Dynamikumfang in Blendenstufen: Motivluminanz gegen die Kapazität des Mediums

Eine Kontrastskala, die den Luminanzumfang einer Szene dem schmaleren Aufnahmebereich eines fotografischen Mediums gegenüberstellt – mit Detailverlust durch Clipping an beiden Enden

Geschrieben im von Simon Lehmann Editor

Was Dynamikumfang quantitativ bedeutet, wie der Luminanzumfang einer Szene mit der Aufnahmekapazität eines Films verglichen wird und wo Details verloren gehen, wenn beides nicht übereinstimmt.

Ein Foto versagt zuerst an seinen Extremen: Ein Himmel bricht zu reinem Weiß aus, oder ein Schatten fällt zu strukturlosem Schwarz ab. Beide Ergebnisse sind Formen desselben Problems – ein Missverhältnis zwischen dem Helligkeitsumfang der Szene und dem, was das Aufnahmemedium fassen kann. Dieses Problem präzise zu beschreiben erfordert eine gemeinsame Einheit, und in der Fotografie ist diese Einheit die Blendenstufe.

Die Blendenstufe als Verhältnismaß

Eine Blendenstufe ist eine Verdoppelung oder Halbierung des Lichts. Sie ist ein Verhältnis, keine absolute Größe – weshalb sie eine Szene, ein Negativ und einen Abzug auf derselben Skala beschreiben kann. Eine Blendenstufe entspricht einem Luminanzverhältnis von 2:1; jede weitere Blendenstufe verdoppelt den vorherigen Wert. Der Dynamikumfang in Blendenstufen ist daher der Logarithmus zur Basis 2 eines Kontrastverhältnisses: Verhältnis = 2^(Blendenstufen). Zehn Blendenstufen beschreiben 2^10, also 1024:1. Da Emulsionen auf den Logarithmus der Belichtung reagieren und nicht auf die Belichtung selbst, läuft dieselbe Logik am Densitometer zur Basis 10: Eine Blendenstufe entspricht 0,30 Einheiten der logarithmischen Belichtungsskala, zehn Blendenstufen umspannen also 3,0 auf der horizontalen Achse der Schwärzungskurve. Diese Kurve – die Dichte aufgetragen gegen die relative logarithmische Belichtung – ist die eigentliche Karte dessen, was ein Film aufzeichnen kann, und jede Aussage über den Umfang eines Films ist letztlich eine Aussage über Länge und Form dieser Linie.

Was ein Film tatsächlich hält

Nehmen wir Ilford HP5 Plus, bewertet mit ISO 400/27. Die veröffentlichte Schwärzungskurve im Datenblatt vom November 2018, entwickelt in ILFOTEC HC bei 1+31 für 6,5 Minuten bei 20 °C mit intermittierender Agitation, trägt die Dichte gegen die relative logarithmische Belichtung von etwa 0,3 bis über 4,0 auf und steigt oben noch immer linear an, ohne erkennbare Schulter. Die aufgezeichnete Linie umfasst rund 3,6 Einheiten der logarithmischen Belichtungsskala – etwa zwölf Blendenstufen – und das Fehlen einer Schulter ist entscheidend: Die Lichter laufen nicht weg und sättigen nicht, wie es der Sensor einer Digitalkamera tut. Dieser lange gerade Abschnitt ist der Grund dafür, dass der Film einen breiten Lichtumfang und Überbelichtung mit Gelassenheit verträgt. Der praktische Clip bei den Lichtern ist selten eine Filmsättigung; er tritt erst später auf, beim Abzug oder nur bei grober Überbelichtung.

Das untere Ende des nutzbaren Bereichs ist ebenso präzise definiert. ISO 6 legt den Geschwindigkeitspunkt fest, an dem die Dichte 0,10 über base+fog ansteigt, und setzt dann einen zweiten Punkt 1,30 Einheiten der logarithmischen Belichtungsskala heller bei einer Dichte 0,80 über dem Geschwindigkeitspunkt – das 0,10/1,30/0,80-Dreieck. Unterhalb dieser 0,10-Schwelle ist keine Zeichnung druckbar. HP5 Plus lässt sich auch nach Geschmack entwickeln: ID-11 unverdünnt 7,5 Minuten bei 20 °C, ID-11 1+1 verdünnt 13 Minuten, Kodak HC-110 Verdünnung B 5 Minuten, Rodinal 1+50 11 Minuten – alles bei EI 400/27.

Die fehlenden Zahlen des Zonensystems

Ansel Adams erarbeitete das Zonensystem um 1939 bis 1940 gemeinsam mit Fred Archer am Art Center School in Los Angeles und legte es in The Negative (1981) nieder. Es unterteilt die Tonwertskala in elf Zonen, jede eine Blendenstufe – 0,30 Einheiten der logarithmischen Belichtungsskala – voneinander entfernt. Zone V ist ein 18%iges Reflexions-Mittelgrau, der Wert, auf den jedes Reflexionslichtmessgerät kalibriert ist. Zone I liegt bei base+fog plus 0,10, der ersten von Schwarz unterscheidbaren Dichte – womit die unterste Zone direkt an den ISO-6-Geschwindigkeitspunkt geknüpft ist. Die Zonen I bis IX sind der nutzbare Negativbereich; die Zonen II bis VIII sind der Strukturbereich, in dem Oberflächendetails tatsächlich wiedergegeben werden – etwa sieben Blendenstufen.

Der Mechanismus, der das Ganze praktikabel macht, ist derjenige, den die meisten Beschreibungen übergehen: Schattendichte wird durch die Belichtung bestimmt, Lichterdichte durch die Entwicklungszeit. Wo du einen Schatten auf der Kurve platzierst, verändert sich mit der Entwicklung kaum, also belichtest du für die Schatten. Die Lichter, weit oben im geraden Bereich, reagieren empfindlich auf die Entwicklungszeit, also entwickelst du für die Lichter. Das ist die Grundlage von N, N+ und N- Entwicklung. Die Entwicklungszeit von HP5 Plus unter die 13-minütige ID-11-1+1-Zeit bei 20 °C zu senken ist eine N-1-Kontraktion, die einen Zone-IX-Lichter auf Zone VIII zurückzieht; sie zu verlängern ist eine N+1-Expansion, die die Lichter einer flachen Szene auseinanderzieht.

Eine Spotmessung durchgerechnet

Ein Reflexionsmesser legt alles, was er misst, auf Zone V. Den Luminanzumfang einer Szene in ihre Position auf dem Film umzurechnen ist daher eine Frage des Zählens von Blendenstufen nach oben oder unten von diesem Zone-V-Ankerpunkt. Miss den dunkelsten Schatten mit dem Spot, in dem du noch Zeichnung halten willst, und platziere ihn auf Zone III, indem du zwei Blendenstufen vom Messwert abblendest. Miss dann die hellste strukturierte Lichtpartie mit dem Spot und zähle die Blendenstufen zwischen beiden Messwerten. Wenn das Licht auf Zone VIII fällt, passt der Motivhelligkeitsumfang zu einer normalen Entwicklung und du druckst direkt. Wenn es auf Zone IX fällt – eine Blendenstufe zu hoch –, entscheidest du dich für N-1, um es auf Zone VIII zu bringen, oder du nimmst in Kauf, dass das Licht seine Zeichnung verliert. Dieses Zählen, am Kamerastandpunkt vorgenommen, macht aus dem abstrakten Vergleich von Szenenblendenstufen und Mediumkapazität eine Entscheidung, bevor der Auslöser betätigt wird – nicht eine Erkenntnis nach dem Fixieren.

Der Abzug ist der eigentliche Engpass

Ein Negativ mit zwölf Blendenstufen ist nicht das Ende der Kette. Papier hält weit weniger. Das tiefste Schwarz eines erstklassigen, hochglänzenden Barytpapiers reflektiert etwa 1/200 des Papierweißes – ein maximaler Reflexionsdichteumfang von rund 2,3 logarithmischen Einheiten, etwa 7,7 Blendenstufen bei einem Verhältnis von 200:1. Der breite Umfang des Negativs muss auf diese schmale Skala komprimiert werden. Der Papierkontrast wird als ISO(R) angegeben, der logarithmische Belichtungsbereich, der für eine vollständige Tonwertskala benötigt wird, mit entferntem Dezimalpunkt: Ein normales Hochglanzpapier der Gradation 2 hat etwa ISO(R) 90 bis 110, einen logarithmischen Bereich von 0,9 bis 1,1, während ISO(R) 60 einem Zwei-Blendenstufen-Bereich von 1:4 entspricht und ISO(R) 150 ungefähr fünf Blendenstufen bei 1:32 ergibt. Du passt Negativ und Papier aufeinander ab, indem du eine Gradation oder eine Filtrierung für variablen Kontrast wählst. Die Trennung von Licht und Schatten wird schließlich hier gewonnen oder verloren – bei der Kompression auf das Papier, nicht in einer Sättigung des Films.

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