-
Verfahren zur fotografischen Aufzeichnung und Wiedergabe von Farbbildern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fotografischen Aufzeichnung und Wiedergabe
von Farbbildern unter Verwendung von Schwarz-Weiß-Fotomaterial.
-
Die Verwendung von Schwarz-Weiß-Fotomaterial für die Aufzeichnung
und Wiedergabe von Farbbildern, worunter sowohl stehende Bilder, als Dias, als auch
bewegte Bilder, also Kinofilm, verstanden werden sollen, besitzt aus einer Reihe
von Gründen erhebliches Interesse. Schwarz-Weiß-Fotomaterial ist sehr viel billiger
als entsprechendes Farbfotomaterial. Verfahren der Schnellbehandlung, z. B. Schnellentwicklung,
Schnellfixierung, Schnelltrocknung, sind bei Schwarz-Weiß-Fotomaterial wirksamer
und billiger als bei Farbmaterial. Weiterhin steht in Schwarz-Weiß-Fotomaterial
eine sehr viel größere Auswahl bis zu höchster Empfindlichkeit, höchster Feinkörnigkeit
oder anderer Spezialeigenschaften zur Verfügung als in Farbmaterial. Schließlich
hängt bei Schwarz-Weiß-Material die Farbaufzeichnung und -wiedergabe ausschließlich
von der Farbfiltertechnik ab, die bei geeignetem Aufwand voll beherrscht wird, während
bei Farbfotomaterial fotochemische Prozesse angewendet werden müssen, die hinsichtlich
der Farbeigenschaften oft nicht befriedigen.
-
Dies sind nur einige Gründe dafür, daß die Verwendung von Schwarz-Weiß-Fotomaterial
für Aufzeichnung und Wiedergabe von Farbbildern von besonderem Interesse ist. Es
kommt hinzu, daß gerade in jüngster Zeit der Bedarf nach in Farbe aufgenommenen
Filmgeschehen, das zur Wiedergabe möglichst schnell zur Verfügung stehen muß, mit
der Einführung des Farbfernsehens erheblich gestiegen ist. Die Behandlungszeit für
in Farbe aufgenommenes Filmmaterial darf für diesen Zweck praktisch nicht länger
dauern als für Schwarz-Weiß-Material.
-
Diese Gründe zwingen dazu, das Problem unter Verwendung von Schwarz-Weiß-Fotomaterial
zu lösen. Es wird dabei davon ausgegangen, daß durch Benutzung bestimmter Grundfarben,
z. B. der Farben Rot, Blau und Grün in geeigneter Mischung und mit geeignetem Sättigungsgrad
mit hinreichender Genauigkeit praktisch alle in der Natur vorkommenden Farben aufgezeichnet
und wiedergegeben werden können.
-
Es ist bekannt, das aufzunehmende Farbbild mit Hilfe von entsprechenden
Filtern in zwei Farbkomponenten zu zerlegen. Die Farbtreue wird dadurch verringert
(gegenüber der Zerlegung in drei Komponenten) und ist nur für weniger kritische
Anwendungen ausreichend. Es ist auch bekannt, daß für besonders hohe Ansprüche an
die Farbtreue eine Zerlegung in vier oder mehr Farbkomponenten zweckmäßig ist.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das menschliche Auge
nicht für alle Grundfarben die gleiche Detailinformation benötigt. Beispielsweise
ist die benötigte Detailinformation für die Grundfarbe Grün besonders hoch. Bei
der Aufzeichnung der Grundfarben Blau und Rot kommt man mit etwa einem Zehntel bis
zu einem Fünftel der gesamten Farbinformation aus, ohne befürchten zu müssen, daß
das Auge eine Unschärfe empfindet. Diese Eigenschaft konnte bei den modernen Farbfernsehverfahren
dazu benutzt werden, die Farbübertragung noch innerhalb des Frequenzspektrums der
Schwarz-Weiß-Bildübertragung unterzubringen.
-
Von dieser Erkenntnis ausgehend wird ein Verfahren zur fotografischen
Aufzeichnung und Wiedergabe von Farbbildern unter Verwendung von Schwarz-Weiß-Fotomaterial,
bei dem das aufzunehmende Farbbild mit Hilfe von entsprechenden Filtern in zwei
oder mehr Bilder vorgegebener Grundfarben zerlegt wird, vorgeschlagen, welches gemäß
der Erfindung durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: 1. Das
Helligkeitsbild der die höchste Detailinformation erfordernden Grundfarbe wird in
normalem Aufzeichnungsmaßstab auf dem Fotomaterial aufgezeichnet.
-
2. Die Helligkeitsbilder der anderen ausgewählten Grundfarben werden
unter Verwendung von optischen Umlenkmitteln und anamorphotischen Optiken in entsprechender
Breiten- und/oder Höhenkompression neben dem erstgenannten Helligkeitsbild auf dem
gleichen Fotomaterial aufgezeichnet.
-
3. Die Wiedergabe derartiger Farbbilder wird in Umkehrung dieser Verfahrensschritte
vorgenommen.
Das aufzunehmende Farbbild wird bei einem Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens in die drei Helligkeitsbilder der Grundfarben Grün,
Blau und Rot zerlegt; in diesem Fall wird das Helligkeitsbild der Grundfarbe Grün
in normalem Aufzeichnungsmaßstab auf dem Fotomaterial aufgezeichnet, während die
Helligkeitsbilder der beiden Farben Blau und Rot nach ihrer Breitenkompression zu
beiden Seiten des Helligkeitsbildes der Grundfarbe Grün aufgezeichnet werden.
-
Die volle Breite des Grün-Helligkeitsbildes kann jedoch erhalten bleiben,
wenn man die Rot- bzw. Blau-Helligkeitsbilder über oder unter dem Grün-Helligkeitsbild
unterbringt.
-
Die Aufteilung des Schwarz-Weiß-Fotomaterials wird zweckmäßig derart
gewählt, daß die Helligkeitsinformationen für die Farben Blau und Rot zusammen etwa
20%, die Helligkeitsinformation für die Farbe Grün etwa 80 % der zur Verfügung stehenden
Fläche des Fotomaterials ausmachen. Diese Werte sind jedoch nicht als Grenzwerte
anzusehen, sondern als ungefähre Richtwerte, die nach oben und unten, je nach dem
gewünschten Zweck variieren können.
-
Das Prinzip der Erfindung sei im folgenden an Hand der Figuren für
das obenerwähnte Ausführungsbeispiel erläutert. In F i g.1 ist die Aufteilung des
Fotomaterials für die den drei Grundfarben entsprechenden Helligkeitsbilder dargestellt;
in F i g. 2 ist das Prinzip einer Aufnahmekamera und in F i g. 3 das Prinzip eines
Projektors wiedergegeben. Bei dem zu erläuternden Ausführungsbeispiel wird also
davon ausgegangen, daß das aufzunehmende und wiederzugebende Farbbild in drei Grundfarben
Grün, Blau und Rot aufgeteilt wird.
-
Das Schwarz-Weiß-Fotomaterial wird gemäß F i g.1 in dem großen, mittleren
Bildfeld vom Grünbild belichtet und erzeugt dort ein Helligkeitsbild. Seitlich davon
sind die im Vergleich zu 1 schmalen Bildfelder 2 und 3 angeordnet, die durch
Belichtung mit dem Rot- bzw. Blaubild nach anamorphotischer Breitenverringerung
entstehen. Das Fotomaterial ist auf der ganzen Fläche, also allen drei Bildfeldern
und deren Zwischenräume, gleichmäßig beschichtet. Durch geeignete Lichtführung muß
dafür gesorgt werden, daß die drei Felder jeweils nur das Licht ihrer Farbkomponente
und kein. Streulicht erhalten. Die Auswirkung von Streulicht kann auch dadurch verringert
werden, daß die Zwischenräume 4 und 5 ; des Fotomaterials lichtunempfindlich
gemacht werden, entweder durch Weglassen oder durch Abdecken der lichtempfindlichen
Schicht.
-
Das Schwarz-Weiß-Fotomaterial wird in eine Aufnahmekamera gemäß F
i g. 2 eingesetzt; es ist dort ; mit 16 bezeichnet. innerhalb der Kamera 6 sind
in Achsrichtung der Kamera eine Aufnahmeoptik 7, drei Farbfilter 13, 14 und 15,
das bereits erwähnte Aufnahmematerial 16 sowie noch zu behandelnde optische Umlenkeinrichtungen
sowie weitere Optiken angeordnet.
-
Zwischen der Aufnahmeoptik 7 und dem Grünfilter 7:4 sind hintereinander
zwei gegenüber der Kameraachse um 45°, jedoch in entgegengesetzter Richtung geneigte
halbdurchlässige Spiegel 8 und 8 a angeordnet, die die einfallenden und von dem
Aufnahmegegenstand 19 ausgehenden Lichtstrahlen einerseits in Richtung auf das Grünfilter
14 durchlassen, andererseits in Richtung auf die beiden ebenfalls um 45°
gegenüber der Kameraachse geneigten Spiegel 9 und 10 reflektieren. Die von diesen
Spiegeln 9 und 10 umgelenkten Lichtstrahlen gelangen auf das Roti filter 13 sowie
das Blaufilter 15. Zuvor passieren diese Lichtstrahlen jedoch anamorphotische Optiken
11 und 12, durch die die Breite des Bildes stark reduziert, d. h. das Bild selbst
in der Breite stark komprimiert wird. Lediglich die in Achsrichtung der Kamera durch
die halbdurchlässigen Spiegel 8 und 8 a hindurchtretenden Lichtstrahlen erfahren
bezüglich ihrer Lage keine Veränderung und bilden daher den Gegenstand 19 auf dem
Feld 1 des Fotomaterials 16 im normalen Aufzeichnungsmaßstab ab. Die über die Optiken
11
und 12 aufzuzeichnenden Bilder werden jedoch seitlich stark komprimiert
auf den entsprechenden Feldern 2 und 3 des Fotomaterials 16 abgebildet.
-
Um eine gegenseitige Beeinflussung der drei die Heiligkeitswerte wiedergebenden
Bilder zu vermeiden, sind zwischen den Filtern 13 und 14 sowie 14 und 15 lichtundurchlässige
Abschirmplatten 17 und 18 angeordnet, die bis nahe an das Fotomaterial
16
heranreichen.
-
Die Wiedergabe der auf dem Schwarz-Weiß-Fotomaterial 16 aufgezeichneten
Helligkeitswerte der Farbinformation vollzieht sich in umgekehrter Weise mit Hilfe
eines im Prinzip dargestellten Projektors 20. In diesem Projektor wird das entwickelte
Fotomaterial eingeführt und mit Hilfe einer in F i g. 3 nicht dargestellten Lichtquelle
belichtet. Es wird unterstellt, daß diese Lichtquelle bereits parallele Strahlen
31 von weißem Licht liefert, wozu man zweckmäßig einen Kondensor benutzt. Diese
Lichtstrahlen treffen auf die drei Felder des Fotomaterials 16 auf. Zwischen dem
Fotomaterial 16 und den im übrigen in gleicher Weise wie bei der Kamera nach F i
g. 2 angeordneten Optiken und optischen Umlenkeinrichtungen befinden sich wiederum
drei in einer parallelen Ebene zu dem Fotomaterial 16 angeordnete Farbfilter,
nämlich ein Grünfilter 28, ein Rotfilter 27 und ein Blaufilter 29. Das durch
das Grünfilter 28 hindurchtretende Licht gelangt über die halbdurchlässigen, unter
45° zur Kamera geneigten Spiegel 22 und 22 a und das Projektionsobjektiv 21 auf
die Projektionswand 32.
-
Die durch das Rotfilter 27, die anamorphotische Optik 25, die Umlenkspiegel
24 und 22u sowie die Optik 21 austretenden Lichtstrahlen bringen den Rotanteil des
zu projizierenden Bildes, weiches mit dem Grünanteil auf der Projektionswand 32
zur Deckung kommt. In gleicher Weise wird der Blauanteil des Bildes über die anamorphotischeOptik
26, die Umlenkspiegei 23 und 22 sowie das Objektiv 21 auf die Projektionswand 32
geworfen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit Hilfe einer Aufnahmekamera
und eines Projektors der erläuterten Art ist es möglich, eine ausreichend farbechte
Wiedergabe eines Farbbildes zu erhalten, und zwar unter Verwendung eines Schwarz-Weiß-Fotomatenais
bei der Aufnahme dieses Farbbildes.
-
Es sei abschließend darauf hingewiesen, daß die Flächenanteile der
einzelnen Helligkeitsbilder von den angegebenen Werten abweichen können, ohne daß
das Wesen der Erfindung dadurch verändert würde. Die angegebenen Werte dürften jedoch
düs Optimum darstellen.
-
Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß die Erfindung nicht auf
die Aufspaltung des aufzuzeictnenden
Farbbildes in drei Grundfarben
beschränkt sein soll, sondern daß man auch eine Aufteilung in mehr als drei, beispielsweise
in vier oder fünf Grundfarben vornehmen kann, wenn man eine noch höhere Präzision
der Farbwiedergabe erreichen will. Wenn jedoch an Stelle einer guten Farbtreue für
gewisse Anwendungen eine eingeschränkte Farbtreue zulässig ist, so kann man auch
eine Aufspaltung in lediglich zwei Grundfarben vornehmen.