Fotografie

Grundlagen der Fotografie

Der fotografische Prozess umfasst von der Belichtung der Filme bis zum Herstellen farbiger Abzüge eine Reihe von Redox- und Komplexierungsreaktionen.
Ein Negativfilm besteht aus einer transparenten Trägerschicht, z. B. Celluloseacetat. Auf diese Trägerschicht wird eine feste Dispersion aus Silberhalogenidkörnern, meist AgBr, in Gelatine aufgebracht.

Beim Belichten des Films werden die Bromid-Ionen fotochemisch zu Brom oxidiert. Die dabei abgegebenen Elektronen werden von bestimmten Silber-Ionen aufgenommen, sodass an belichteten Stellen des Films aus weißem Silberbromid schwarzes, elementares Silber entsteht. Das bei der Fotooxidation entstandene Brom wird in der Gelatine gebunden.

Br-    Br   +   e-

Ag+   +   e-    Ag

Durch diese stark vereinfacht dargestellte fotochemische Redoxreaktion entsteht ein latentes Bild, das zwar auf dem Film vorhanden, aber noch nicht sichtbar ist (latent: lat. latere = verborgen sein).

Das Sichtbarmachen des latenten Bilds wird als Entwickeln des Films bezeichnet. Die Entwicklung erfolgt mit einer alkalischen Lösung eines Reduktionsmittels, z. B. Hydrochinon, das die Silber-Ionen in der Umgebung der Latentbildkeime (sogenannte Cluster aus Ag4-Einheiten) zu elemtarem Silber reduziert. (Je mehr Latentbildkeime sich an einer Stelle des Bilds befinden, also je stärker die Stelle belichtet wurde, desto stärker wird diese Stelle bei der Entwicklung geschwärzt.)

Das Bild wird als Negativ sichtbar, da die hellen Stellen des Originals mehr Licht reflektieren bzw. aussenden als die dunklen Stellen.

Nach der Entwicklung muss das Bild fixiert werden, weil jeder weitere Lichteinfall eine weitere Schwärzung des Negativs hervorrufen würde. Im Fixierbad werden die Silberbromidreste herausgelöst und die Silberatome stabilisiert. Als Fixiersalz wird häufig Natriumthiosulfat (Na2S2O3) verwendet. Dieses reagiert mit dem noch vorhandenen, nicht belichteten Silberbromid zu einem Thiosulfat-Komplex und Natriumbromid. Diese entstehenden Komplexverbindungen sind wasserlöslich und können somit gut ausgewaschen werden.

Danach muss der Film sorgfältig gewässert werden, da Überreste des Fixiermittels zur allmählichen Zerstörung des Negativs führen können. Im Anschluss daran kommt das Negativ noch in ein Reinigungsbad, wodurch Wasserflecken vom Spülen verhindert werden.

Der nächste Schritt ist die Herstellung des Abzugs. Aus dem Negativ, das ja die Helligkeitswerte verkehrt wiedergibt, muss jetzt ein Positiv, der sogenannte Abzug hergestellt werden. Dies geschieht, indem man das Negativ auf Fotopapier projiziert. Das Fotopapier wird dann nach einem ähnlichen Verfahren entwickelt und man erhält vom Negativ ein Positiv. Der Vorteil dieser Variante ist, dass man von einem Negativ unendlich viele Positive herstellen kann. Außerdem lassen sich auf diese Art und Weise ganz leicht Vergrößerungen anfertigen.

Historische Entwicklung der Fotografie

Der Ursprung der Fotografie und auch der Vorläufer der heutigen Kamera war die Camera obscura (lateinisch: seltsame Kammer). Dies war ursprünglich ein abgedunkelter Raum mit einem winzigen Loch in einer Wand. Das Licht, das durch dieses Loch einfiel, projizierte auf die gegenüberliegende Wand ein auf dem Kopf stehendes und seitenverkehrtes Abbild der Außenwelt. Dieses Prinzip war aber bereits Aristoteles im 4. Jahrhundert v. Chr. bekannt.

Später wurde die Camera obscura von vielen Künstlern als Hilfsmittel zum naturgetreuen Zeichnen verwendet. Im 16. Jahrhundert gelang es dann, die Qualität der zu meist unscharfen Abbildung mithilfe von Sammellinsen zu verbessern. Im 17. Jahrhundert entwickelte man dann die ursprüngliche Camera obscura zu einem transportablen Kasten weiter.

18. Jahrhundert

Bereits im 18. Jahrhundert machten die beiden britischen Wissenschaftler THOMAS WEDGWOOD und Sir HUMPHRY DAVY erste Experimente. Sie begannen mit der fotografischen Aufzeichnung auf Papier, das mit einer Schicht aus Silberchlorid überzogen war. Die Lichtempfindlichkeit bestimmter Silberverbindungen (insbesondere von Silbernitrat und Silberchlorid) war bereits seit einiger Zeit bekannt. Sie machten Aufnahmen von Blattumrissen, Gemälden und menschlichen Profilen. Das Problem dieser Fotografien bestand darin, dass sie noch unbeständig waren, weil mit der Zeit die gesamte Bildfläche nachschwärzte.

19. Jahrhundert

Das 19. Jahrhundert kann als das eigentliche Geburtsjahrhundert der Fotografie bezeichnet werden, da es durch viele Entwicklungen und Erfindungen gekennzeichnet war, die auch heutzutage noch eingesetzt werden bzw. die Grundlage heutiger Verfahren sind. Die Entwicklung soll hier nun in einem kurzen Abriss dargestellt werden:

1827: gelangen dem französischen Physiker JOSEPH NICÉPHORE NIEPCE erstmals Aufnahmen mit einer Camera obscura, sogenannte Heliografien. Der Nachteil hierbei waren die notwendigen langen Belichtungszeiten.

1831: der französische Theatermaler LOUIS JACQUES MANDÉ DAGUERRE stellte Bilder auf Kupferplatten her, die mit einer lichtempfindlichen Silberiodidschicht überzogen waren. Allerdings waren auch diese Aufnahmen wegen der Nachdunklung nicht beständig.

Die ersten beständigen Fotografien erzeugte DAGUERRE dadurch, dass er die entwickelten Platten mit einer konzentrierten Lösung aus Natriumthiosulfat überzog. Dieses Fixierverfahren wurde von dem britischen Erfinder WILLIAM HENRY FOX TALBOT auf Grundlage von Vorarbeiten des Astronomen JOHN FREDERICK HERSCHEL entwickelt. Es verhinderte eine völlige Schwärzung der Platte. Diese Bilder werden auch „Daguerreotypien“ genannt und bezeichnen ein nicht weiter reproduzierbares Bild.

1839: Bekanntgabe eines Verfahrens durch DAGUERRE und durch TALBOT.

TALBOT entwickelte ein Verfahren zur Herstellung fotografischer Negative. Von diesen Negativen konnte dann eine unbegrenzte Anzahl von Abzügen erstellt werden (Negativ-Positiv-Verfahren).

Bei TALBOTs Verfahren, der sogenannten „Calotypie“, waren Belichtungszeiten von nur etwa 30 Sekunden erforderlich. Bereits drei Jahre später war die Belichtungszeit für Daguerreotypien und Calotypien auf einige Sekunden reduziert worden. Der Nachteil von TALBOTs Calotypie-Verfahren war die grobkörnige Struktur des Papiernegativs. Dennoch erwies sich das Negativ-Positiv-Prinzip als zukunftsweisend.

1851: der britische Bildhauer und Fotograf FREDERICK SCOTT ARCHER (1813-1857) führte Glasplattenträger anstelle von Papier ein. Aufgrund dessen, dass die Negative in nassem Zustand belichtet und entwickelt werden mussten, war eine nahe gelegene Dunkelkammer erforderlich. Bindemittel war in diesem Fall Kollodium, das kurz zuvor von dem Schweizer Chemiker CHRISTIAN FRIEDRICH SCHÖNBEIN entdeckt worden war.

1879: JOSEPH SWAN, britischer Chemiker, ließ sich ein von ihm entwickeltes Bromsilberpapier patentieren.

Zwischen 1848 und 1860: ALEXANDRE BEQUEREL und ABEL NIEPCE DE SAINT-VICTOR, ein Neffe JOSEPH NIEPCES, entwickelten die erste Farbfotografie. Diese war allerdings noch unbeständig. Erst 1891 gelang es dem Franzosen GABRIEL LIPPMANN ein fotografisch aufgenommenes Bild über einen längeren Zeitraum zu fixieren.

1883: etwa um diese Zeit erfand der amerikanische Industrielle GEORGE EASTMAN einen langen Papierfilmstreifen, der mit einer lichtempfindlichen Emulsion überzogen war.

1880 gründete er seine Firma Kodak, die heute noch existiert. Die Erfindung des sogenannten Rollfilmes leitet den Beginn einer neuen Epoche in der Amateurfotografie ein.

20. Jahrhundert

Das 20. Jahrhundert ist durch Verbesserungen auf dem Gebiet der Schwarzweißfotografie geprägt, sodass sich die Fotografie zu rasant entwickelte. Aufgrund der raschen Entwicklung sollen auch hier nur einige wichtige Daten tabellarisch angeführt werden:

1907: die ersten kommerziellen Farbfilme, die autochromes Lumière, sie wurden nach einem von AUGUSTE und LOUIS LUMIÈRE entwickelten Verfahren benannt, waren erhältlich.

1925: in Deutschland wird die Kleinbildkamera für kleinformatigen Film eingeführt. Die Leica, so hieß die Kamera, wurde aufgrund ihrer Kompaktheit, Wirtschaftlichkeit und optischen Vorteile bei Amateur- und Berufsfotografen schnell beliebt.

30er-Jahre: der leichter handhabbare Kolbenblitz ersetzt den Magnesiumblitz.

1935/1936: Einführung der Farbumkehrfilme Kodachrome (1935) und Agfacolor (1936). Durch diese beiden Filme wurde die Farbfotografie sehr bekannt. Der 1941 eingeführte Kodacolor-Farbnegativfilm kurbelte die Verbreitung weiter an.

1947: die Polaroidkamera wurde populär. Sie liefert nach einem von Edwin H. Land entwickelten Sofortbildverfahren kurz nach der Aufnahme die fertigen Abzüge (fertiges Bild).

Ausblick

Die neuesten Entwicklungen entfernen sich immer mehr von der klassischen Fotografie. So werden heutzutage immer mehr elektronische Informationsträger wie Digitalkameras zum Fotografieren verwendet. Dabei werden die unterschiedlichen Lichtwerte gespeichert und dann per Computer in Bilder umgerechnet. Man benötigt also keine chemischen Reaktionen mehr, sondern einen leistungsfähigen Computer. Das fertige Bild kann dann auf einem gewöhnlichen Fernsehschirm betrachtet und mittels eines Druckers auf Papier gebracht werden (wozu wieder chemische Substanzen benötigt werden).

Mithilfe des Computers können diese Fotos dann natürlich auch ganz leicht verändert und manipuliert werden. Damit hat das Foto als Dokumentation der Realität an Bedeutung verloren.