Fotografieren

Hintergrund

Ein Foto ist ein Bild, das durch eine photochemische Reaktion entsteht, das den Lichteindruck auf einer mit Silberatomen beschichteten Oberfläche festhält. Die Reaktion ist aufgrund der lichtempfindlichen Eigenschaften von Silberhalogenidkristallen möglich. 1556 entdeckte der Alchemist Fabricius als erster, dass Licht mit diesen Kristallen photochemisch reagieren kann, um die Silberionen (Ag+) in elementares Silber (AgO) umzuwandeln. Während die Reaktion fortschreitet, wachsen die Silberatome zu Clustern, die groß genug sind, um Licht zu streuen und Farben in einem Muster zu erzeugen, das mit dem der ursprünglichen Lichtquelle identisch ist. Die Fotografie nutzt dieses chemische Prinzip, um Farb- und Schwarzweißbilder aufzunehmen. Die Silbersalzchemie bleibt das bevorzugte Verfahren zum Aufzeichnen von Bildern hoher Qualität, trotz der Fortschritte in den elektronischen Technologien und der digitalen Bildgebung.

Einer der ersten Forscher, der fotografische Bilder mit Hilfe der Silberhalogenidchemie herstellte, war Schultze. Bereits 1727 formte er metallische Silberbilder, indem er zunächst Lösungen aus Silbernitrat und weißer Kreide umsetzte und diese dann durch Schablonen belichtete. Schultzes Arbeit wurde durch die Bemühungen von Louis Jacques Mandé Daguerre verbessert, der 1837 ein Verfahren zum Drucken von Bildern auf eine silberbeschichtete Kupferplatte entwickelte. Diese Art von Druckbild, zu Ehren ihres Haupterfinders Daguerreotypie genannt, wird durch Polieren und Reinigen einer silberbeschichteten Kupferplatte und anschließende Reaktion der Silberbeschichtung mit Joddämpfen hergestellt, um lichtempfindliches Silberjodid zu bilden. Die mit Silberjodid beschichtete Platte wird dann durch die Optik einer Kamera belichtet, die ein Bild auf die Platte projiziert und fokussiert. Bei der anschließenden Reaktion werden die Silberionen zu Silbermetall reduziert. Schließlich wird die Platte mit Quecksilber behandelt, um ein Amalgam herzustellen. Bei dieser Druckart erscheinen die belichteten Bereiche der Platte weiß und die unbelichteten Bereiche bleiben dunkel. Das Problem bei diesem Verfahren bestand darin, dass es lange Belichtungszeiten erforderte, da die Intensität des Bildes allein von der Stärke des das Bild erzeugenden Lichts abhängt.

Im Jahr 1841 überwand William Henry Fox Talbot dieses Problem, indem er eine schnellere Methode entwickelte, die nicht ausschließlich von reflektiertem Licht abhängig war, um das Bild zu erzeugen. Er fand, dass Silberhalogenid so belichtet werden konnte, dass ein vorläufiges latentes Bild erzeugt wurde, das nur eine geringe Lichtmenge erforderte. Dieses latente Bild könnte dann anschließend ohne zusätzliches Licht umgesetzt werden, um ein endgültiges Bild zu erzeugen. Mit dieser als Kalotypisierung bekannten Technik war Talbot einer der ersten, der Halbtonbilder erzeugte. Leider waren diese frühen Bilder nicht stabil und verdunkelten sich im Laufe der Zeit. Glücklicherweise entdeckte John Frederick William Herschel ungefähr zur gleichen Zeit, als Talbot seine Arbeit machte, einen Weg, Bilder zu stabilisieren. Sein als Fixierung bekannter Prozess wandelt unbelichtetes Silberhalogenid chemisch in Silberthiosulfat um, das leicht vom Bild abgewaschen werden kann.

Der nächste große Fortschritt in der Fotografie kam mit der Entdeckung, dass bestimmte Materialien die Empfindlichkeit erhöhen können, mit der latente Bilder erzeugt werden. Diese Verbesserung wird erreicht, indem die Silberhalogenidkristalle mit chemischen Mitteln wie Schwefel und Gold beschichtet werden, die die Lichtempfindlichkeit der Kristalle erhöhen. Gelatine, die jahrelang als fotografisches Beschichtungsmittel verwendet wurde, erwies sich als wirksames Medium für diese lichtempfindlichen Materialien. Im Jahr 1888 beschichtete George Eastman, der Pionier der modernen Filmentwicklung, in Gelatine dispergierte Silberhalogenidkristalle auf Zelluloidfolien. Im nächsten Jahr hatte Eastman im Handel Filmrollen verkauft, die durch Auflösen von Nitrocellulose mit Kampfer und Amylacetat in einer Methanollösung hergestellt wurden. Im letzten Jahrhundert haben sich sowohl die Filmverarbeitung als auch die Kameraausrüstung erheblich verbessert, aber die gleichen Grundprinzipien werden auch heute noch für das Fotografieren verwendet.

Rohstoffe

Film

Moderne Filme werden hergestellt, indem lichtempfindliche Inhaltsstoffe auf eine flexible Kunststoffoberfläche aufgetragen werden. Dies ist ein komplizierter Vorgang, da eine typische Filmrolle bis zu 15 verschiedene Schichten enthalten kann. Der erste Verfahrensschritt besteht darin, mikroskopische Silberhalogenidkristalle aus Silbernitrat- und Halogenidionen zu züchten. Nachdem die Kristalle in Lösung bis zu einer bestimmten Mindestgröße gezüchtet wurden, werden sie getrennt und in eine Gelatinebasis eingemischt. Diese Mischung wird gewaschen, um Natrium-, Kalium- und Nitrationen zu entfernen, und die resultierende Silberhalogenid/Gelatine-Emulsion wird gekühlt und gelieren gelassen. Diese Emulsion ist sowohl licht- als auch temperaturempfindlich und muss sorgfältig gelagert werden. Die Emulsion wird später geschmolzen und die Silberkörner werden mit chemischen Mitteln beschichtet, um die Empfindlichkeit gegenüber bestimmten Lichtwellenlängen zu erhöhen. In ihrer geschmolzenen Form wird die Emulsion auf eine Trägerstruktur, normalerweise einen Polymerfilm, aufgetragen. Die von Eastman verwendete Originalfolie bestand aus Cellulosenitrat und war hochentzündlich. Moderne Folien verwenden lösungsmittelbasierte Materialien wie Cellulosetriacetat und extrudierte Materialien wie Polyethylenterephthalat. Diese Kunststoffe sind sicherer, stärker und chemisch stabiler. Als Alternative zu Plastikfolie wird für einige Spezialfotografien beschichtetes Papier verwendet.

Ein Beispiel für ein Daguerreotypie-Foto. (Aus den Sammlungen von Henry Ford Mvseum &Greenfield Village, Dearborn, Michigan.)

Die Daguerreotypie war die erste kommerzielle Fotografie, die den Amerikanern zur Verfügung stand. Benannt nach dem Franzosen Louis Daguerre, der dieses fotografische Verfahren 1837 perfektionierte, wurde die Daguerreotypie ohne Negativ direkt auf beschichtetem Metall hergestellt.

Die Daguerreotypie wurde Mitte des 19. Jahrhunderts leicht hergestellt. Die photographischen Platten waren mit Silber beschichtete Kupferplatten, die mit Flanell und Rottenstone poliert und zur Sensibilisierung in die Dunkelkammer gebracht wurden (mit dünnen Schichten aus Brom und Jod beschichtet). Die beschichtete Platte wurde dann in einen Plattenhalter gelegt und in einer Kamera belichtet. Die Platte wurde in einem dunklen Raum entwickelt, der mit der Vorderseite nach unten in einem mit Quecksilber gefüllten Gefäß bei etwa 120 °F (48 °C) platziert wurde. Dann wurde die Platte fixiert, indem sie mit einer Lösung von Natriumhyposulfit gewaschen wurde, um das restliche Jod und Bromid zu entfernen. Der Teller wurde gewaschen und vergoldet oder getönt (einige wurden mit Farbe von Hand getönt) für dieses exquisite Bild.

Auch nach 160 Jahren ist die Daguerreotypie in ihrer Klarheit und Bildpräzision unübertroffen. Einige behaupteten, man könne die Haare auf dem Kopf der Versuchsperson zählen, während andere sich beschwerten, dass die Daguerreotypie wenig schmeichelhaft jede Linie und Falte enthülle. Diese Daguerreotypie wurde wahrscheinlich von einer Mutter in Auftrag gegeben, um sich kurz vor dem Bürgerkrieg an ihre geliebte Tochter und ihren geliebten Sohn zu erinnern. Andere hielten auf diesen frühen viktorianischen Fotografien Häuser, Bauernhöfe, Geschwister, Arbeiter, berühmte Politiker, lebende und verstorbene Kinder und sogar spärlich bekleidete Prostituierte fest.

Nancy EV Bryk

Ein übliches Verfahren zum Beschichten dieser Kunststofffolien besteht darin, sie in eine Wanne oder Schale zu tauchen, die die geschmolzene Emulsion enthält. Beim Austritt der Folie aus der Wanne wird überschüssige Flüssigkeit durch eine Messerschneide oder Luftdüsen entfernt. Bei einem anderen Beschichtungsverfahren läuft der Film unter einem mit der Emulsion gefüllten Trichter. Beim Durchlaufen des Films unter dem Trichter wird die Emulsion auf den Film verteilt. Nach der Beschichtung wird die Emulsion mit Walzen gleichmäßig auf dem Film verteilt und in eine Kühlkammer transportiert, wo die Emulsion geliert. Schließlich wird der Film durch eine beheizte Kammer geschickt, die die Emulsion trocknet und aushärtet. Auf diese Weise können mehrere Schichten auf den Film aufgetragen werden, und es können spezielle Beschichtungen hinzugefügt werden, um zu steuern, wie Licht reflektiert/absorbiert wird. Zu diesem Zweck verwendete Additive umfassen kleine Kohlenstoffpartikel, Farbstoffe oder kolloidales Silber. Die letzte Schicht ist eine Gelatine-Deckschicht, die den Film versiegelt und die unteren Schichten an Ort und Stelle hält. Im Allgemeinen gilt:Je dicker die Emulsionsschichten und je größer die Silberkristalle sind, desto lichtempfindlicher ist das Bild. Die Lichtempfindlichkeit wird durch eine Zahl gemessen, die als ASA-Bewertung (American Standards Association) bekannt ist. Eine niedrige ASA-Bewertung bedeutet, dass mehr Licht benötigt wird, um ein Bild aufzunehmen; eine höhere Zahl bedeutet, dass weniger erforderlich ist. Ein Film mit einem ASA-Wert von 100 (allgemein als 100-Empfindlichkeitsfilm bezeichnet) ist beispielsweise für die Verwendung bei hellem Sonnenlicht oder mit Blitz geeignet. Filme mit höherer Empfindlichkeit, wie 200 oder 400, eignen sich besser für Bilder, die in Innenräumen oder an bewölkten Tagen aufgenommen werden.

Nach der Herstellung wird die Folie typischerweise auf Spulen gewickelt und in lichtundurchlässige Behälter verpackt. Diese Behälter sind so konzipiert, dass sie geöffnet und in die Kamera geladen werden können, ohne dass der Film dem Licht ausgesetzt wird.

Materialien entwickeln und drucken

Die bei der Entwicklung verwendeten Chemikalien sollen die mikroskopisch kleinen Silberatome zu Silberzentren wachsen lassen, die größer genug sind, um mit bloßem Auge sichtbar zu sein. Diese Entwicklerlösungen bestehen aus Reduktionsmitteln, Rückhaltemitteln und Konservierungsmitteln. Hydrochinon ist ein gängiges Reduktionsmittel für Schwarzweißfilme. Als Hemmstoffe werden üblicherweise Bromidionen verwendet, die die Reaktion in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Der Mischung werden Konservierungsstoffe zugesetzt, um eine vorzeitige Oxidation zu verhindern. In dieser Hinsicht wird typischerweise Natriumsulfit verwendet.

Der Druck von Bildern erfordert spezielles Papier, das mit lichtempfindlichen Materialien beschichtet ist. Dieses Papier ist in verschiedenen Qualitäten erhältlich, die Glätte und Glanz variieren. Das Drucken erfordert auch einen Vergrößerer, um das Bild zu vergrößern, sowie Entwicklungs- und Tonlösungen, die dazu beitragen, die Intensität und Farbe zu kontrollieren. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Materialien erfordern Entwicklungs- und Druckvorgänge eine Vielzahl von Geräten wie Schalen, Messglaswaren, Thermometer, Trockensiebe, Zeitschaltuhren, Mischeimer und Rührschaufeln sowie Papierschneider.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Die Erstellung eines Fotos umfasst drei wichtige Schritte:den Film belichten, das Bild entwickeln und das Foto drucken. Während es andere Arten von fotografischen Filmen gibt, wie Polaroid- und Diafilme, und andere Medien, auf denen Fotografien entwickelt werden, wie beispielsweise Film und digitale Bilder, wird hier der allgemeine Prozess der Entwicklung von 35-mm-Filmen zu fotografischen Abzügen diskutiert.

Belichtung

• 1 Sobald der Film in die Kamera eingelegt ist, kann er belichtet werden. Die Kameraoptik fokussiert ein Bild durch das Objektiv und auf die Emulsionskörner. Die Kamera steuert das Licht durch eine Kombination aus der Größe der Öffnung im Objektiv (der Blende) und der Zeit, die die Blende geöffnet bleibt (der Verschlusszeit). Durch Variation dieser beiden Faktoren kann eine Vielzahl von Expositionseffekten erzielt werden. Die Reaktion zwischen der Emulsion und dem Licht erzeugt ein latentes Bild auf dem Film. Die Brennweite des Kameraobjektivs bestimmt die Vergrößerung des latenten Bildes, während das Eindringen von Licht in den Film von der Kombination der Linsenoptik und den chemischen Eigenschaften des Films abhängt. Das entstandene Bild ist ein Negativ, d. h. es ist das Gegenteil dessen, wie es vom Auge gesehen wird. Mit anderen Worten, die von Licht berührten Bereiche sind dunkel und die unbelichteten Bereiche erscheinen hell.

Entwicklung

• 2 Nach der Belichtung wird der Film normalerweise zur Entwicklung aus der Kamera genommen, es gibt jedoch spezielle Polaroid-Kameras, die einen speziellen Selbstentwicklungsfilm verwenden. Dieser Film ist insofern einzigartig, als er in etwa einer Minute ohne zusätzliche Entwicklungsbearbeitung ein Foto erstellen kann. Die mit diesem Film erzeugten Bilder sind jedoch von schlechterer Qualität als die mit Standard-35-mm-Film. Normaler Film muss einen komplexen Entwicklungsprozess durchlaufen, um ein Bild zu erzeugen. Bei diesem Verfahren wird der Film in ein chemisches Entwicklerbad gelegt, um die latente Nach der Entnahme aus der Kamera wird der belichtete Film in einen Tank mit einer Lösung aus Entwicklungschemikalien getaucht. Diese Lösung reagiert mit den belichteten Bereichen des Films, um die Lichteindrücke des latenten Bildes zu verstärken. Nach Beendigung dieser Phase wird die Lösung abgegossen und eine Stoppbadbehandlung bestehend aus verdünnter Essigsäure in den Tank gegeben, um eine Überentwicklung des Films zu verhindern. Nachdem die Entwicklung gestoppt wurde, kann ein Fixiermittel hinzugefügt werden, um das Bild zu fixieren. Das fertige Negativ kann dann gewaschen und gespült werden. Anschließend wird die Spule aus dem Tank genommen und die frischen Negative zum Trocknen aufgehängt. Bild. Dieser Schritt erzeugt ein negatives Bild, das dann verwendet werden kann, um ein endgültiges Bild zu drucken.

  Beim Herausnehmen des Films aus der Kamera und dem Herausnehmen aus seiner Schutzhülle ist Vorsicht geboten, da die unbelichteten Bereiche noch lichtempfindlich sind. Der Film wird in speziellen Dunkelkammern gehandhabt, die mit sicherem Rotlicht beleuchtet werden, das den Film nicht beeinflusst. In der Dunkelkammer wird der Film aus seinem Kanister genommen, auf eine Spule gewickelt und in einem Plastikbehälter aufbewahrt, um ihn vor Licht und physischen Beschädigungen zu schützen. Der Film kann dann in einen Tank eingetaucht werden, der eine Lösung der oben beschriebenen Entwicklungschemikalien enthält. Diese Lösung reagiert mit den belichteten Bereichen des Films, um die Lichteindrücke des latenten Bildes zu verstärken. Dieses Verfahren liefert je nach Art und Temperatur der verwendeten Entwicklerlösung und der Höhe der Originalbelichtung unterschiedliche Ergebnisse. Nach Beendigung dieser Phase wird die Lösung abgegossen und eine Stoppbadbehandlung bestehend aus verdünnter Essigsäure in den Tank gegeben, um eine Überentwicklung des Films zu verhindern. Nachdem die Entwicklung gestoppt wurde, kann ein Fixiermittel hinzugefügt werden, um das Bild zu fixieren. Das fertige Negativ kann dann gewaschen und gespült werden. Anschließend wird die Spule aus dem Tank genommen und die frischen Negative zum Trocknen aufgehängt.

Drucken

• 3 Beim Drucken wird ein endgültiges Bild von einem Negativ erzeugt. Wenn die Fotografie die Kunst des Fotografierens ist, ist der Druck die Wissenschaft des Bildens. Zum Drucken werden Licht, ein Negativ und Druckpapier benötigt. Die Lichtquelle ist ein Vergrößerer, der mit einer Linse Licht durch das Negativ fokussiert und auf lichtempfindliches Papier projiziert. Das Positivbild auf diesem Papier wird dann in ähnlicher Weise wie oben für die Entwicklung von Negativen beschrieben entwickelt. Schließlich kann der Druck auf Karton oder ein anderes Trägermaterial aufgebracht werden. Nachdrucke (zusätzliche Abzüge desselben Bildes) können auf ähnliche Weise leicht entweder vom Originalnegativ oder von einem zuvor erzeugten Abzug hergestellt werden.

Qualitätskontrolle

Die Qualitätskontrolle ist ein kritisches Element des fotografischen Prozesses. Bei der Filmherstellung müssen Dispersionsbeschichtungen schlierenfrei und sehr gleichmäßig dick sein, um einen Qualitätsfilm zu erhalten. Die Chemie ist äußerst kompliziert und soll eine hohe Filmqualität gewährleisten. Bei jedem Schritt des Filmherstellungsprozesses werden verschiedene Tests verwendet, um sicherzustellen, dass das fertige Produkt frei von Fehlern ist. Ähnliche Sorgfalt muss während des Entwicklungs- und Druckprozesses angewendet werden, um die Bildqualität zu gewährleisten. Wichtige Problembereiche beziehen sich auf die richtige Konzentration der Chemikalien und die Zeit und Temperatur, die in den Entwicklungstanks verwendet werden. Wenn die Lösungen nicht die richtige Konzentration haben, kann das Negativ oder das gedruckte Foto über- oder unterbearbeitet sein, was zu Geisterbildern oder überbelichteten Bereichen führt. Während der Entwicklung müssen die Entwicklerlösungen innerhalb von 5°F (-15°C) gehalten werden, da sich sonst die Emulsion und der Film entweder ausdehnen oder zusammenziehen und unerwünschte Muster auf dem Bild erzeugen.

Die Zukunft

Obwohl die Fotografie eine ausgereifte Technologie ist, werden in der Art und Weise, wie Bilder aufgenommen werden, weitere Fortschritte erzielt. Kodak hat beispielsweise kürzlich eine patronenbasierte Alternative zum 35-mm-Film eingeführt. Dieses System ermöglicht die Aufnahme von Fotos unterschiedlichen Formats mit derselben Kamera, entweder Panorama- oder normale Ausdrucke. Auch die automatisierten Prozesse zur Bildentwicklung werden weiter verbessert und haben zur Verfügbarkeit von einstündigen Fotobearbeitungsanlagen geführt. Die wirkliche Zukunft der Fotografie könnte im Bereich der digitalen Bilder liegen, einer computerbasierten Technologie, die Bilder elektronisch erzeugt. In der Zukunft ist es wahrscheinlich, dass Methoden zum Erfassen und Drucken digitaler Bilder mit der Qualität chemischer Drucke mithalten können. Darüber hinaus bietet die Computerfotografie nahezu sofortige Ergebnisse und die Möglichkeit, das Erscheinungsbild von Bildern zu manipulieren.