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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und Wiedergabe von Bildern in natürlichen Farben
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zw.Beidem erfindungsgemässen Verfahreukann ebenso wie solches auch für andere solche Folgeverfahren charakteristisch ist, eine Zeitparallaxe wahrnehmbar werden.
Um bei der Aufnahme der beiden aufein- anderfolgenden bzw. einander zugehörigen Teilbilder das Auftreten einer bei der Wiedergabe etwa sonst wahrnehmbaren Zeitparallaxe zu vermeiden, wird daher das erfindungsgemässe Verfahren mit besonderem
Vorteil derart durchgeführt, dass bei der Aufnahme deren Stillstandperiode gegenüber derjenigen bei der
Wiedergabe zu Gunsten einer entsprechenden Verkürzung der Transportperiode verlängert wird, vorzugsweise mittels eines an sich für gegenteilige Zwecke bekannten, auf das Greifersystem der Transporteinrichtung einwirkenden Kurvenexzenters.
Die bisher verwendeten Kurvenexzenter sind für die Verlängerung der Belichtungszeit erforderlich, da die Empfindlichkeit dersubtraktiven Mehrschichten-Filme gegenüber dem Schwarz-Weiss-Film wesent- lich niedriger ist. Die Verlängerung der Belichtungszeit wurde durch das Schaltverhältnis bei verschiedenen Systemen bis auf das Achtfache erreicht. Unter Schaltverhältnis versteht man dabei das Verhältnis der auf die Filmbewegung entfallenden Zeit zu der auf einen Bildwechsel (Filmbewegung) und einen FilmStillstand entfallenden Gesamtzeit. Da die Erscheinung einer Parallaxe bei zwei nacheinander aufgenommenen Teilbildern durch den zeitlichen Abstand entsteht, kann die Beseitigung derselben lediglich durch eine möglichst weitgehende Verringerung der Schaltzeit erreicht werden.
Nimmt man für das Schalterhältnis einenwert von 1 : 8 an, so würde der zeitliche Abstand zwischen zwei nacheinander aufgenommenen Teilbildern zirka 1/600 Sekunde betragen. Durch die Anwendung eines solchen Kurvenexzenters für das Greifersystem ist somit die Zeitparallaxe lediglich eine theoretische und kann in der Praxis vom menschlichen Auge nicht mehr wahrgenommen werden. Für die Aufnahme werden im Rahmen des erfin- dungsgemässen Verfahrens am besten panisochromatische photographische Negativ-Emulsionen verwendet, deren Sensibilisatoren eine annähernd gleichmässige spektrale Empfindlichkeit für jede der den vier Ein- zelfiltern entsprechendenFarbzonenaufweisen.
Das für die Aufnahme verwendete Schwarz-Weiss-Negativmaterial trägt damit den Besonderheiten des erfindungsgemässen Verfahrens am besten Rechnung, indem die Sensibilisatoren für die Emulsion die gleichen spektralen Eigenschaften für die vier Grundfarben be, sitzen, wie die der beschriebenen Filterfarben.
Das in der oben geschilderten Weise aufgenommene Negativ wird wie üblich, d. h. nach"Gamma" entwickelt und nach Bedarf kopiert. Der verwendete Positiv-Film sollte zweckmässigerweise möglichst feinkörnig sein. Mit den verschiedenen Gradationen kann man dabei nach Wunsch pastellartige oder kontrastreiche Farbwerte erreichen. Bei der Herstellung von Kopien kann entweder - im normalen Fall-mit jeweils gleichem Kopierlicht gearbeitet werden, oder es kann auch bei der Herstellung von Kopien die Belichtung der den beiden Filterpaaren entsprechenden Teilbilder mit unterschiedlichem Kopierlicht vorgenommen werden, um entsprechende Sonderwirkungen zu erzielen.
Die Wiedergabe bzw. Projektion erfolgt mit einem Doppel-Objektiv, dessen konvergierende Achsen die zwei nacheinander aufgenommenen Teilbilder zur Deckung bringen, in dessen Strahlengängen je ein Lichtfilterpaar der erfindungsgemässen Art eingeschaltet ist, welche im wesentlichen die gleichen spek- tralenEigenschaften wie die Aufnahmelichtfilter aufweisen. Im übrigen erfolgt die Wiedergabe mit einem Normal-Projektor, u. zw. mit der Frequenz von 24 Bildern pro Sekunde, da die beiden Teilbilder gleichzeitig projiziert werden und gemeinsam die Höhe eines Normalfilmbildes haben. Das Bildfenster besitzt am besten einen Ausbruch mit einer Höhe von 19 mm und einer Breite von zirka 14 mm bis 21 mm.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird gegenüber den bisher gebräuchlichen Zwei- und Dreifarbenverfahren durch Hinzunahme einer vierten Farbe einerseits bei der Reproduktion die Annäherung an die Naturtreue, die bei additiven Verfahren an sich schon eine gute ist, eine noch wesentlich bessere als bei einem Dreifarben-Prozess, und anderseits wird im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens durch die dabei erfolgende praktische Anwendung und Auswertung der besonderen Eigenschaften der "Gegenfarben" die Möglichkeit geschaffen, die für die Aufnahme und Wiedergabe benötigten vier Lichtfilter derart anzuordnen, dass nur zwei Teilbilder erforderlich sind, um das sichtbare Spektrum in vier Zonen aufzuteilen.
Hiedurch wird nicht nur einewesentliche chromatische und physiologischeverbesserung, sondern auch eine mechanische Vereinfachung erreicht, denn eine Einschränkung auf zwei Teilbilder erspart bekanntlich nicht nur ein Drittel, sondern die Mehrzahl aller Schwierigkeiten in der Praxis, während bei den bisher bekanntgewordenen"Zweifarben-Verfahren"diese Einschränkung nur durch den Verzicht auf einen grossen Teil wichtiger Farbtöne erkauft werden konnte.
Alle bisher bekanntgewordenen additiven Folge-, Spreiz- und Sieb-Verfahren ohne und mit Linienund Linsen-Raster erfordern bei der Aufnahme komplizierte Spiegel- und Prismen-Einrichtungen, SpezialObjektive, Zwischenschaltung von kostspieligen Linien- und Linsen-Rastern sowie laufende Einfärbe-Prozesse für die Kopien. Ferner stellen bei der Wiedergabe die Raum-Parallaxe, das geringe Bildmass der drei
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und vier Teilbilder sowie die hohen Lichtverluste durch Raster das hiedurch erreichte Resultat sehr in Frage.
Diese Tatsache bewirkte, dass die additiven Verfahren zunächst von den subtraktiven Verfahren ver- drängt wurden. Für die Entwicklung des farbigen Fernsehens jedoch sowie für die magnetische Bildauf- zeichnung gewinnt die additive Farbensynthese wieder grösste Bedeutung. Das erfmdungsgemässe additiv- subtraktiveVierfarben-Verfahren zeichnet sich den bekannten Zwei- und Dreifarben-Verfahren gegenüber durch einfachste mechanische und chemotechnische Mittel und die sich daraus ergebende Zuverlässigkeit in der Herstellung und Verarbeitung sowie durch geringsten Kostenaufwand und die erreichte physiologische und psychologische Wirkung in bezug auf Annäherung an die Naturtreue aus.
Zur Erläuterung der besonderen Wirkungsweise der erfindungsgemäss verwendeten Lichtfilter seien nachstehend die prägnantestenUnterschiede derYoung-Maxwell-Helmholtzschen Dreifarbentheorie einer- seits und der Vierfarbentheorie von E. Hering anderseits einander gegenübergestellt. Bekanntlich trifft man in bezug auf die wissenschaftliche Fixierung der Grundfarben bei den verschiedenen Theorien auf Wider- sprüche. Die bisher bekanntgewordenen Farben-Systeme beruhen durchweg auf der von dem Physiker von Helmhoitz zum Dogma erhobenen Dreifarbenlehre, die auf dem Grundsatz beruht,-"Zur Ableitung aller
Farbtöne des Farbenkreises durch Mischung sind drei Grundfarben notwendig und zureichend".
Diese drei
Grundfarben sind nach dieser Lehre Blau, Grün und Rot, da das menschliche Auge in der Netzhaut - an- geblich - nur für diese drei Farben entsprechende Empfangsapparate oder "Rezeptoren" hat. Die Farbe "Gelb" ist nach dieser Lehre nur dann wahrnehmbar, wenn die grünen und roten Farbempfänger gleich- zeitig gereizt werden. Die Praxis zog hieraus ihre Nutzanwendung und versuchte durch Mischung von Aus- zügen dieser drei Grundfarben das Bild der Wirklichkeit farbig zu reproduzieren. Für dieses Ziel sind geniale Ideen zur Anwendung gekommen, jedoch konnte eine befriedigende Annäherung an die Natur- treue nur teilweise und unter Anwendung komplizierter und kostspieliger Mittel erreicht werden.
Die für die Farbenauszüge in Frage kommenden Lichtfilter müssen folgende Bedingungen erfüllen : Jedes der drei
Filter muss ein Drittel des sichtbaren Spektrums vertreten. Mit der Summe der drei Filter lassen sich alle
Farben ermischen, wobei die für das Auge geltenden Verhältnisse massgebend sind. Da nach der Dreifar- bentheorie die Farbe "Gelb" nur durch die Addition des Grün- und Rot-Filters zustande kommt, muss das
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Um die spektralen Eigenschaften der drei Farben-Filter eindeutiger zu erkennen, ist es erforderlich, die
Farbenbezirke des sichtbaren Spektrums durch die Wellenlängen der Fraunhoferschen Linien festzulegen.
(Die hier genannten Zahlen sind nur ungefähre Werte.) Für ein Dreifarben-Verfahren liegt der Blau-Bezirk zwischen den Wellenlängen 425 mu und 485 mu. Das hiefür zur Verwendung kommende "Ultramarin- blau"-Filter umfasst diesen Bezirk möglichst weit zum Blauende, grenzt sich aber gegen Grün schäfer ab.
Da das Grün-und Rot-Filter die Aufgabe hat, "Gelb" zu erzeugen, muss die Filteröffnung in Richtung der Wellenlänge 580 mu (Grenze zwischen Orange und Gelb) sehr gross, d. h."überlappend"sein. Der Bezirk des"Grün"-Filters reicht daher auch von der Wellenlänge 485 mu bis 580 mu, der des"Rot"-Filters von 580 mu bis zirka 720 mu.
Aus dieser Feststellung ergibt sich eindeutig, dass'die Farbe "Gelb" für die Bildung aller Farbtöne miteinbezogen werden muss und dass vom Standpunkt der Physiologie der Versuch einer Reduktion des Farbsystems auf drei Komponenten unzulänglich und zweideutig ist. Die im allgemeinen Sprachgebrauch bezeichneten Filterfarbstoffe"Rot"und"Grün"sind dabei korrekterweise ein gelbhaltiges Rot und gelbhaltiges GRin, entsprechen also den Farbtönen Zinnober und Laubgrün. Diese unzulängliche "Produktion" der Farbe "Gelb" durch Lichtsubtraktion ist demnach keine Dreilichtermischung, sondern in Wirklichkeit eine Vierfarbenmischung.
Daraus ergibt sich, dass die Newton-Grassmannschen Mischregeln nur bedingte Gültigkeit besitzen und ein derartiges Farbreproduktionsverfahren den Anforderungen einer vorwiegend künstlerische Zweckbestimmung nicht gerecht zu werden vermag, wie solches auch nach den neuesten Forschungen auf dem Gebiete der Sehstoffchemie und Netzhauthistologie keineswegs möglich ist.
Die erfindungsgemäss verwendeten Lichtfilter stehen somit in einem sehr charakteristischen Gegensatz zu den bekannten Filtern der Zwei- und Dreifarben-Verfahren. Durch Hinzunahme der Farbe "Gelb" als selbständige Grundfarbe müssen die Bestimmungen der Wellenlängen für die Farbenbezirke der vier Grundfarben eindeutig geändert werden. Diese Massnahme ist z. B. bei den bekanntgewordenen Farbsystemen, die eine zusätzliche Gelb-Komponente einbezogen haben, nicht erfolgt. Bei den erfindunggemäss verwendeten Farbfiltern werden dagegen-wie oben bereits angegeben-die einzelnen Farbenbezirke vorzugsweise annähernd von folgenden Durchlässigkeiten begrenzt, u. zw. für die Farbe Blau bis
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etwa 625 mit und darüber.
Nach der Vierfarben-Theorie haben auch die"Gegen"-Farben ihre besonderen
Eigenschaften, jedoch nur, wenn die vierte Farbe "Gelb hinzukommt und diese, wie die übrigen drei
Grundfarben monochromatisch angewendet wird. Diese vier Grundfarben können auch als farbige Grund- empfindungen angenommen werden. Zu ihnen kommen noch die Weiss- und Schwarz-Empfindungen. Das Zustandekommen der Farbempfindungen geschieht folgendermassen : Je zwei der sechs genannten Grund- empfindungen werden paarweise durch drei verschiedene Rezeptorenarten. angeregt. Es sind dies die Blau-
Gelb-Rezeptoren, die Grün-Rot-Rezeptoren und die Schwarz-Weiss-Rezeptoren. Es sind Farbmischungen nur dann möglich, wenn mindestens zwei verschiedene Rezeptoren angeregt werden.
Es können daher Mi- schungen aus Blau und Grün oder Blau und Rot, aus Grün und Gelb oder Gelb und Rot hergestellt werden.
Blau und Gelb bzw. Grün und Rot sind jedoch kompensativ zueinander, ihre Mischung ist bei physikalisch gleicher Strahlungsstärke immer unbunt. Zwei Spektral-Farben, deren Mischung eine"unbunte"Empfin- dung hervorrufen, werden"Gegenfarben"genannt. Das deutsche Farbennormblatt DIN 5033 verwendet für die Kontrastfarbenwahrnehmung Weiss, Grau und Schwarz ebenfalls, die Bezeichnung"unbunt". Durch zielbewusste Auswertung dieser Eigenschaften konnte erfindungsgemäss die gestellte Aufgabe gelöst werden, vier Grundfarben durch zwei Teilbilder zu reproduzieren.
Soll beispielsweise die Farbe "Blau" eines Aufnahmemotives reproduziert werden, so geschieht dieses folgendermassen : Das "Blau" wird von dem
Blau-Filter des hintereinanderliegenden Blau- und Grün- Filterpaares registriert bzw. durchgelassen, u. zw. in dem Sättigungsgrad, welcher der Remission der Farbe des Aufnahme-Motives entspricht. Das ebenfalls hindurchgelassene"Grün"des Blau-und Grün-Filterpaares wird durch die"Gegenfarben"-Wirkung der
Farbe "Rot" des Gelb- und Rot-Filterpaares kompensiert. Das "Gelb" des Gelb- und Rot-Filterpaares wird durch die antagonistische Wirkung der Farbe"Blau"des Blau-und Grün-Filterpaares ebenfalls kompen- siert, so dass lediglich die Farbe "Blau" des Aufnahme-Motives projiziert wird.
Dieser Vorgang ist für die
Produktion der Farbe "Gelb" sinngemäss der gleiche. Die Reproduktion der Farben "Grün" und "Rot" er- folgt durch physikalische Addition. Wie das Beispiel zeigt, ist es erfindungsgemäss möglich, durch additiv- subtraktive Farblichtmischung mit zwei Teilbildern vier Grundfarben zu erzeugen, denn in jedem der zwei projizierten Teilbilder ist ein Farbenauszug von zwei Grundfarben enthalten, der durch zwei ver- schiedene eindeutige Grundfarbenfilter, in kontinuierlicher spektraler Folge hintereinander angeordnet, und durch Mischungskompensation entstanden ist.
Ausführungsbeispiel :
Die für die praktische Durchführung des vorliegenden Verfahrens erforderlichen Aufnahme- und Wie- dergabe-Filter haben, wie aus den anliegenden Spektralkurven (Fig. 1 - 5 nebst Erläuterungsfigur 6) er- sichtlich, beispielsweise folgende spektralen Eigenschaften.
Das Blau- und Grün-Filterpaar für die Aufnahme lässt Blau und Grün durch. Die Blau-Filterschicht (Fig. 1) ist frei von Grün und Rot und absorbiert Gelb entsprechend ihrer Farbdichte. Die Grün-Filter- schicht (Fig. 2) ist frei von Blau und Gelb, lässt Gelb zirka 50U/0 durch und absorbiert Rot vollständig.
Summarisch lässt also dieses Filterpaar, in einem Strahlengang verwendet, Blau und Grün durch, Gelb in dem genannten Prozentsatz und absorbiert Rot vollkommen.
Das Gelb- und Rot-Filterpaar für die Aufnahme lässt die Farben Gelb und Rot durch. Die Gelb-Filter- schicht (Fig. 3) hat eine so geringe Farbdichte, dass Blau entsprechend durchgelassen wird. Die Rot-Fil- terschicht (Fig. 4) ist frei von Gelb. Sie absorbiert Grün völlig, lässt Gelb prozentual, Blau jedoch voll- ständig durch. Diese Blau-Durchlässigkeit steht im direkten Gegensatz zu allen bisher bekannten Licht- filtern des rotenTransmissionsbereiches, da letztere nach dem Prinzip der Dreifarben-Mischregeln immer einen hohen Prozentsatz Gelb enthalten müssen.
Die spektralen Eigenschaften der Wiedergabe-Filter für die Blau-, Grün- und Rot-Zone sind die glei- chen, lediglich die Gelb-Filterschicht (Fig. 5) weist zur Erzeugung der Mischungs-Kompensation eine wesentlich höhere Sättigung ihres Farbgehaltes auf, da die vier Grundfarben-Filter für die Wiedergabe, im Gegensatz zu den Aufnahme-Filtern, in den Wellenlängen ihrer Zone den gleichen Durchlassgrad haben müssen.
Für die in diesem Verfahren angewendete additiv-subtraktive Farberzeugung ist somit auch der von den Projektionsfiltern durchgelassene Lichtstrom von wesentlicher Bedeutung. Seine Dosierung erfolgt von
Punkt zu Punkt durch die Grauwere des Diapositivs oder der Filmkopie.