Geschrieben im von Simon Lehmann Editor
Jede gemessene Belichtung enthält einen gewissen Fehler: eine falsch abgelesene Lichter, ein gegenlichtiges Motiv, eine Schätzung bei wechselndem Licht. Was ein Medium vom anderen unterscheidet, ist nicht, ob Fehler auftreten, sondern wie viel Fehler toleriert werden kann, bevor das Bild scheitert. Diese Toleranz ist der Belichtungsspielraum, und Schwarzweiß-Negativfilm und digitale Sensoren gehen damit auf nahezu entgegengesetzte Weise um. Wer den Unterschied versteht, begreift, warum ein Medium in den Lichtern nachgibt und das andere in den Schatten – und wie man den Belichtungsmesser für jedes Medium entsprechend justiert.
Die beiden Begriffe werden häufig verwechselt. Dynamikumfang ist die gesamte Luminanzspanne, die ein Medium aufzeichnen kann: vom tiefsten Schatten, der noch über dem Rauschen liegt, bis zur hellsten Lichter vor der Sättigung. Er ist eine feste Eigenschaft des Materials. Der Belichtungsspielraum ist der Spielraum an Belichtungsfehlern, den eine Szene erlaubt und dabei noch innerhalb dieses Bereichs bleibt. Eine Szene mit geringem Eigenkontrast lässt Raum für mehrere Blendenstufen Fehlbelichtung; eine Szene, die den vollen Dynamikumfang bereits ausschöpft, lässt keinen.
Der Belichtungsspielraum hängt also sowohl vom Medium als auch vom Motiv ab – und bei langen Belichtungen vom Schwarzschild-Effekt, der ihn still und heimlich verringert. Unterhalb von etwa 1/2 s brauchen FP4 Plus und HP5 Plus keine Korrektur bis hinunter zu 1/10000 s. Jenseits einer halben Sekunde verliert der Film an Empfindlichkeit, und Ilford gibt genaue Korrekturen an: Für FP4 Plus lautet die korrigierte Zeit Ta = Tm^1,26, für HP5 Plus Ta = Tm^1,31, wobei Tm die gemessene Zeit ist. Eine gemessene Belichtungszeit von zwei Sekunden auf HP5 wird am Timer zu etwa 2,5 s; eine Messung von acht Sekunden wird zu ungefähr 15 s. Wer das übersieht, verliert zuerst die Schatten, die bereits auf dem steilen Teil der Kurve liegen – der Belichtungsspielraum bricht zusammen, unabhängig davon, wie gutmütig die Emulsion bei normalen Lichtverhältnissen ist.
Das Verhalten von Schwarzweiß-Negativfilm wird durch seine Schwärzungskurve bestimmt, die die entwickelte Dichte (D) gegen den Logarithmus der relativen Belichtung (log H) aufträgt. Die horizontale Achse ist aus gutem Grund logarithmisch: Eine Blendenstufe entspricht 0,30 in log-E, weil die Verdopplung der Belichtung log₁₀(2) ≈ 0,30 addiert. Die Kurve biegt sich aus einem Fuß bei geringen Belichtungen heraus, steigt durch eine lange, nahezu gerade Linie an und rollt an hohen Belichtungen in eine Schulter über – die Übergänge sind dabei fließend statt abrupt.
Die Steigung dieser Geraden ist Gamma, und die praktische Kontrastgröße für das Vergrößern ist der Contrast Index (der mittlere Gradient über den nutzbaren Bereich). Für einen Diffusorvergrößerer strebt man einen CI von etwa 0,55–0,62 an, um auf Gradation 2 zu vergrößern; ein Kondensorkopf, der den scheinbaren Kontrast erhöht, verlangt nach einem weicheren Negativ mit einem CI nahe 0,50. Die Entwicklung steuert genau das. FP4 Plus bei EI 125/22 in ID-11 Stammlösung bei 20 °C läuft 8½ Minuten für Negative mit durchschnittlichem Kontrast; derselbe Film in ID-11 verdünnt 1+3 braucht 20 Minuten und ergibt eine flachere Kurve mit niedrigerem Gamma. Das ist, was „Dichte steigt proportional zur Belichtung” quantitativ bedeutet: ein messbarer Gradient, den man durch Verdünnung, Zeit und Temperatur einstellt.
Weil zusätzliche Belichtung Töne lediglich weiter eine noch immer ansteigende Kurve hinaufschiebt, verdichten sich Lichter langsam, anstatt zu verschwinden. Das gibt dem Negativfilm einen großzügigen und asymmetrischen Belichtungsspielraum. Überbelichtung erhöht Dichte und Korn, bewahrt aber die Tonwertdifferenzierung; Unterbelichtung lässt die Schatten verhungern, die auf den Fuß fallen und zuerst an Zeichnung verlieren.
Das HARMAN/Ilford FP4 Plus Datenblatt (Nov. 2018) beziffert das. Der Film ist mit ISO 125/22 bewertet, gemessen in ID-11 bei 20 °C mit intermittierender Agitation, mit einem empfohlenen Belichtungsindex-Bereich von EI 50/18 bis EI 200/24. Das Datenblatt gibt an, er „liefert brauchbare Ergebnisse, selbst wenn er um bis zu sechs Blendenstufen über- oder zwei Blendenstufen unterbelichtet wird” – sechs über, zwei unter. HP5 Plus, ISO 400/27, verhält sich anders: Der dokumentierte Spielraum ist ein Push-Bereich, kein Schulteranspruch. Das Datenblatt zeigt brauchbare, qualitativ hochwertige Abzüge von der Boxempfindlichkeit EI 400 bis zu EI 3200/36, mit verlängerter Entwicklung in ILFOTEC DD-X oder MICROPHEN (Stammlösung) für maximale Empfindlichkeit – DD-X (1+4) ist 9 Minuten bei EI 400, mit längeren tabellierten Zeiten für jeden Push-Schritt.
Die Asymmetrie hat einen Namen und eine Betriebsregel. Ansel Adams legte sie in The Negative (1981) dar: expose for the shadows, develop for the highlights. Ein Reflexions-Belichtungsmesser rendert durch Kalibrierung (ISO 2720) alles, was er misst, als Mittelton – Zone V, konventionell die 18-%-Graukarte. Jede Zone entspricht einer Blendenstufe; um einen Ton anderswo zu platzieren, versetzt man sich vom Messwert.
Ein Beispiel mit FP4 Plus. Man misst eine beschattete Steinmauer per Spotmessung, wo man Textur wünscht, und erhält 1/60 bei f/8. Vertraut man dem, platziert der Belichtungsmesser die Mauer auf Zone V – zu hell, Textur abgeflacht. Textur mit Schattengewicht verlangt Zone III, zwei Blendenstufen dunkler, also blendet man um zwei Blendenstufen ab auf 1/250 bei f/8. Nun prüft man die hellste, sonnenbestrahlte Struktur auf der Mauer: Liegt sie drei bis vier Blendenstufen über dem Schatten, landet sie auf Zone VI–VII und druckt mit heller Zeichnung. Um eine heiße Lichter von Zone IX auf VIII zurückzuholen, gibt man N-1-Entwicklung; um eine flache Szene anzuheben, gibt man N+1.
Hier zeigt sich der Belichtungsspielraum in der Praxis. Angenommen, man überbelichtet dieses Bild um drei Blendenstufen. Bei FP4, mit sechs Blendenstufen Überbelichtungs-Headroom, liegt man noch komfortabel innerhalb der Geraden – das Negativ ist dicht und körniger, aber jeder Ton hält. Derselbe Drei-Blendenstufen-Fehler auf einem Sensor, der nahe an seiner Sättigungsgrenze gemessen wurde, und die Lichter sind bereits abgeschnitten: weg, ohne Schulter, die den Verlust abmildern könnte. Der praktische Hebel hinter der Toleranz des Films besteht schlicht darin, dass man FP4 auf EI 64–100 einstellen kann und dabei bewusst überbelichtet, um die Schatten höher auf der Kurve zu platzieren.
Ein digitaler Sensor reagiert auf entgegengesetzte Weise. Jedes Photosite ist ein Brunnen, der Ladung linear mit dem Licht ansammelt, bis er sättigt. Es gibt keine Schulter: Sobald ein Brunnen voll ist, erfasst jedes Pixel oberhalb dieses Punktes denselben Maximalwert, und die Zeichnung ist dauerhaft verloren. Das Ergebnis ist eine abrupte Beschneidungsgrenze.
Die Linearität ist die ganze Geschichte, und sie ist quantifizierbar. Ein 14-Bit-Wandler hat 16.384 Codewerte, aber weil die Kodierung linear ist, beansprucht die hellste Blendenstufe des aufgezeichneten Bereichs 8.192 davon, die nächste Blendenstufe 4.096, dann 2.048, 1.024, 512 – jede Blendenstufe nach unten halbiert die Anzahl. Bei der fünften Blendenstufe unterhalb der Sättigung beschreiben nur noch etwa 512 Stufen die Töne; die dunkelsten Blendenstufen tragen eine Handvoll. Das, zusammen mit einem festen Ausleserauschenbodenanteil, ist der Grund, warum das Anheben von Schatten in der Nachbearbeitung körnig und posterisiert wirkt: Es sind kaum Daten vorhanden, die man anheben könnte.
Das kehrt die Strategie des Films um. Ein moderner Vollformatsensor zeichnet bei Basis-ISO grob 13–15 Blendenstufen Dynamikumfang auf – die Nikon D850 und Z7 messen bei DxOMark nahe 14,6–14,8 EV Landschafts-(Engineering-)Dynamikumfang bei Basis-ISO 64, obwohl Bill Claff’s strengere Photographic-Dynamic-Range-Metrik dieselben Sensoren eher bei 11 Blendenstufen einordnet – eine Spanne, die grob mit Film vergleichbar ist, deren nutzbarer Belichtungsspielraum aber in den Schatten liegt, nicht in den Lichtern. Daher wendet man Expose to the Right (ETTR) an: Man platziert die hellste wichtige, nicht spiegelnde Lichter knapp unterhalb der Beschneidung. Den gesamten Signalpegel nach oben zu verschieben, hebt ihn über den Ausleserauschenböden und gewinnt grob eine bis zwei Blendenstufen effektiven Dynamikumfang in den tiefen Schatten.
Die zwei Regeln sind Spiegelbilder voneinander. Film: expose for the shadows, develop for the highlights – FP4 auf EI 64–100 einstellen und Schatten auf Zone III platzieren. Digital: Lichter exponieren, Schatten nachträglich herausarbeiten – knapp unterhalb der Beschneidung messen. Jedes Medium wird so belichtet, dass das Ende der Tonwertskala geschützt wird, das es nicht wiederherstellen kann, und der Belichtungsmesser wird für jedes Medium in die entgegengesetzte Richtung justiert.
Quellen: HARMAN/Ilford FP4 Plus und HP5 Plus Technical Information Datenblätter, Nov. 2018; Ansel Adams, The Negative (1981); DxOMark Sensormessungen (dxomark.com) und Bill Claff, Photons to Photos (photonstophotos.net).
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