Infrarotfotografie
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Die Infrarotfotografie beschäftigt sich mit der Herstellung von Bildern unter Ausnutzung von Lichtwellenlängen, die länger als jene des sichtbaren Lichtes (Infrarotstrahlung) sind.
Zwei Anwendungsbereiche werden unterschieden:
- Thermisches Infrarot (auch: Wärmestrahlung, fernes Infrarot), siehe Thermographie und
- Infrarotstrahlung (energetisch) knapp unterhalb des sichtbaren Bereiches (Wellenlänge ab ca. 780 Nanometer)
In diesem Artikel wird nur auf die Fotografie mit analogem Infrarotfilm oder mit Digitalkameras bei Wellenlängen zwischen 700 und 900 Nanometer, also knapp jenseits des sichtbaren Lichtes, eingegangen. Bei der Infrarot-, oder auch Falschfarben-Fotografie, wird auf folgende Effekte abgezielt:
- Infrarote Wellenlängen werden in geringerem Ausmaß als das sichtbare Licht durch Dunst und Luftverunreinigungen gestreut, die Erkennbarkeit von Objekten trotz derartiger Sichtbeeinträchtigungen ist daher im infraroten Bereich besser als in jenem des sichtbaren Lichtes;
- Die fotografierten Gegenstände weisen in diesen Bereichen andere Reflexionseigenschaften als das sichtbare Licht auf, damit können spezifische Materialeigenschaften erkannt werden (z. B. Erkundung geschädigter Wälder);
- Die Infrarotstrahlung ist für das menschliche Auge unsichtbar, versteckte Aufnahmen mit nicht wahrnehmbarer künstlicher Beleuchtung sind möglich (Überwachung, Sicherheitsdienste, Militär, Naturbeobachtungen).
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[Bearbeiten] Die Geschichte
Bis ins frühe 20. Jahrhundert war Infrarotfotografie nicht möglich, weil Silberhalogenid-Emulsionen nicht für Infrarotstrahlung - ohne die Hinzufügung einer Färbung als eine Farbsensibilisierung - empfindlich waren. Die erste Infrarotfotografie wurde 1910 von Robert W. Wood veröffentlicht, der die ungewöhnlichen Effekte entdeckte, die jetzt seinen Namen tragen (siehe Wood-Effekt). Fotografien des Waldes wurden auf experimentellem Film aufgenommen, der sehr lange Belichtungen erforderte; so konzentrierten sich die meisten seiner Arbeiten auf Landschaften.
Infrarotempfindliche fotografische Platten wurden in den Vereinigten Staaten während des Ersten Weltkrieges für verbesserte Luftbildfotografie entwickelt. Falschfarben-Infrarotfotografie wurde erst mit der Einführung des Kodak Ektachrome Aero Infrarotfilmes, Art.-Nr. 8443, in den 1960er Jahren ausgeübt und wurde von vielen Kunstfotografen genutzt, vor allem wegen ihrer ungewöhnlichen Ergebnisse: Jimi Hendrix, Donovan, Frank Zappa und Grateful Dead gaben Alben mit Infrarotfotos auf dem Cover heraus. Die unerwarteten Farben und die Effekte, die sich mit Infrarotfilm produzieren lassen, passten gut mit der psychedelischen Ästhetik zusammen, die in den späten 1960er Jahren populär wurde. Infrarotfotografien können leicht als Spielerei erscheinen, aber Fotografen wie z. B. Elio Ciol haben sehr subtilen Gebrauch vom infrarotempfindlichen Schwarzweiss-Film gemacht.
[Bearbeiten] Die Funktionsweise
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Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) - auch als Wärmestrahlung bezeichnet - ist Teil der optischen Strahlung und damit Teil des elektromagnetischen Spektrums. Das menschliche Auge kann das Licht zwischen 380 und 780 Nanometern wahrnehmen, das üblicherweise verwendete panchromatische Filmmaterial ist meist auf einen ähnlichen Spektralbereich sensibilisiert (ca. 400–650 nm). Durch spezielle Filter wird das sichtbare Licht bei der Aufnahme unterdrückt. Alles unterhalb des Spektralbereiches, für den der Filter durchlässig ist, erscheint dunkel, alles oberhalb erscheint hell. Analoges Infrarotmaterial bietet durch die erweiterte Sensibilisierung (> 700 nm) die Möglichkeit, diese Wellenlängen aufzuzeichnen. Digitale Sensoren können normalerweise auch infrarotes Licht sehen, diese Eigenschaft wird jedoch oft von den Kameraherstellern zugunsten der Bildqualität unterdrückt.
Infrarotbilder haben im künstlerischen Bereich immer eine faszinierende Wirkung. Durch die märchenhafte Stimmung verleihen sie den Bildern einen mystischen Ausdruck.
[Bearbeiten] Die Aufnahme
[Bearbeiten] Kameras
Die Sensoren moderner Digitalkameras sind für infrarotes Licht sehr empfindlich. Da dieses jedoch die Abbildungsleistung im sichtbaren Bereich stört und zu starken Unschärfen führt, werden zumeist für den Benutzer nicht entfernbare Sperrfilter zur Blockierung dieser Wellenlängen in die Kameras eingebaut. In den meisten Fällen reicht die Restempfindlichkeit im infraroten Bereich bei völliger Ausfilterung des sichtbaren Lichtes für Infrarotaufnahmen mit digitalen Kameras. Einige Kameramodelle bieten zudem einen "Night-Shot-Modus", der auch auf Infrarotlicht basiert und bei dem der kamerainterne Infrarot-Sperrfilter ausgeschwenkt wird und daher nicht blockiert.
Bei Digitalkameras ohne diese Option kann man den internen IR-Sperrfilter durch einen fachkundigen Techniker unter Umständen ganz entfernen lassen. Dies erlaubt größere Freiheiten bei der Gestaltung der Aufnahme, da durch die höhere Empfindlichkeit auch ohne Stativ gearbeitet werden kann. Für die normale Fotografie im sichtbaren Licht ist die Kamera dann aufgrund der Qualitätseinbußen nur bedingt einsetzbar.
Prinzipiell können alle Fotoapparate mit Infrarotfilm bestückt werden; eine Ausnahme bilden Modelle, die einen Bildzähler auf der Basis von Infrarotlicht einsetzen; zu diesem Modellen gehört beispielsweise die Minolta Dynax 4, aber auch verschiedene neuere Kameras anderer Hersteller. Im Einzelfall ist zu prüfen, wie stark die Beeinträchtigungen des Negativs wirklich sind.
[Bearbeiten] Filter
Um bei der Infrarotfotografie die unsichtbare Strahlung darzustellen, wird das sichtbare Licht bis zu einem bestimmten Spektralbereich von einem entsprechenden Filter unterdrückt. Jede langwelligere Strahlung oberhalb des Schwellenwertes kann entsprechend der Sensibilität des Aufnahmematerials festgehalten werden. Hierzu werden im Fachhandel Filter von diversen Herstellern in verschiedener Wellenlänge angeboten:
- Heliopan bietet Filter aus Schottgläsern an, die genau ab dem Spektralbereich durchlässig sind
RG 695 (89B), RG 715 (88A), RG 780(87), RG 830(87C), RG 850, RG 1000. - Gute Ergebnisse erzielt man auch mit dem Hoya R72 (720 nm) der durchlässig ist für einen Rest sichtbaren Lichts und somit mehr Gestaltungsspielraum bezüglich der Falschfarben bietet.
- Für das Cokin-Filtersystem P ist ein IR-Filter 007 erhältlich.
- Von Kodak eignen sich die Filter 87, 87C, 88A, 89B
- B+W liefert die Filter IR 092, IR 093 und IR 099
Man kann sich für erste Tests aber auch mit Provisorien behelfen: 1-2 Schichten unbelichteter und normal entwickelter Diapositivfilm lichtdicht vor dem Objektiv befestigt, erzielt sehr ähnliche Ergebnisse. Auch die beiden übereinander gelegten Filterfolien einer 3D-Anaglyphenbrille (Rot/Cyan-Brille am Nasenbügel gefaltet) filtern weitgehend das sichtbare Licht und lassen infrarotes Licht hindurch.
[Bearbeiten] Material
Die Aufnahme kann sowohl durch konventionelles Filmmaterial als auch durch digitale Sensoren erfolgen. Infrarotfilme werden angeboten als:
- Schwarzweißfilme, die im infraroten Bereich mehr oder weniger stark sensibilisiert sind. Das sichtbare Licht wird durch Kamerafilter gänzlich oder zum Großteil (Rotfilter) ausgeschaltet. Typischer Effekt ist ein extrem dunkel abgebildeter Himmel und eine Weißfärbung der Blätter (siehe Bildervergleich).
- Farbfilme, deren Farbwiedergabe "falsche Farben" aufweist, das heißt die abgebildeten Farben entsprechen nicht der Wahrnehmung des menschlichen Auges, sondern es werden die infraroten Bereiche in jene des sichtbaren Lichtes "übersetzt" (sog. Falschfarbenfilm). Einsatz finden derartige Materialien neben dem künstlerischen Bereich bei Luftbildaufnahmen z. B. zur Waldschadenskartierung.
Die Verarbeitung von analogem Filmmaterial muss bei absoluter Dunkelheit erfolgen. Da die Filmträgerschicht als Lichtleiter wirkt, kann Licht durch die Filmzunge auf den unbelichteten Film fallen. Das Einlegen des Films in die Kamera sollte daher möglichst in der Dunkelkammer erfolgen.
[Bearbeiten] Verfahren
[Bearbeiten] Belichtungsmessung und Entfernungseinstellung
Die Ermittlung exakter Belichtungszeiten für Infrarotfilme ist sehr schwierig, da die handelsüblichen Belichtungsmesser für infrarotes Licht weniger empfindlich sind als für sichtbares Licht. Beim Belichten von Infrarotaufnahmen stützt man sich daher auf Erfahrungswerte und die Datenblätter der Filmhersteller. Unerlässlich sind auch Belichtungsreihen, damit man nach der Entwicklung des Films gute Chancen auf brauchbares Material zur Weiterverarbeitung hat.
Auch die Entfernungseinstellung ist nicht trivial, da man manuell fokussieren und dabei auf den Infrarotindex zurückgreifen muss, der am Objektiv durch eine spezielle Markierung gekennzeichnet ist. Allerdings verfügen heute nicht mehr alle Wechselobjektive über eine solche Kennzeichnung. Spiegelobjektive erfordern diese Justierung nicht, da Spiegel keine chromatischen Abweichungen haben.
Zoomobjektive können mehr Licht durch ihre komplexen optischen Systeme zerstreuen, als dies bei Festbrennweiten der Fall ist. Dies bedeutet, dass ein Infrarotfoto, das mit einem 50-mm-Objektiv aufgenommen ist, kontrastreicher und schärfer ausfallen kann als das gleiche Bild, das mit einem 28-80-mm-Zoom bei 50 mm Brennweite aufgenommen wird.
Bei Digitalkameras kann man die Aufnahme gewöhnlich gleich am Display überprüfen und ggf. korrigieren.
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Unbearbeitete Aufnahme mit automatischem Weißabgleich |
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Die selbe Aufnahme mit automatischer Tonwertkorrektur nachbearbeitet |
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Die gleiche Szene mit manuellem Weißabgleich (mit Filter gegen grüne Fläche) |
[Bearbeiten] Digitalkameras benötigen einen Weißabgleich
Die Standardeinstellungen für den Weißabgleich bei Digitalkameras für allgemeine Lichtsituationen (Sonnen-, Glühlampen-, Neonlicht, usw.) kann man bei der Infrarotfotografie nicht optimal nutzen. Es wird ein manueller Weißabgleich nach folgenden Verfahren benötigt:
- mit aufgesetztem Filter gegen eine gleichmäßig helle grüne Fläche, z. B. einen Rasen/Wiese bei Sonnenschein,
- gegen blauen wolkenlosen Himmel mit aufgesetztem Filter,
- alternativ ein rotes Monitorbild ohne aufgesetzten Filter.
Dann sollte grün im unbearbeiteten Bild ziemlich weiß kommen und der Himmel wird normalerweise gelb/orange. Wie man einen manuellen Weißabgleich vor nimmt, hängt von der Kamera ab und kann in der Bedienungsanleitung in Erfahrung gebracht werden. Wenn sich dieser Weißabgleich abspeichern lässt, kann man die Einstellung für jede weitere IR-Aufnahme heranziehen. Beim Weißabgleich mit aufgesetztem Filter unbedingt mindestens eine Sekunde belichten.
[Bearbeiten] Nachbearbeitung
Bei Infrarotfilm stehen natürlich alle chemischen und optischen Prozesse zur Verfügung, die auch bei normalem analogen Material eingesetzt werden können. Abgesehen von speziellen Entwicklungsprozessen bei diversen Filmen, können die daraus resultierenden Originale für übliche Vergrößerungen, bzw. Digitalisierungen herangezogen werden.
Bei der digitalen Bildnachbearbeitung steht eine größere Auswahl an Werkzeugen und Modifikationen zur Verfügung, die jedoch von der eingesetzten Software abhängig ist. Im Allgemeinen wird bei farbigen IR-Aufnahmen ein sogenannter Channel-Shift eingesetzt, um eine natürlichere Farbgebung des Himmels zu erreichen. Dies ist eine Technik, bei dem die Aufnahme zuerst in ihre drei Kanäle separiert und anschließend nach Vertauschen des Rot- und Blaukanals wieder zusammengesetzt wird.
Soll das Ergebnis eine Schwarzweißaufnahme werden, empfiehlt sich die Bearbeitung an der farbigen Vorlage und eine finale Konvertierung in ein monochromes Bild zur Publikation.
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Literatur
- Gerhard Isert: Fotografieren mit Infrarot. Isert, Halle 1941
- Albert Nürnberg: Infrarot-Photographie. Knapp, Halle 1957
- Alfred Ullmann: Fototricks. Fotokinoverlag, Halle 1959
- Rudolf Hillebrandt: Infrarot - Fotografie auf anderer Wellenlänge. Verlag Photographie, Schaffhausen
Physikalische Grundlagen und Lichterzeugung im Infrarotbereich:
- Rudolf Borchert und Werner Jubitz: Infrarottechnik. 2. erw. Auflage, Verlag Technik, Berlin 1954
