiner Beziehung auf dem in der Optik üblichen Kompromißwege den Erfolg suchen müssen.
Da wir unter allen Umständen für Aufnahmen die Lichtstärke der Objektive beibehalten wollen und müssen, und da damit der Parallaxenfehler untrennbar verbunden sein würde, bleibt nur der einzige Weg übrig, den Parallaxenfehler derart zu verwenden, daß die Dreifarbenbilder, trotz des Parallaxenfehlers, in ihren Konturen identisch gemacht werden.
Nach Fig. 2 ist das möglich, wenn jedes von den drei Objektiven mit dem Film die drei Lagen der Objektive a, b, c während der Aufnahme nacheinander einnimmt, wodurch jedes Bild, additiv, die Parallaxenfehler beider Objektive a und b bekommt. Man erhält noch günstigere Resultate, wenn sich die Objektive von oben nach unten oder umgekehrt mit dem Film vor der Linse L kontinuierlich verschieben, wodurch Bilder mit identischen Konturen entstehen.
In Fig. 20 ist das Schema eines neuartigen Kinoapparates mit derartig wandernden Objektiven dargestellt. Vor der Linse L, die Achsen der Objektive in einem Punkt n zu vereinigen hat, um einen stereoskopischen Effekt zu vermeiden, ist noch eine negative Linse N vorgeschaltet, wodurch die Brennweite der Linse L verlängert wird. Durch Aenderung der Entfernung der Linse N zu der Linse L, die zusammen einem Teleobjektiv gleichen, wird die Brennweite dieses Teleobjektives nach Belieben verändert. Hinter der Linse L befindet sich eine — vorab als Kette ohne Ende gedachte — Anordnung von mehreren Kameras K mit Objektiven O. In den Kameras K liegt in der Brennweite der Objektive O ein gegenüber den Objektiven unverschiebbar befestigter Film F, der durch die Wand W vor Licht geschützt wird. Diese Kette von Kameras mit Film ist hinter dem fix stehenden Teleobjektiv, das mit einem Fenster B.B. versehen ist, in der Pfeilrichtung verschiebbar. In den Kameras vor dem Film oder vor den Objektiven sind abwechselnd die Dreifarbenfilter (rotorange, gelbgrün und blauviolett) eingeschaltet.
Wird nun die Linse N so verstellt, daß die Brennweite des Teleobjektivs der Entfernung des aufzunehmenden Gegenstandes C. D. gleicht, dann schneiden sich die Achsen der Objektive Oa—Ob und Oc im Mittelpunkt n des Bildes C D. Hinter der Linse L verlaufen die Strahlen “parallelstrahlig”, d. h. die jedem Bildpunkte entsprechenden Strahlenbündel sind hinter der Linse L zu ihrem Hauptstrahl parallel. Diese parallelen Strahlenbündel werden dann durch die Objektive in ihrer Brennebene, in welcher sich der Film F befindet, zu Bildpunkten gesammelt. Es ist nun vollkommen gleichgültig, ob z. B. der Punkt n des Gegenstandes C. D. durch die parallelen Strahlen, die auf das Objektiv Oc oder auf andere Objektive fallen, abgebildet wird, denn für alle drei Objektive wird der Punkt n gegenüber der Achse des Objektivs O an der gleichen Stelle, die von der Richtung aller dem Punkte zugehörigen Strahlen abhängt, gezeichnet. Da diese Richtung bei allen drei Objektiven gleich ist, so muß auch die Lage dieser Punkte überhaupt in allen Lagen der Objektive hinter der Linse L, aIso auch während der Verschiebung der Kameras in der Pfeilrichtung, dauernd an gleicher Stelle bleiben, somit scharfe und identische Bilder liefern. Der Parallaxenfehler ist bei allen Bildern gleich, da alle Objektive gleichartig das Bild während der Wanderung der Kameras vor der Linse L aufgenommen haben, wobei die den verschiedenen Lagen der Objektive entsprechenden parallaktischen Verschiedenheiten zu einer kleinen Unscharfe, die nur in einer Richtung verläuft, addiert werden. Da die Objektive schon in der Nähe der Achse der Linse L, also während ihrer längsten Expositionszeit, praktisch überhaupt parallaxenfreie Bilder ergeben, und da die Parallaxenfehler in größerer Entfernung von der Mitte der Linse L als eine Art Vorbelichtung in der Lage O/a und Nachbelichtung in der Lage O/b viel kürzer belichtet und meistens kaum bei der Entwicklung sichtbar werden, können sie die Schärfe der Bilder an den betreffenden einzelnen Bildstellen nur wenig beeinflussen.
Bei Aufnahme mit großen Tiefenunterschieden, bei denen die parallaktischen Unscharfen störend wirken könnten, kann man diese verkleinern oder total beheben, und zwar durch Verkleinerung der Blende BB, wodurch die Austrittsöffnung des Teleobjektivs entsprechend verkleinert wird, so daß die so hergestellten Bilder in ihren Konturen nicht nur identisch, sondern auch gestochen scharf erscheinen.
Wenn wir nun die Kameras vor der Linse L kontinuierlich, z. B. mit der Geschwindigkeit von 24 Kameras in der Sekunde, bei der Aufnahme verschieben, so erhalten wir kinematographische Aufnahmen mit fortlaufendem Bildbande, jedoch ohne Ausgleichselemente, wobei die Bilder nacheinander lückenlos, also ohne irgendwelche Verluste von Bewegungsphasen, ohne Dunkelpause, sich folgen und wobei jedes Bildchen, nicht etwa 1/24 Sekunde, sondern dreimal länger, d. h. 1/8 Sekunde, belichtet wird, oder noch länger, wenn wir die Oeffnung BB etwas vergrößern, was für Dreifarbenaufnahmen von größter Bedeutung ist, obgleich nicht immer von annähernd so langer Expositionszeit Gebrauch gemacht werden kann. Je nach der Farbenempfindlichkeit des panchromatischen Films wird die Lichtstärke der Objektive durch entsprechende Verstellung der Irisblenden reguliert, wodurch man mit Leichtigkeit genau abgestimmte Dreifarbenaufnahmen erhält. —
Nach Fig. 20 läßt sich ohne weiteres ein Aufnahmeapparat ausführen. Jedoch ist eine Ausführung des Projektions-Apparates, der dauernd mehrere Stunden täglich gebraucht wird, auf gleichem Prinzip praktisch kaum durchführbar, da der Apparat schon nach einigen Monaten durch Abnutzung der beweglichen Elemente fehlerhaft werden müßte. Es war also nötig, einen neuen Weg einzuschlagen. In Fig. 21 ist ein Schema einer auf gleichem optischen Prinzip beruhenden Projektions-Apparatur im Schnitt und in Fig. 22 in der Aufsicht —, und zwar mit vollkommen unbeweglicher Optik — dargestellt. In beiden Fig. 21 und 22 stellt oo Objektive dar, die mit Spiegeln bzw. mit Prismen p versehen sind. Vor den Objektiven befindet sich das in Fig. 20 besprochene Telesystem L. N.
Würde man diese Anordnung für Aufnahmen verwenden, so würde der vor dem Vorsatzsystem stehende Gegenstand durch die Objektive infolge der Spiegelung der Prismen p auf der Zahntrommel a abgebildet. Da die Prismen gegenüber den Objektiven verschiedene Lagen haben, würden dann die einzelnen Bilder verschieden gedreht erscheinen, so daß sie auf dem Filmband, wie in Fig. 27, zueinander gedreht stehen. Legt man auf die Trommel einen Film nach Fig. 23 auf, so kann die Vorrichtung zur Projektion verwendet werden. Zwischen den Objektiven und den Vorsatzlinsen befindet sich eine in dem Brett c ausgeschnittene Sektorenblende b. b. Auf dem Brett c ist die Spule s mit dem Filmmaterial drehbar befestigt. Die zweite Spule f wirkt als Aufwickler, und zwar durch die Verbindung mittels Riemen e des drehbaren Rades d mit dem fest auf der Achse x sitzenden Rade g. — Dreht man nun das ganze Brett mit der Sektorenblende bb um die Achse x in der Pfeilrichtung, so werden dadurch die Objektive oo nacheinander durch die Blende bb freigegeben und zur Wirkung kommen. Gleichzeitig aber wird der Film von der Spule s um die Zahntrommel gelegt, wobei ebenfalls gleichzeitig der bereits projizierte Film durch den Aufwickler d aufgewickelt wird. Die Filmzuführung und -abführung geschieht dadurch kontinuierlich. Trotz dieser kontinuierlichen Filmzuführung ist der Film gegenüber der Optik, wenn er auf der Trommel liegt, vollkommen unbeweglich, was vom optischen Standpunkt von größter Wichtigkeit ist.
Die einzelnen Momente der Drehung des Brettes um die Achse x sind in Fig. 23 bis 26 schematisch dargestellt. —
Die Beleuchtung des Films während der Drehung des Brettes b.b. geschieht bei Fig. 22 von außen mittels sich synchron drehender optischer Elemente, die bei den Fig. 21 und 22 nicht skizziert sind. Es ist selbstverständlich, daß bei praktischer Ausführung des Apparates nach dem Schema Fig. 22 der Apparat eine andere Ausführungsform erhalten hat, da eine Reihe von praktischen Forderungen erfüllt sein mußte. Da die Dunkelpause bei diesem Apparat vollständig wegfällt, so ist es möglich, bei der Projektion durch den Apparat dauernd, g1eichgültig, ob der Apparat still steht, langsam oder schnell läuft, immer dieselbe Lichtmenge durchzuschicken, so daß von Flimmern keine Rede sein kann und wir ein äußerst ruhiges Bild mit natürlichen Bewegungen, und — dank der zwischengeschalteten Filter — ein Bild in natürlichen Farben erhalten.
Bei den nach Fig. 22 gebauten Apparaten wird der Film kontinuierlich fast ohne jede mechanische Beanspruchung auf die Trommel gewickelt und ebenfalls in völliger Ruhe abgewickelt, wobei, wie schon erwähnt, nebst dem zu projizierenden Teil ein größerer Filmteil gegenüber der Optik sich vollkommen unbeweglich befindet. Es sind somit hier zum ersten Male für die Kinoprojektion ideale Bedingungen gegeben, die bei präziser Ausführung der Apparate absolut stehende und scharfe Bilder ergeben müssen. Mit solchen Apparaten kann auch der unlängst von einem amerikanischen Fachmann in der Filmpresse ausgesprochene Wunsch in Erfüllung gehen, Bilder größeren Formates auf dem Film herzustellen und sie dann in großem Maßstabe zu projizieren, da man bei diesen Apparaten Filme und Bilder beliebiger Dimensionen verwenden kann. Das Filmband kann 2 und 3 mal breiter genommen werden. Dementsprechend kann das Bildformat fast beliebig groß angewendet werden. Das einzige, was in diesem Falle bei den Apparaten verändert sein muß, ist der Umfang der Zahntrommel und die Vergrößerung der einzelnen optischen Elemente. Wie bekannt, läßt sich bei den heutigen Apparaten das Bildformat nicht ohne weiteres vergrößern, da bei großem Format der Film durch die ruckweise Filmverschiebung bedeutend leichter ruiniert wird. Der Bau von Apparaten mit größerem Bildformat nach dem neuen System ist in Aussicht genommen.
Da die mit Aufnahmeapparaten nach Fig. 22 hergestellten Bilder, Fig. 27, nicht den ganzen Film ausnutzen, wurde aus ökonomischen Gründen vor jedes Objektiv ein Aufrichteprisma eingeschaltet, welches die einzelnen Bilder in ihre normale Lage, wie bei gewöhnlichem Film, durch Spiegelung bringt. Da derartige Aufrichteprismen ziemlich viel Licht absorbieren, wurde deswegen bei den Aufnahmeapparaten von dem in Fig. 21 und 22 dargestellten System abgewichen. Es wurden die Aufnahmeapparate nach dem Schema der Fig. 20 hergestellt, welche aufgerichtete Bilder liefern. Legt man nun einen Film mit aufgerichteten Bildern auf die Zahntrommel des Apparates nach Fig. 22 auf, der mit oben erwähnten Aufrichtekörpern versehen ist, so erhält man eine einwandfreie Projektion, wobei natürlich der Aufnahme- und Projektions-Apparat miteinander korrespondieren müssen.
Die Objektive in Fig. 21 und 22 sind abwechselnd mit Strahlenfiltern rot, grün, blau versehen. Die Belichtung bei der Aufnahme, wie auch die Beleuchtung bei der Projektion des Films geschieht in der Art, als ob man über dem Film F in Fig. 28 das Fenster abcd, welches 3 Bilder faßt, in der Pfeilrichtung kontinuierlich verschieben würde.
Die Dreifarben-Aufnahmen wie auch die Projektion geschehen also doch nicht gruppenweise gleichzeitig, weshalb jedes Bild von beliebiger Farbe eine andere Bewegungsphase darstellt. Projiziert man jedoch diese Bilder mit Vorrichtung nach Schema Fig. 22, so erscheinen nicht nur die unbeweglichen Bildteile, sondern bei guter Aufnahme auch die beweglichen Bildteile vollkommen frei von bunten Konturen. Dies wird wohl jeden Fachmann überraschen, da man logisch das entgegengesetzte erwarten mußte. Dieses Phänomen läßt sich jedoch wie folgt erklären:
Nach Fig. 28 werden immer 3 Bilder projiziert. Nach jedem in Fig. 28 teilweise schon durch die Blende abcd abgedeckten roten Bilde erscheint gleichzeitig ein neuer roter Bildteil ohne jedwede Dunkelpause. Da die Dunkelpause überhaupt nicht existiert, tritt eine vollkommene Verschmelzung der Bewegungen für das rote Bild ein. Dasselbe geschieht aber gleichzeitig für blau und grün. Denkt man sich nun die Bewegung eines weißen Aermels in einer Richtung, so ist einmal bald die rote Farbe, dann die grüne, dann die blaue Farbe in der Bewegungsrichtung teilweise, ausgewandert. Man könnte also annehmen, daß in der Richtung der Bewegung eine in der Farbe wechselnde Kontur entstehen muß. Diese existiert optisch zwar; aber da die Kontur dauernd ihre Farbe ohne Dunkelpause wechselt, und weil gleich nacheinander die Ergänzungsfarben folgen, tritt eine totale Verschmelzung zu weiß ein. Dasselbe geschieht an der anderen Seite des Aermels, wo auch bunte Konturen zu erwarten wären. Kurz gesagt: richtig aufgenommene Bilder, bei denen die Winkelgeschwindigkeit berücksichtigt wurde, können keine Konturen zeigen.
Die Apparate nach der Fig. 22 könnten natürlich auch so ausgeführt werden, daß immer je 3 Objektive gruppenweise gleichzeitig auf- und zugemacht werden. Die Kontinuierlichkeit der Aufnahme, bzw. Projektion, könnte dadurch erreicht werden, daß in dem Moment, wo eine Gruppe von 3 Objektiven durch Momentverschlüsse zugemacht wird, gleichzeitig die darauf folgende Gruppe von 3 Objektiven um den gleichen Betrag aufgemacht wird. In der Tat war der Schreiber dieses Artikels auch der Meinung, daß die Aufnahmen und die Projektion wegen Deckung der Bilder gruppenweise erfolgen müsse und ließ den ersten Apparat in dieser Form ausführen. Erst nach Mißerfolgen mit gruppenweiser Projektion und infolge späterer Erfahrungen bei Experimenten ohne Dunkelpause konnte die Vermutung aufgestellt werden, daß das gruppenweise System als ungeeignet verworfen werden muß und daß man in Praxis eine vollkommene Deckung von Bildern einzig allein nur nach dem Schema Fig. 28 erzielen kann. Diese Behauptung wird wohl wieder den Fachmann überraschen. Vom rein theoretischen Standpunkt ist es richtig, daß eine gruppenweise Herstellung und Vorführung von Dreifarben-Filmaufnahmen Erfolg versprechen muß. Die technischen Bedingungen jedoch, die eine einwandfreie Vorführung solcher Bilder ermöglichen können, treffen auf unüberwindliche Schwierigkeiten, auch dann, wenn man über einen Apparat mit einwandfreier Optik verfügt, die die absolute Deckung der Dreifarben-Bilder garantiert. Es ist wohl möglich, mit einem frischen Film, der mit einer hohen Präzision perforiert wurde, bei einwandfreier Optik die Bilder zur Deckung zu bringen. Vom praktischen Standpunkt müßte jedoch dabei verlangt werden, daß der Film, der die Dreifarben-Bilder trägt, dauernd die gleichen Dimensionen behält. Dieses ist nicht der Fall. Der Film schrumpft, und zwar je nach Material und Behandlung durch Bäder sowie unter dem Einfluß der Temperatur und Feuchtigkeit in verschiedenem Grade. Diese Schrumpfung, die schon auf einem kurzen Filmstück meistens verschieden groß ist, macht es unmöglich, daß sich die Bilder in der Längsrichtung des Films decken können. Es ist wohl denkbar, durch Verstellung der gegebenen Optik diese Deckung mechanisch herbeizuführen. Da aber der Film dauernd verschiedene Schrumpfung aufweist, ist diese Korrektur während der Projektion praktisch unausführbar. Außer der Filmschrumpfung und Dehnung durch Beanspruchung des Films hat man noch mit einer Schwierigkeit zu kämpfen. Der Film muß bei der Projektion eine absolut präzise Lage gegenüber der Optik haben, die die Dreifarben-Bilder zur Deckung bringt. Trotz der hohen Präzision der Perforation, welche trotzdem nicht absolut genau ist, ist die Deckung praktisch für eine ca. 200 bis 300 fache lineare Vergrößerung unmöglich, weil schon nach mehrmaliger Vorführung die Perforation des Films immer mehr abgenutzt und teilweise beschädigt wird, weshalb die seitliche Lage des Films gegenüber den Achsen der gedachten Optik dauernd durch leichte und sichtbare Pendelung verändert wird, so daß nur durch Zufall eine genaue Deckung der Dreifarben-Bilder entstehen kann. Wenn man nun solche nicht passende Bilder übereinander projiziert, so muß in den Konturen ein Farbenspiel entstehen, das unerträglich wird, wenn man sich bei der Projektion der alten Apparate mit ruckweiser Filmverschiebung und Dunkelpause bedient. Anders ist es bei den neuen, oben beschriebenen Apparaten. Es wurde vielfach eine mit für die Praxis ziemlich großer Geschwindigkeit geschwenkte Panorama-Aufnahme projiziert, die eine vollständige Deckung der Bilder ergab. Bei der Panorama-Aufnahme, die mit einem Apparat nach Fig. 20 hergestellt wurde, ist selbstverständlich jedes Bild um einen gewissen Wert in der Längsrichtung des Film verschoben. Nach bisherigen Begriffen scheint es also absolut unmöglich zu sein, daß diese Bilder zur Deckung gebracht werden. Das Experiment beweist jedoch diese Tatsache, trotzdem beim Stillstand des Apparates keine Deckung der Bilder vorhanden ist. Da die bekannte Nachwirkung der Netzhaut des Auges hier keine Erklärung geben kann und nur umgekehrt erst recht dahin weist, daß die verschobenen Bilder mit bunten Konturen gesehen sein müßten, ist die Erklärung der oben angeführten Tatsache auf dem psychologischen Gebiete zu suchen. Ob die früher durch den Unterzeichneten angegebene Verschmelzungserklärung ganz zutreffend ist oder nicht, ist vorab nebensächlich. Diese Tatsache der psychologischen Verschmelzung der optisch absolut nicht passenden Bilder beweisen noch verschiedene Erfahrungen, die mit den alten Modellen der Fig. 22 gemacht wurden. Infolge einer Aenderung an einem solchen alten Projektions-Apparat ist der Zwischenraum zwischen der Bildtrommel und der übrigen Optik so klein ausgefallen, daß man zwecks Führung des Films um die Bildbandtrommel sich nicht mehr einer alten, bewährten, “Wagen” genannten Vorrichtung bedienen konnte, sondern man wurde gezwungen, eine Art spiralförmige Schleife zu verwenden, mittels der der Film um die Trommel gelegt wurde. Die Lagerung des Films gegenüber der Optik war infolgedessen eine sehr ungenaue und unruhige. Der in einer Richtung teilweise durch die Schleife gezogene Film führte auf der Bildbandtrommel verschiedene Bewegungen aus, je nachdem diese Schleife benutzt wurde. Der Film ruckte in der Längsrichtung hin und zurück. Daher ruckte das Bild auf der Projektionswand. Machte der Film eine Art Drehbewegung, so folgte das Bild auf der Filmwand dieser Bewegung. In manchen Filmen “atmete” der Film sehr stark, wobei das Atmen auf dem Schirm ebenfalls gut zu sehen war. Es ist selbstverständlich, daß die Unruhe des Films für jedes Bildchen gleichzeitig verschieden war. Trotzdem hat man in allen diesen Fällen niemals bunte Konturen, d. h. das Nichtdecken der Bilder der feststehenden Gegenstände beobachtet. Bunte Konturen konnten nur an den beweglichen Teilen der Bilder und zwar nur dann beobachtet werden, wenn bei der Aufnahme die Bilderfrequenzzahl nicht der Winkelgeschwindigkeit angepaßt war. Das oben erwähnte Phänomen hat die Ausführung der Erfindung im höchsten Maße erleichtert. Demgegenüber kann behauptet werden, daß, solange für kinematographische Zwecke das heutige winzige Bildformat verwendet wird, welches für gruppenweise Projektionen wegen seiner Kleinheit eine außerordentliche und für die Praxis kaum zu erreichbare Präzision verlangt, es niemals möglich sein wird, mit gruppenartiger Projektion einen brauchbaren und dauernden Erfolg zu erzielen.
Bei dem neuen Verfahren entstehen die bunten Konturen auch dann nicht, wenn z. B. für die Bewegung eines weißen Aermels nur 2 rote, 2 blaue und 2 grüne Aufnahmen hergestellt worden sind, und war die Bewegung zu schnell, so daß im ganzen nur etwa 3 oder 4 Bildchen diese Bewegung erfaßt hatten, dann tritt der Fehler erst als ein Aufflattern des Aermels in irgendeiner Farbe auf. Bei den Aufnahmen muß also die Bilderanzahl pro Sekunde der Winkelgeschwindigkeit angepaßt werden, genau so wie bei der schwarzweißen Kunst, die wieder das Zappeln, doppelte Bewegungen usw. vermeiden muß.
Die nach dem bezeichneten System hergestellten und projizierten Bilder zeigen:
1. eine völlige naturgetreue Wiedergabe der Bewegung ohne jedes Zittern und Zappeln, ohne Flimmern (weil die Dunkelpause fortfällt) und
2. eine geradezu überraschende Naturtreue der Farbenwiedergabe.
Fig. 29 A stellt eine Reproduktion der ersten Aufnahmen, die noch im Jahre 1920 mittels eines Apparates ohne Bildaufrichtung hergestellt wurden, dar. Dagegen wurde die in Fig. 29 B reproduzierte Aufnahme unlängst mit einer Frequenz von 30 Bildern in der Sekunde mit dem neuesten Apparat nach Fig. 20 aufgenommen. Film und Bildgröße sind dieselben wie beim alten Schwarz-Weiß-System, weshalb auch die mit alten Aufnahme-Apparaten hergestellten Filme mittels neuer Projektoren nach Ausschaltung von Filtern flimmerlos und ohne Zappeln vorgeführt werden können.
Wird einmal das Problem der direkten Farbenphotographie gelöst — so wird man sich wohl auch — schon mit Rücksicht auf die anfangs zu erwartende kleine Empfindlichkeit solcher Filme — der lichtstärksten Aufnahmeapparate bedienen, wie es der Apparat nach Fig. 20 ist, sowie auch des neuen Projektions-Apparates wegen des Fortfalls der Dunkelpause und der denkbar größten Filmschonung — weshalb auch für die entferntere Zukunft die Erfindung erfolgreich zu sein verspricht. —
In einer der nächsten Nummern der Kinotechnik sollen die neuen Apparate beschrieben werden, deren Konstruktion die Emil Busch A.-G., Optische Industrie in Rathenow, zusammen mit dem Verfasser jetzt schon soweit durchgeführt hat, daß der Serienfabrikation nichts mehr im Wege steht. Gleichzeitig wird von dritter Seite über Erfahrungen mit dem neuen System der Kinematographie in natürlichen Farben berichtet werden.
1 vgl. Kinotechnik, Jahrg. I, Heft 1 u. 2.
2 Die Dreifarbenkamera, die Zeichner des Artikels damals bauen ließ, sind in den Oesterr. Patentschriften Nr. 3921 vom Jahre 1899, Nr. 19 207 von 1904 näher beschrieben. Für Optiker sei nebenbei bemerkt, daß für ein Bildformat 9 x 12 ein Objektiv für Format 13 x 18 verwendet werden mußte, da nur ein Teil des Bildes brauchbar war.
3 vgl. Liesegang: Wissenschaftliche Kinematographie, S. 182, Fig. 115-117.”
(Szczepanik, Jan (1924): Kinematographie in natürlichen Farben (II). In: Die Kinotechnik, 6,18, pp. 322-329. (in German)
“Several three-colour additive processes were proposed which used more complex methods of taking and projecting the pictures. One was devised by J. Szczepanik in 1924, and demonstrated by him the following year. He revived an idea that C. Francis Jenkins had tried at the very beginning of cinematography. The film was moved through the camera continuously, being exposed through a series of 18 lenses, carried on an endless belt moving in synchronism with the film. The lenses were fitted in sequence with red, green and blue filters, so that a succession of separation exposures was made on the film. The projector had a similar arrangement of lenses, so that at any given moment, the image on the screen was made up of superimposed red, green and blue pictures, the combination of which constantly changed as the film and the lenses moved. Reports of the demonstrations said that the films showed inferior definition, flicker and poor colour balance. Although the optical company of Busch, in Germany, showed interest in the process, only a few cameras were made, and Szczepanik’s process had no commercial use.”
(Coe, Brian (1981): The History of Movie Photography. Westfield, N.J.: Eastview Editions, p. 123.)
“The process of J. Szczepanik in 1925 was impracticable. He used a non-intermittent camera having a chain of eighteen lenses moving together with the film behind a collimating lens, three pictures being simultaneously exposed. 1
1 A three-colour continuous camera was worked out by W. E. Johns (E.P. 16,200, 1916). Fifteen lenses. Horizontal movement. Time- parallax is present.”
(Klein, Adrian Bernhard = Cornwell-Clyne (1940): Colour Cinematography. Boston: American Photographic Pub. Co.. 2nd revised edition, p. 159.)
“Additivverfahren waren es auch, die nach dem Ersten Weltkrieg mit vereinzelten Demonstrationsvorführungen von sich reden machten:
– das 1925 vorgestellte dreifarbige Jan-Szczepanik-Verfahren, das – so Gert Koshofer – “an Kompliziertheit alle anderen additiven Aufnahme- und Projektionsverfahren in den Schatten”66 stellte,
– das dreifarbige Horst-Verfahren Ludwig Horsts, das in der zweiten Hälfte der 20er Jahre für medizinische Lehrfilme eingesetzt wurde,67
– der zweifarbige Busch-Farbenfilm der Emil Busch AG (ab 1926),68 dessen Anwendung ebenfalls weitgehend auf medizinische Zwecke beschränkt blieb.69
Von den genannten wurde allein das Horst-Verfahren praktisch durch die Ufa erprobt: In den Jahren 1922-24 soll gemeinsam mit Ludwig Horst an einem Farbfilmprojekt gearbeitet worden sein, bis die Versuche ergebnislos abgebrochen wurden.70
Anmerkungen
66 Vgl. Koshofer: Color, S. 25.
67 Vgl. Koshofer: Color, S. 26.
68 Ebd.
69 Im Februar 1929 wurde auf der Sitzung des Ärztlichen Vereins Hamburg ein Lehrfilm nach dem Busch-Verfahren vorgeführt (Vgl. Klinische Wochenschrift Nr. 14 vom 02.04.1929, S. 667). Auf der 53. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie demonstrierte C. Hempel den Kongressteilnehmern das Aufnahme- und Vorführzubehör der Firma Busch (Vgl. Die Naturwissenschaften Nr. 47/48/49 vom 02.11.1930, S. 1073).
70 BArch, R 109 I, 5540, Akte 367.
Literatur: Fachaufsätze nach 1945, Monographien und Nachschlagewerke
Koshofer, Gert: Color. Die Farben des Films. Berlin: Volker Spiess 1988.”
(Alt, Dirk (2011): “Der Farbfilm marschiert!” Frühe Farbfilmverfahren und NS-Propaganda 1933-1945. München: Belleville, on pp. 46–47.) (in German)