Digitale Fotografie

Bei der elektronischen Fotografie werden optische Signale in digitale elektronische Signale gewandelt.

Die digitale Fotografie nutzt im Unterschied zur herkömmlichen chemischen Fotografie die Möglichkeiten der Computertechnik zum Speichern und Darstellen der Bilder sowie zur Bildbearbeitung. Sämtliche Vorgänge von der Bildaufnahme über die Bearbeitung bis zur Ausgabe eines Papierfotos vollziehen sich digitalisiert.

Hingegen beruht die herkömmliche chemische Fotografie auf der Wandlung von optischen in chemische Signale.

Die elektronische Fotografie wird aufgrund ihrer Vorteile in der Zukunft die chemische Fotografie in den meisten Anwendungsbereichen ersetzen. Schon im Jahr 2001 war die Digitalfotografie ihren Kinderschuhen nahezu entwachsen. Vorher nahm die chemische Fotografie überall dort, wo es auf eine sehr hohe Bildqualität ankommt, eine Vorrangstellung ein.

Ein Kleinbildnegativ, das mit einer einfachen klassischen Amateurkamera aufgenommen wurde, erreicht eine Bildauflösung von rd. 4 Mio. Bildpunkten. Gegen Ende der 1990er-Jahre glich die Bildauflösung der Digitalfotografie mit rd. 1 Mio. Bildpunkten etwa der von ausgezeichneten Computerbildschirmen. Mittlerweile hat die technische Entwicklung der Digitalfotografie den Qualitätsvorsprung der herkömmlichen Fototechnik hinsichtlich der Bildauflösung nahezu aufgeholt: Inzwischen gibt es Digitalkameras mit 4 bis 5 Mio Pixeln (Bildpunkten) bereits für den semiprofessionellen Bereich.

Wie funktioniert digitale Fotografie?

Für die Bildaufnahme benötigt man eine digitale Fotokamera. Digitalkameras sind aufgebaut wie herkömmliche Fotokameras, jedoch nicht mit einen Film bestückt, sondern mit einem Halbleiterbauelement ausgestattet, das als Lichtsensor wirkt. Dieser Sensor in Form eines CCD-Chips (engl.; charge-coupled device für ladungsgekoppeltes Schaltelement) gibt dem Gerät auch den Namen CCD-Kamera.

Der CCD-Chip besteht aus einer Vielzahl von Zellen (Bildelementen, die als Pixel bezeichnet und durch jeweils ein Koordinatenpaar beschrieben werden). Die Zellen sind matrixartig wie auf einem Schachbrett angeordnet. Der Chip befindet sich in der Kamera an der Stelle des Lichteinfalls, also genau dort, wo im herkömmlichen Fotoapparat die Filmebene ist. Sobald von außen einfallendes Licht durch das Kameraobjektiv auf die Zellen des Chips projiziert wird, sammeln sich dort Elektronen an. Ihre Anzahl hängt jeweils von der Lichtintensität und der Dauer des Lichteinfalls ab.

Durch Auszählen der Elektronen in einer jeden Zelle wird jedem Pixel ein entsprechender Helligkeitswert zugeordnet. Aus der Zuordnung von Pixelkoordinaten und Helligkeitswert für jede Zelle lässt sich ein digitalisiertes Bild berechnen. Dessen Bilddaten werden in einem Halbleiterspeicher, dem Bildspeicher der Kamera, abgelegt. Der Speicher kann weitaus mehr Bilder (in Form von Bilddaten) aufnehmen als ein Film. Inzwischen können einige Digitalkameras Speicherchips von über 1 GB lesen.

Digitale Bilddatenverarbeitung

Zu beliebigen Zeitpunkten lassen sich die im Bilddatenspeicher gespeicherten Bilddaten auslesen, weiterverarbeiten oder dauerhaft extern speichern. Ist der Bilddatenspeicher der Kamera voll, müssen die Daten ausgelesen und weiterverarbeitet werden: Entweder druckt man die Bilder über einen Farbdrucker auf Papier. Zu diesem Zweck ist die Digitalkamera über eine serielle Schnittstelle direkt an den Drucker anzuschließen. Oder die Bilddaten werden auf ein Speichermedium des mit der Kamera seriell bzw. heute eher gebräuchlich per USB (universal serial bus) verbundenen Computers übertragen. Als Speicher kommen sowohl dessen Festplatte als auch spezielle beschreibbare Compactdisks (CD) in Frage. Papierbilder erhält man in diesem Fall durch Drucken vom Computer aus.

Für die gespeicherten Bilddaten bietet der Computer vielfältige Bildbearbeitungsmöglichkeiten. So lassen sich neben Bearbeitungseffekten, die es auch in der herkömmlichen Fotobearbeitung gibt (dort aber umständlicher vorzunehmen sind), auch Kontrast, Schärfe und Farbe verändern.

Neben dieser voll digitalisierten Funktionsweise bietet außerdem die Kombination von Computer und Filmscanner die Möglichkeit, Produkte herkömmlicher Fotografie zu digitalisieren: Hierbei tastet der Filmscanner die Filmnegative oder Diapositive optisch ab, um die so erfassten Bilddaten digitalisiert umzusetzen und im Computer für Bearbeitungs- oder Archivierungszwecke zu speichern.

Vor- und Nachteile der Digitalfotografie

Vorteile sind:

• Das fotografierte Bildmaterial ist sehr schnell verfügbar und misslungene Bilder können sofort verworfen werden.
• Heutige Digitalkameras sind deutlich lichtempfindlicher als herkömmliche Fotoapparate, sodass Fotografie auch bei sehr wenig Licht möglich ist. Diese Eigenschaft wird beispielsweise in der astronomischen Sternenfotografie genutzt.
• Die Bilder können ohne Qualitätsverlust dauerhaft gespeichert werden.
• Am Computer sind die Bilder bequem und vielfältig zu bearbeiten – im Sinn von Ausschnitten, Bildmontagen, Retuschen, Beschriftungen u. v. a. m.
• Über Datennetze können die Bilder ohne Qualitätsverlust fernübertragen werden.
• Der Bildspeicher der Digitalkamera speichert wesentlich mehr Bilder, als ein Film aufnehmen kann.

Neben all diesen Vorteilen hat die digitale Fotografie auch einige wenige Nachteile:

• Zurzeit ist sie noch etwas kostspieliger als die chemische Fotografie.
• Die Qualität des ausgedruckten Fotos ist durch die Druckqualität des jeweils benutzten Farbdruckers begrenzt. Allerdings ist die Technik inzwischen so weit, dass es optisch fast keinen Unterschied mehr gibt zwischen der chemischen Entwicklung analoger und dem Ausdruck digitaler Fotografie auf geegneten Druckern.