DE1266629B

DE1266629B - Process for the photographic recording and reproduction of color images

Info

Publication number: DE1266629B
Application number: DE1967T0035273
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Nestel
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1967-11-17
Filing date: 1967-11-17
Publication date: 1968-04-18

Description

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.Process for the photographic recording and reproduction of color images The invention relates to a method for photographic recording and reproduction of color images using black and white photographic material.

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.The use of black and white photographic material for recording and reproduction of color images, including still images, as slides, and Moving images, i.e. cinema films, are to be understood, belongs to a series for reasons of considerable interest. Black and white photo material is much cheaper as corresponding color photo material. Rapid treatment method, e.g. B. rapid development, Quick fixation, quick drying, are more effective with black and white photo material and cheaper than color material. There is also black and white photo material a much larger selection up to the highest sensitivity, highest fineness or other special properties available than in color material. In the end In the case of black and white material, the color recording and reproduction depends exclusively on from the color filter technology, which is fully mastered with appropriate effort, while in the case of color photographic material, photochemical processes must be used that relate to the color properties are often unsatisfactory.

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.These are just a few reasons for using black and white photo material is of particular interest for recording and reproducing color images. It Added to this is the fact that in recent times there has been a need for images recorded in color Film events that must be available as quickly as possible for playback, with the introduction of color television has increased significantly. The treatment time for Film material recorded in color is practically no longer allowed for this purpose last than for black and white 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.These reasons compel the problem using black and white photographic material to solve. It is assumed that by using certain basic colors, z. B. the colors red, blue and green in a suitable mixture and with a suitable degree of saturation practically all colors occurring in nature are recorded with sufficient accuracy and can be played back.

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.It is known, the color image to be recorded with the help of appropriate Separate filters into two color components. This reduces the color fidelity (as opposed to breaking it down into three components) and is only for less critical Applications sufficient. It is also known that for particularly high demands the color fidelity a breakdown into four or more color components is expedient.

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.The invention is based on the knowledge that the human eye the same detailed information is not required for all basic colors. For example the required detailed information for the basic color green is particularly high. at the recording of the primary colors blue and red can be achieved with about a tenth one fifth of the total color information without having to worry that the eye feels a blurring. This property could be found in modern color television technology can be used to keep the color transmission within the frequency spectrum of the To accommodate black and white image transfer.

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.Based on this knowledge, a method for photographic Recording and reproduction of color images using black and white photo material, in which the color image to be recorded is divided into two with the help of appropriate filters or more images of predetermined basic colors is broken down, which is proposed according to the invention is characterized by the following process steps: 1. The The brightness image of the basic color, which requires the highest level of detail information, is displayed in normal recording scale recorded on the photographic material.

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.2. The brightness images of the other selected primary colors will be using optical deflection means and anamorphic optics in a corresponding manner Width and / or height compression next to the first mentioned brightness image on the the same photographic material recorded.

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.3. The reproduction of such color images is the reverse of these process steps performed. The color image to be recorded is in one embodiment of the method according to the invention into the three brightness images of the primary colors green, Blue and red disassembled; in this case, the brightness image of the basic color becomes green recorded in normal recording scale on the photographic material, while the Brightness images of the two colors blue and red according to their latitude compression both sides of the brightness image of the primary color green can be recorded.

Die volle Breite des Grün-Helligkeitsbildes kann jedoch erhalten bleiben, wenn man die Rot- bzw. Blau-Helligkeitsbilder über oder unter dem Grün-Helligkeitsbild unterbringt.However, the full width of the green brightness image can be retained, if you have the red or blue brightness images above or below the green brightness image accommodates.

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.The division of the black and white photographic material is expedient in this way chosen that the brightness information for the colors blue and red together approximately 20%, the brightness information for the color green about 80% of the available Determine the area of the photo material. However, these values are not intended as limit values but as a rough guide that goes up and down as the case may be desired purpose can vary.

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.The principle of the invention is in the following with reference to the figures for the above-mentioned embodiment is explained. In Fig. 1 the division of the Photographic material for the brightness images corresponding to the three primary colors are shown; in Fig. 2 is the principle of a recording camera and in FIG. 3 the principle of one Projector. In the exemplary embodiment to be explained, therefore assumed that the color image to be recorded and reproduced is in three basic colors Green, blue and red is divided.

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.The black-and-white photographic material is exposed in the large, central image field from the green image, as shown in FIG. 1, and generates a brightness image there. To the side of this are the image fields 2 and 3, which are narrow compared to FIG. 1 and which are created by exposure to the red or blue image after anamorphic width reduction. The photo material is coated evenly over the entire surface, i.e. all three image fields and their spaces in between. Suitable light guidance must ensure that the three fields each have only the light of their color component and none. Receive scattered light. The effect of stray light can also be reduced in that the spaces 4 and 5 ; of the photographic material can be made insensitive to light, either by omitting it or by covering the light-sensitive layer.

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.The black-and-white photo material is transferred to a recording camera according to F i g. 2 inserted; it is there ; denoted by 16. are inside the camera 6 in the axial direction of the camera a recording optics 7, three color filters 13, 14 and 15, the already mentioned recording material 16 as well as optical deflection devices to be dealt with as well as other optics arranged.

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.Between the recording optics 7 and the green filter 7: 4, two semitransparent mirrors 8 and 8a are arranged one behind the other with respect to the camera axis, but inclined in the opposite direction, which light beams incident and emanating from the recording object 19 on the one hand in the direction of the green filter 14 let through, on the other hand reflect in the direction of the two mirrors 9 and 10, which are also inclined by 45 ° with respect to the camera axis. The light beams deflected by these mirrors 9 and 10 reach the Roti filter 13 and the blue filter 15. Before this, however, these light beams pass anamorphic optics 11 and 12, which greatly reduce the width of the image, ie the image itself is compressed in width . Only the light rays passing through the semitransparent mirrors 8 and 8a in the axial direction of the camera experience no change in their position and therefore depict the object 19 on the field 1 of the photographic material 16 in the normal recording scale. The images to be recorded via the optics 11 and 12, however, are shown laterally highly compressed on the corresponding fields 2 and 3 of the photographic material 16.

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.In order to avoid mutual influencing of the three images reproducing the holiness values, opaque shielding plates 17 and 18 are arranged between the filters 13 and 14 as well as 14 and 15, which extend right up to the photographic material 16 .

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.The reproduction of the brightness values of the color information recorded on the black-and-white photographic material 16 takes place in reverse with the aid of a projector 20, which is shown in principle. 3 exposed light source, not shown. It is assumed that this light source already supplies parallel rays 31 of white light, for which purpose a condenser is expediently used. These light rays strike the three fields of the photographic material 16. Between the photographic material 16 and the otherwise in the same way as in the case of the camera according to FIG. 2 arranged optics and optical deflection devices are in turn three color filters arranged in a plane parallel to the photographic material 16 , namely a green filter 28, a red filter 27 and a blue filter 29. The light passing through the green filter 28 reaches the semitransparent, below 45 ° Camera inclined mirrors 22 and 22 a and the projection lens 21 onto the projection wall 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.The through the red filter 27, the anamorphic optics 25, the deflecting mirror 24 and 22u as well as the optics 21 exiting light rays bring the red component of the image to be projected, soft with the green portion on the projection wall 32 comes to cover. In the same way, the blue component of the image is displayed via the anamorphic optics 26, the deflecting mirrors 23 and 22 and the objective 21 onto the projection wall 32 thrown. According to the method according to the invention and with the aid of a recording camera and a projector of the type explained, it is possible to have a sufficiently color-fast To obtain reproduction of a color image using a black and white photo machine when taking this color image.

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.Finally, it should be noted that the area proportions of the individual brightness images can deviate from the specified values without the essence of the invention would thereby be changed. However, the values given are likely represent the optimum.

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.Finally, it should be noted that the invention does not the splitting of what is to be recorded Color image in three basic colors should be limited, but that you can also divide it into more than three, for example in four or five basic colors if you want an even higher precision who wants to achieve color rendering. However, if in place of good color fidelity for Certain applications a limited color fidelity is permissible, so can one too make a split into only two basic colors.

Claims

Claims: 1. Method for photographic recording and Reproduction of color images using black and white photographic material in which the color image to be recorded into two or more with the help of appropriate filters Images of predetermined basic colors is broken down, characterized in that the brightness image the basic color that requires the highest level of detail information on a normal recording scale on the photographic material is recorded that the brightness images of the other selected Basic colors using optical deflectors and anamorphic optics in corresponding width and / or height compression in addition to the first-mentioned brightness image recorded on the same photographic material and that the reproduction of such Color images are made by reversing these process steps.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the color image to be recorded is divided into three Images of the primary colors green, blue and red are decomposed.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the division of the black and white photographic material is chosen such that the brightness information for the colors blue and red about 20%, the brightness information for the color green about 80% of the available make up the standing surface of the photo material.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the brightness information of the colors blue and red on narrow fields that laterally limit the brightness information of the color green of the photographic material can be recorded.

5. The method according to claim 4, characterized in that that the brightness information corresponding to the individual colors is replaced by neutral Sections contained in the photographic material are separated from each other.

6. recording or playback camera for performing the method according to claim 1 to 5, characterized in that between the recording or projection lens (7, 21) and photographic material (16) three filters (14, 15, 13; 28, 29, 27 ) for the colors green, blue and red are arranged in a plane parallel to the photographic material (16) so that the green filter (14, 28) has an area which is a multiple of the red and blue filters (13, 27; 15 , 29) and is arranged in such a way that its axis of symmetry coincides with the camera axis, that between the lens ( 7, 21) and the green filter (14, 28) two semi-transparent mirrors (8, 8a; 22, 22a) are provided and that on both sides of the camera axis depending on a further deflecting mirror (9,10; 24, 23 is provided) of the of the semi-transparent mirrors (8, 8a; 22, 22 a) reflected light rays anamorphic optics (11, 12; 25, 26) each on the red or blue filter (13, 27, 15, 29) throws.

7. Recording camera after Claim 6, characterized in that opaque between the filters Shielding plates (17, 18) are arranged, which close to the photographic material (16) reach out. B. black and white photographic material to carry out the process Claim 1 to 5, characterized in that each picture format has a large, medium one as well as two smaller side panels coated with photosensitive material which are separated from one another by light-insensitive strips (Fig. 1).