Zur Entwicklung der
TTL - Belichtungsmessung

Von besonderer Bedeutung sind:

• das Verhältnis von mittlerer zu minimaler Leuchtdichte   

und
 

• das Verhältnis von mittlerer zu maximaler Leuchtdichte 

die zu den Teilkontrasten Ko und K1 führen, mit denen sich Über- und Unterbelichtungen auf Negativ- und auf Umkehrfilm anschaulich diskutieren lassen [1]. [Darstellung der Teilkontraste siehe Grundlagen].

Zur Vorbereitung dieser Diskussion müssen noch die Dichtekurven [Gradationskurven], die Mindestbelichtung und der Belichtungsumfang der verwendeten Emulsionen betrachtet werden. Im nachfolgenden geschieht diese Darstellung vereinfacht. Es wird daher nur eine Dichtekurve [statt für Farbfilm 3 Dichtekurven] wiedergegeben, um das Prinzipielle sichtbar zu machen. Im speziellen gilt DIN 4512 für Farbnegativ - und Farbumkehrfilm [2], [3].

Bild 4 Dichtekurve Negativfilm
Bild 5 Dichtekurve Umkehrfilm

Aus den Bildern 4 und 5 sind die folgenden zwei grundlegenden Zusammenhänge ableitbar:

• Bildkontrast, Belichtungsumfang des Filmes und Belichtungsspielraum sowie
• Wirkung des Fundamentalfehlers der integralen Belichtungsmessung

Bildkontrast, Belichtungsumfang des Filmes und Belichtungsspielraum

Der ausnutzbare Objektumfang soll als Bildkontrast K AU definiert sein. Es ist der Kontrast, mit dem nach der optischen Abbildung das Bild auf der fotografischen Schicht entsteht. Ein mittlerer Bildkontrast kann mit 1,3 log E angenommen werden. Infolge des Streulichtes im Kameraraum ist der Bildkontrast K AU = 100 [2 log E ] ein sehr hoher Wert und der Bildkontrast K AU = 500 [2.7 log E ] wird kaum erreicht, unabhängig davon, dass der Motivkontrast im realen Objekt bis zu 3 log E oder größer auftreten kann. [Abschätzung zum max. Bildkontrast siehe Grundlagen].

Für Farb-Negativfilm gilt ein Belichtungsumfang BU FN = 2.9 log E und für Farb-Umkehrfilm BU FU = 1.6 log E.

Für Aufnahmen auf Farb- Negativfilm [auch SW-Film] folgt daraus, dass der Belichtungsumfang stets größer ist als der Bildkontrast und damit ein Belichtungsspielraum entsteht, der mit einem hohen Bildkontrast-Grenzwert von 2 log E immer noch eine Belichtungstoleranz gemäß

von ca +/- 1,5 Belichtungstufen zulässt..

Für Aufnahmen auf Farb - Umkehrfilm dagegen, kann es damit eintreten, dass der Bildkontrast größer als der Belichtungsumfang ist und nicht nur kein Belichtungsspielraum vorhanden ist, sondern nicht einmal der gesamte Bildkontrast übertragen wird.

Auf jeden Fall sind aber auch bei mittleren Bildkontrasten von 1.3 log E, [ K AU = 20 ] nicht mehr als +/- 0,5 Belichtungsstufen Spielraum zugelassen.

Zum Überblick vgl. Tabelle 1

Die später zu besprechenden technischen Lösungen der Belichtungsmessung, insbesondere der nun hoch entwickelten TTL-Mehrfeldmessung sollten also hinsichtlich ihrer Effekte mit dem viel kritischeren Umkehrfilm bewertet werden. Der Masseneinsatz des Negativfilmes dagegen lässt immer noch die Spekulation offen, ob die hohen Gutausbeuten aufgrund der fortgeschrittenen hochelektronischen Messeinrichtung entstehen oder durch günstige Verhältnisse von Bildkontrast und Belichtungsumfang bewirkt werden.

Bei integraler Messung des Gesamtbildes nach der Abbildung des Objektes durch das Objektives [TTL-Messung] wird die mittlere Leuchtdichte B gemessen. Bei gleichem Kontrast wird diese mittlere Leuchtdichte jedoch durch die Hell- bzw. Dunkelanteile verändert. Der Kontrast aber ist die Größe, die mit Lichtern und Schatten auf der sensitometrischen Kurve untergebracht wer- den muss. Die von einem "Normalobjekt" abweichenden Hell- bzw. Dunkelanteile verfälschen demzufolge die Messgröße, die für die Belichtung massgebend ist.
Zur Berechnung der zu erwartenden Fehlbelichtung sind die Teilkontraste Ko und K1 geeignet. Sie ändern sich entsprechend der Motivstruktur mit ihren Hell- bzw. Dunkelanteilen bei Integralmessung wie das im Abschnitt "Grundlagen", [Teilkontraste], dargestellt ist und plazieren die Minimalleuchtdichten [Schatten] oder die Maximalleuchtdichten [Lichter] auf der Dichtekurve, vergleiche Bild 4 und Bild 5. Das heißt, ein Maß für die Über - oder Unterbelichtung kann für Negativfilm der Teilkontrast Ko und für Umkehrfilm der Teilkontrast K1 sein. Die "richtige" Belichtung hinsichtlich der Schatten bei Negativfilm und Lichter bei Umkehrfilm gilt bei integraler Messung demzufolge nur für ein "Normalobjekt". Für alle anderen Objekte entstehen Über - oder Unterbelichtungen.
Diese Über - oder Unterbelichtungen als Folge der integralen Belichtungsmessung können innerhalb des Belichtungsspielraumes des Filmes liegen und ihn damit einschränken, sie können den Belichtungsspielraum aber auch überschreiten, wodurch Lichter oder Schatten ohne Zeichnung entstehen.
Dies kann man den Fundamentalfehler der integralen Belichtungsmessung nennen.
Es sind verschiedene Werte für ein "Normalobjekt" hinsichtlich des Kontrastes sowie der Hell - oder Dunkelanteile definiert worden [1], [4]. Bedeutsam ist, dass der Teilkontrast K 0, norm des Normalobjektes auch in die Kalibrierungskonstante der Belichtungsgleichung eingeht und damit die Lage des Mittelwertes der Belichtung B * t auf der Dichtekurve fixiert, wie noch gezeigt wird. Da das Normalobjekt nur Bezugsgröße ist, ändert sich bei unterschiedlich angenom- menen Werten für ein "Normalobjekt" nur der Nullpunkt, nicht aber die absoluten Abweichungen der Unter - bzw. Überbelichtungen.

Für ein "Normalobjekt" wurde u. a. angenommen: K AU = 32, Hellanteil P H = 0,3 [30%], Dunkelanteil P D = 0. Daher betragen die Teilkontraste dieses Normalobjektes Ko, norm = 16, K1, norm = 0,5, wie aus den Gleichungen ( 2 ) und ( 3 ) hervorgeht. Damit nun kann die Bestimmung der Belichtungsfehler L bei integraler Messung vorgenommen werden.

Dieser Belichtungsfehler L ist von den drei Parametern Kontrast K AU, Hellanteil pH und Dunkelanteil pD abhängig. Seine Darstellung ist daher dreidimensional und in den Grenzen K AU = 0 ... 128, pH = 0 ... 1, pD = 0 ... 1 jeweils für Negativfilm und für Umkehrfilm berechnet worden [4]. Eine weitergehende Diskussion des Fundamentalfehlers der integralen Messung ist im Abschnitt "Grundlagen" vorgenommen. Die durch integrale Messung eintretenden Belichtungsfehler können in den angegebenen Grenzen mehr als 4 Belichtungsstufen betragen. Werden nur die statistisch häufig auftretenden Bildparameter in den Grenzen 8 < K AU < 32, 0 < p H < 0,5, 0 < p D < 0,2 berücksichtigt, so erreichen die Belichtungsfehler bei integraler Messung die Werte

Zur besseren Übersichtlichkeit ist nachfolgend eine Darstellung gewählt, bei der auf die Varianten [pH + pD] verzichtet wurde und nur die Hellanteile [keine Dunkelanteile] sowie die nur Dunkelanteile [keine Hellanteile] dargestellt sind. Diese Werte bilden also die Seiten der allgemeinen räumlichen Darstellung der Fehlbelichtungskörper.

Bild 6 Fehlbelichtung auf Negativfilm bei integraler Messung

Die sehr unterschiedlichen Abhängigkeiten der Fehlbelichtung vom Kontrast und den Hell - bzw. Dunkelanteilen bei integraler Messung lassen sich auch in dieser eingeschränkten Darstellung noch gut sichtbar machen. Eingezeichnet sind außerdem die oben gezeigten drei Bildmotive mit den [geschätzten] Bildkontrasten und Hell - bzw. Dunkelanteilen, wenn sie integral gemessen worden wären. Man erkennt die unterschiedlichen Fehl-Belichtungswerte der Bildmotive vor allem in Abhängigkeit ihrer Hell - bzw. Dunkelanteile. Das Normalobjekt wird natürlich mit L = 0 belichtet.

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Die Kalibrierungsgleichung regelt den Zusammenhang zwischen Blende, Belichtungszeit, Filmempfindlichkeit und der hieraus folgenden wirksamen Belichtung des Filmes. Mit Hilfe dieser Kalibrierungsgleichung lassen weitere wesentliche Aussagen ableiten.
Das ist einmal die Darstellung des Normalobjektes in der Kalibrierungsgleichung und zum anderen die vollständige Darstellung aller Fehlereinflüsse bei der Belichtung.

Mit Bedacht wird hier die Kalibrierungsgleichung zunächst in der klassischen Form wiedergeben:

mit der Kalibrierungskonstanten

In der Praxis erhielt die Kalibrierungskonstante c für Kameras mit integraler Belichtungsmessung den Wert ca 32 lx s < c < 64 lx s.

Da der Funktionswert von und Ho in der Kalibrierungsgleichung ca 1 lx s beträgt, lässt sich hieraus der Teilkontrast Ko, norm des Normalobjektes mit ca 10 < Ko < 16 ableiten. Das Normalobjekt ist also in der Kalibrierungskonstanten enthalten.

Die Darstellung aller Fehlereinflüsse auf die Belichtung lässt sich durch sog. partielle Differentation der Kalibrierungsgleichung gewinnen. Für Interessierte ist dies in Anlage A3 vorgenommen. Danach setzt sich die Summe aller Fehlerinflüsse auf die Belichtung wie folgt zusammen:

Im Rahmen dieser Betrachtung wird der Einfluss des Materialfehlers außer acht gelassen.
Für den allgemeinen Fall der integralen Aussenmessung wirken daher die Fehlereinflüsse des Aufnahmeobjektives und insbesondere die Nichtübereinstimmung der Raumwinkel von Messeinrichtung und Aufnahmeobjektiv [ z. B. bei Objektivwechsel ] zusätzlich auf das Messergebnis. Von erheblicher Bedeutung ist der letztgenannte "Winkelfehler", der das integrale Messergebnis noch weiter stark verschlechtern - aber auch verbessern - kann.
In diesem allgemeinen Fall ist eine systematische Voraussage des Gesamtergebnisses infolge der grossen Anzahl von Einflußparametern kaum mehr möglich ist. Eine Untersuchung dieser Zusammenhänge wurde vorgenommern [5].
Mit Einführung der TTL-Messung werden nun der "Objektiveinfluss" und der "Winkelfehler" der allgemeinen Außenmessung eliminiert, so dass nur der Fundamentalfehler der integralen Belichtungsmessung übrig bleibt.
Im Abschnitt 4 erfolgen die Untersuchungen zur Verminderung des Fundamentalfehlers der integralen Belichtungsmessung durch die teilintegrale Belichtungsmessung mit Gewichtung.

Die heute allgemein benutzte Darstellung der Kalibrierungsgleichung, beruhend auf der Basis 2 lautet:

Die Ableitung dieser heute gebräuchlichen Darstellung der Belichtungsgleichung mit Lichtwerten aus der klassischen Darstellung ist in Anlage A1 vorgenommen, um die Zusammenhänge mit den Grundlagen der fotografischen Belichtung noch einmal in Erinnerung zu rufen.

Nach ISO gilt die Zuordnung: Der Lichtwert LV ist dann 0 [LV = 0 ], wenn

• die Blende a = 1 [ AV = 0 ]
• die Belichtungszeit t = 1 sec [ TV = 0 ] und
• die Filmempfindlichkeit 100 ASA betragen.

Damit erhält die Kalibrierungskonstante den Wert C`= 5 und damit c = 2 exp 5 = 32, [ s. Anlage A 4 ] in Übereinstimmung mit der Konstanten c der klassischen Kalibrierungsgleichung in der das oben definierte Normalobjekt enthalten ist.
Es soll erwähnt sein, dass mit dieser Kalibrierung nach ISO die Belichtung der Kamera auf "18 % grau" geeicht ist. Das soll heißen, dass ein Normalobjekt zugrunde gelegt ist, welches 82% des einfallenden Lichtes reflektiert und bei "richtiger" Belichtung ein Bild entsteht, dessen Helligkeit durchnittlich 18% entspricht. Es werden nun die technischen Lösungen der ersten TTL - SLR mit Integralmessung vorgestellt werden.

Inhaltsverzeichnis

Nachfolgend werden einige bemerkenswerte technische Lösungen von SLR-Kameras vorgestellt, die das Zeitalter der TTL - Messung eröffnet haben.

Topcon RE super, Tokyo Kogaku K.K., Japan 1962, [6]

Die Topcon RE super war die erste SLR der Welt, die mit TTL - Messung ausgerüstet war Sie wurde ab 1963 verkauft. Die Vorstellung der Kamera erfolgte bereits zur Photokina 1962 und fand dort nicht die ihrer Bedeutung entsprechende Aufmerksamkeit.

	Bild 10 Topcon RE super, Anordnung der zwei CdS Großflächen - Fotowiderstände hinter dem Spiegel
	Bild 10a Die Topcon RE super

Obgleich mit der Topcon RE super die erste praktisch genutzte TTL - Messung vorgestellt wurde, waren in ihr bereits bemerkenswerte Lösungen verwirklicht.
Dies betraf einmal die modifizierte integrale Messung, die zur teilweisen Abschwächung des integralen Messfehlers das Himmelslicht geringer bewertete als die übrigen Bildpartien. Diese Hellanteile - üblicherweise am oberen Bildrand - die das integrale Messergebnis wesentlich beeinflussen, wie gezeigt wurde, konnten durch eine Dämpfung unterdrückt werden. Die Grundidee der "gewichteten" Messung, die erst viel später Allgemeingut wurde, war damit bereits angewendet. Realisiert wurde das durch zwei CdS - Großflächen - Fotowiderstände auf der Rückseite des geritzten Spiegels, von denen einer am unteren Ende des Spiegels geringer empfindlich war und damit die oberen Bildpartien unterbewertete.
Die andere Pionierleistung betraf die Belichtungsmessung bei Offenblende, die ebenfalls erst später von anderen Kameraherstellern angewendet wurde. In der Topcon RE super war hierfür eine sehr eigenwilige mechanische Lösung eines Summengetriebes verwirklicht.
Die Anordnung der Fotowiderstände am Spiegel war gewählt, um das Suchersystem auswechseln zu können. Das hat streng genommen den Nachteil, dass die Helligkeitsverteilung eines unscharfen Bildes ausserhalb der Fokusebene gemessen wird, dessen Hell/Dunkelanteile sowie Lichter und Schatten je nach eingesetzter Objektivbrennweite verschieden unscharf waren, da eine Winkelabhängigkeit durch die unterschiedlichen Lagen der Austrittspupille der Wechselobjektive eintrat. Damit war der oben erwähnte Einfluss bei Objektivwechsel bei dieser TTL-Messung nicht vollständig augeschlossen.

Alpa 9d, Pignons A.G. Ballagues, Schweiz 1963, [7]

Die Vorstellung der Alpa 9d erfolgte 1963 in Europa von einem mittleren schweizer Unternehmen. Die um diese Zeit noch allgemein weiterentwickelte Aussenmessung - 1965 führte Leitz mit dem Modell Leicaflex die CdS-Außenmessung ein - hat Pignons A.G. übersprungen und erstmalig und noch vor Asahi Kleinflächen-Fotowiderständen am Prisma neben Okular angeordnet.

	Bild 11 Alpa 9 d Anordnung von drei Kleinflächen - Fotowiderständen am Prisma neben und über dem Okular
	Bild 11a Die Alpa 9d

Die parallel geschalteten CdS - Fotowiderstände bewerteten das Reflexbild auf der Mattscheibe vollintegral ohne Gewichtung mit der Konsequenz der Wirkung des Fundamentalfehlers der integralen Belichtungsmessung.

Als außerordentliches Detail ist die Messung des am Auge vorbei tretenden Falschlichtes durch einen oberhalb des Okulars angebrachten Fotowiderstandes zu bewerten, eine Lösung die später in keiner TTL-Messung mehr auftrat. Es scheint schwierig gewesen zu sein, einen exakten Zusammenhang zwischen gemessenen Falschlicht und der elektrischen Subtraktion dieses Wertes herzustellen. Die Messeinrichtung war eine Arbeitsblendenmessung mit gekuppelten Belichtungsmesser.

Asahi Spotmatic SP Asahi Opt. Co, Tokyo, Japan 1964 [8]

Bei Angabe der Jahreszahl 1964 muss ausdrücklich hinzugefügt werden, das es sich hierbei um das Vorstellungsdatum der SLR Spotmatic mit integraler Messung handelt, die nachfolgend behandelt wird.
Dieser Spotmatic sind zwei Typen SLR von Asahi mit Spotmessung vorausgegangen wovon die erste - Asahi Pentax Spotmatic - [K2 Spot-Eye] bereits 1960 vorgestellt wurde. Sie war mit einem von außen steuerbaren CdS - Fotowiderstand [6° bei f = 50 mm] ausgerüstet. Der Steuerhebel war hinderlich. Es kam keine Produktion zustande. Die verbesserte Asahi Pentax Spotmatic erschien 1963 mit einem in der Mitte der Mattscheibe angeordneten feststehenden Kleinflächen - Fotowiderstand von 3 mm Durchmesser, die produziert wurde.
Der Spotmessung lag der - theoretisch - einzig richtige Gedanke zugrunde, die Lichter und/ oder die Schatten zu messen, damit den ausnutzbaren Objektkontrast K AU zu kennen und diesen - wie oben behandelt - auf den Belichtungsumfang des Filmes unterzubringen.
Dieser Messvorgang verlangt einen Denkprozess, die richtigen Lichter und Schatten zu messen und stand dem Automatisierungsgedanken, mit nur einem Messwert zum Ziel zu kommen, entgegen. Auf die Spot-Messung wird in Abschnitt 5 eingegangen.
Mit diesem Grundgedanken entwickelte nun auch Asahi Opt. Co die Asahi Spotmatic SP mit integraler Messung.

	Bild 12 Asahi Spotmatic SP Anordnung von zwei Kleinflächen - Fotowiderständen am Prisma neben dem Okular
	Bild 12a Die Asahi Spotmatic SP

Der Name Spotmatic wurde beibehalten obwohl eine vollintegrale Messung mit Arbeitsblende und gekuppeltenBelichtungsmesser vorgestellt wurde. Die Spotmatic SP war die erste SLR mit TTL-Messung, die in Varianten in Großproduktion von 1964 bis 1975 hergestellt und millionenfach verkauft wurde. In den 60iger Jahren produzierte Asahi ca 40 000 Spotmatic pro Monat. Während dieser Zeit wurde das Mess-System mit der Anordnung der zwei Fotowiderstände beibehalten und auch nach der Einführung des K - Bajonettes 1975 blieb das Spotmatik - Messsystem unverändert, so dass diese Lösung bis zum Ende der K-Ära 1997, also 33 Jahre genutzt wurde. Die erste Lösung dieser Art wandte die Alpa 9d ein Jahr vor der Spotmatic SP an, wie oben erläutert.

Prakticamat Pentacon Dresden, DDR 1965 [10], [11]

Die erste deutsche SLR mit TTL - Messung entwickelte der VEB Pentacon in Dresden. Die Anordnung geht auf eine Patentanmeldung vom 08.03.1962 [12] zurück. Damit wird auch hier deutlich, wie nach dem Erscheinen des CdS - Fotowiderstandes an vielen Stellen der Welt nahezu gleichzeitig an der TTL - Messung gearbeitet wurde.

	Bild 13 Prakticamat Ausspiegelprisma über der Bildfeldlinse mit Großflächen-CdS Fotowiderstand
	Bild 13a Die Prakticamat

Die Prakticamat wurde ab 12 / 1965 ca 3 Jahre produziert und erreichte eine Auflage von insgesamt 25.245 Stück. [ 10 ]. Das Meßsystem erfasste integral die gesamte Leuchtdichte des Mattscheibenbildes und unterlag damit ebenfalls dem fundamentalen Fehler der integralen Belichtungsmessung.
Hieraus entstanden die umfangreichen Untersuchungen zur Einschränkung dieses Fehlers, die letztlich zur mittengewichteten teilintegralen Messung führten, die ab 1968 u. a. in der Praktica super TL verwirklicht wurde; ein Mess-System, dass noch heute primär in allen SLR wirksam ist. Diese Grundlagenarbeiten werden in Abschnitt 4 vorgestellt.

Canon Pellix Canon Camera Co., Inc. Tokyo, Japan [13]

Zwei Jahre nach der Vorstellung der ersten produzierten Kamera mit Spotmesung von Asahi [1963], stellte Canon die eigenwillige Canon Pellix vor, in der ein Kleinflächen - CdS -Foto- widerstand in den Strahlengang eingeschwenkt wurde und ein transparenter, fest eingebauter Folienspiegel den Klappsspiegel ersetzte. Das Hauptobjekt war mit dem in der Bildmitte wirksamen Empfänger zu messen.

	Bild 14 Canon Pellix Der Kleinflächen - CdS - Fotowiderstand wird zur Spotmessung in die Bildmitte geschwenkt
	Bild 14a Die Canon Pellix

Der Nachteil, das fotografische Bild durch eine Folie abbilden zu müssen überwog den Vorteil, den mechanischen Klappspiegel ersetzen zu können. Messtechnisch war kein Fortschritt gegen über der Asahi Spotmatic mit Spotmessung eingetreten.
Der praktischen Einführung der TTL Messung sind viele Überlegungen vorausgegangen, die sich in der Patentliteratur vor allem für die partielle Innenmessung widerspiegeln [14], [15].
Insbesondere wird als Basislösung der TTL- Messung für Spiegelreflexkameras häufig das Patent von Karl Nüchterlein, Exakta Dresden zitiert [16]. Dies ist u. a. in der Alpa History [8], bei R.Hummel [10] und in der Histoire de TTL [13] der Fall.

Bild 15 Funktionsbild aus Patentschrift Nr. 722 135, Klasse 57 a, Gruppe 9 03, patentiert im Deutschen Reich ab 28. Juli 1939, Erfinder Karl Nüchterlein

An dieser Stelle ist jedoch darauf hinzuweisen, dass diese patentierte Lösung für einen praktischen Einsatz absolut unbrauchbar gewesen wäre. Durch einen lichtelektrischen Empfänger, der als Rahmen ausgebildet ist, werden in diesem Fall nur die bildunwichtigen Elemente am Rand gemessen, vor allem aber die Hell - und Dunkelanteile, die - wie eingehend nachgewiesen wurde -, ein integrales Messergebnis verfälschen, insbesondere dann, wenn die Mittenmessung vollständig entfällt. Diese Zusammenhänge konnten Karl Nüchterlein nicht bekannt sein, da die entsprechenden statistischen Untersuchungen der wahrscheinlichen Bildstrukturen, aus der die teilintegrale, mittenbetonte Messung hervorging, erst nach 1965 systematisch betrieben wurden. Mit dem Wissen um den Stand der Technik ist jedoch, es einfach falsch, das genannte Patent als Basislösung der TTL - Messung für SLR zu zitieren.

Inhaltsverzeichnis

Zur Verminderung des Einflusses des integralen Messfehlers ist die Kenntnis der wahrscheinlichen statistischen Verteilung der Hell- und Dunkelanteile sowie der Lichter und Schatten im Bildfeld erforderlich. Nur so ist es möglich, ein Optimum von Lage und Größe eines Messfeldes zu ermitteln, womit bessere Messergebnisse - also geringere Belichtungstoleranzen - erzielt werden können als mit integraler Messung.

Diese statistische Verteilung im Bildfeld einer Spiegelreflexkamera wurde durch Ausmessen einiger hundert Bildmotive gewonnen, die in Landschaftsbilder, Architekturbilder, Portrait und Nachtaufnahmen gegliedert waren. Sie stammten von einer grossen Zahl Amateuren. Durch Ausmessen der Bilder wurden die Lage und Grösse von Hellflächen [Hellanteile] und

Dunkelflächen [Dunkelanteile] sowie von Maximal-Leuchtdichten [Lichter] und MinimalLeuchtdichten [Schatten] ermittelt und deren Werte nach einer Wahrscheinlichkeitsrechnung fixiert. Die Ergebnisse sind in Bild 16 und Bild 17 dargestellt.

	Bild 16 statistisch wahrscheinliche Verteilung von Hell- und Dunkelanteilen im Bildfeld
	Bild 17 statistisch wahrscheinliche Verteilung der Maximal - und Minimal - Leuchtdichten

Man erkennt nicht nur, dass die Hellanteile am oberen Bildrand statistisch am stärksten vorhanden sind [das war allgemein bekannt] sondern vor allem, dass ein Messfeldmittelpunkt bis unterhalb der Bildfeldmitte anzuordnen ist, um den Einfluss der Hellanteile statistisch zu vermindern. Deutlich ist auch, dass Dunkelanteile relativ gleichmässig über dem Bildfeld verteilt sind. Mit der zusätzlichen Kenntnis der statistischen Lage der Lichter und Schatten konnte das optimale Messfeld ermittelt werden.
Dieses Optimum wird durch eine ovale Messfläche von ca 50% bis 60% der Bildfeldgröße, gebildet, deren Schwerpunkt unterhalb der Bildmitte liegt wobei innerhalb dieser gedachten Messfläche mit einer Empfindlichkeit von ca 100% und nach aussen abfallend mit einer Empfindlichkeit bis auf ca 10% gemessen wird.
Zum Nachweis dieser Aussage wurde eine weitere sehr grosse Anzahl von fotografischen Aufnahmen hergestellt wobei die Belichtung mit jeweils unterschiedlichen Messfeld-Größen - und Lagen erfolgte,[rel. Messfeldgrößen 0,36% bis 100% integral].
Das Ergebnis der Gutausbeute, belichtet auf Farb-Negativfilm und bezogen auf eine Belichtungstoleranz von L = +/- 0,5 zeigt Bild 18.

Bild 18 Gutausbeute mit Messfeldern unterschiedlicher Lage und Größe

Danach entsteht das Maximum der Gutausbeute bei einer rel. Messfeldgröße von ca 50%, in Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus der wahrscheinlichen statistischen Bildverteilung, wobei die Gutausbeute deutlich höher ist als mit integraler Messung [4].
Diese Erkenntnisse, die zur mittenbetonten teilintegralen Messmethode führten und deren Messempfindlichkeits-Verteilung in Bild 19 dargestellt ist, wurden erstmalig in der Praktica LLC, Bild 20, verwirklicht, die 1968 vorgestellt und ab 1969 produziert wurde.

Bild 19 teilintegrale, mittenbetonte Messfeldanordnung für das Optium der Gutausbeute

Nach wie vor ist diese Messmethode Bestandteil aller modernen SLR, lediglich die technischen Lösungen hierfür wurden variiert, wie noch gezeigt wird.
Im Ergebnis ist festzuhalten, dass die mittenbetonte teilintegrale Messung die Erfassung der vollständigen Ausdehnung der Hell- oder Dunkelanteile vermeidet, die den Messwert verfälschen und sie erfasst Lichter und Schatten vorwiegend in der bildwichtigen Mitte. Auf diese Weise wird der integrale Messfehler vermindert und die Gutausbeute gesteigert.
Würden die drei Motive der Bilder 1,2 und 3 mittenbetont/teilintegral gemessen, dann wären ihre Fehlbelichtungen geringer als mit integraler Messung und in der Darstellung Bild 8 lägen die Messwerte näher bei 0.
Zur statistischen Ermittlung einer wahrscheinlichen Bildstruktur, wie sie oben dargestellt wurde, ist bereits hier anzufügen, dass Nikon ein entsprechendes Verfahren unter Auswertung 30 000 realer Bildszenen ebenfalls anwandte, um die Grundlage für die 5-Segment-Mehrfeldmessung der Nikon FA zu schaffen [ s. Abschnitt 6 ].

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Auch an den optischen Lösungen der mittenbetonten teilinegralen Messung wurde international in unterschiedlichen Entwicklungszentren nahezu zeitgleich gearbeitet. Dies zeigt u. a. die Patentanmeldung von Kowa Company Ltd., Japan [17] mit Anmeldetag v. 10.03.1966 und der Auslegeschrift von Elbe-Kamera GmbH Dresden [18] mit Anmeldetag vom 14.07.1966, die eine nahezu identische Messanordnung betreffen, wie sie in Bild 20 für die Praktica LLC gezeigt ist und produziert wurde.

Bild 20 Praktica LLC Realisierung der mittenbetonten teilintegralen Belichtungsmessung
Bild 20a Die Praktica LLC

Wie erwähnt, sind verschiedene optische Lösungen angewandt worden, um die Mittenbetonung der Belichtungsmessung und - in weiterer Entwicklung - die partielle Messung zu realisieren. Im Nachfolgenden sollen einige wenige typische Lösungen vorgestellt werden.

Nikon F3 Nikon Corp. Tokyo, Japan 1972

Das Mess-System befindet sich im Kameragehäuse, so dass Wechselsucher verwendet werden können. Das Messlicht tritt durch den Schwingspiegel und wird über einen zweiten Spiegel auf die Silizium-Fotodiode am Kameraboden gelenkt. Die Tranparenz in der Mitte des Schwingspiegels wird durch ca 50 000 unverspiegelte Mini-Elemente erreicht. Damit fallen ca 8% des Gesamtlichtes auf den Empfänger.

Bild 21 Nikon F3 stark mittenbetonte Messung mit Si-Fotodiode im Kameraboden.
Bild 21a Die Nikon F3

Das Mess-System der Nikon konzentrierte ca 80% der Messempfindlichkeit auf einen Durchmesser von 12 mm in der Mitte des Bildfeldes. Nur 20% der Messempfindlichkeit erfassten das übrige Bildfeld. Damit war das eine stark konzentrierte mittenbetonte, fast schon partielle Messung.

Das Ausspiegelelement für das Messlicht befand sich am Schwingspiegel. Damit konnten ebenfalls Wechselsucher verwendet werden. Die Messung war teilintegral mittenbetont und das Messfeld war konzentriert auf einen Durchmesser von ca 15 mm. Ausserhalb dieses Bereiches wurde mit ca 50% Empfindlichkeit - zum Bildrand hin abfallend - gemessen.

Eine typische Lösung, mit der sowohl mittenbetont teilintegral als auch partiell gemessen werden konnte, ist in der Contax RTS III verwirklicht. Beide Mess-Strahlengänge sind exakt voneinander getrennt. Die Si-Fotodiode für die mittenbetonte Teilintegralmessung befindet sich am Ausgang des Prisma oberhalb des Okulars und wird durch eine asphärische Linse beleuchtet. Die Spot-Mess-Fotodiode mit ca 5 mm Durchmesser Messfläche, die am Kameraboden untergebracht ist, erhält das Messlicht über zwei Hilfsspiegel.

Bild 23 Contax RTS gering mittenbetonte teilintegrale Messung und partielle Messung
Bild 23a Die Contax RTS

In SLR mit Autofokussierung, in denen im allgemeinen der AF-Empfänger im Kamerboden angeordnet war, wurde häufig die Auspiegelung sowohl für mittenbetonte Messung als auch für Spotmessung oberhalb des Okulares bevorzugt. Diese Lösung wurde z. B. in der Contax AX 1995 verwirklicht. Die bisher betrachteten Mess - Prinzipien sind noch einmal kurz zusammengefasst.

Die Integralmesung ist die ursprüngliche, zu Beginn der TTL - Messung ausschließlich angewandte Messart. Das gesamte Bild wird undifferenziert und unabhängig vom Motiv bewertet. Die bildunwichtigen Hell - Dunkelanteile vor allem führen zu Messfehlern, wie dies ausführlich imAbschnitt 1 dargestellt wurde. Der Denkprozess für eine individuelle Korrektur des Messwertes ist noch sehr ausgeprägt und erfordert sehr viel Erfahrung. Die Integralmessung im vorgestellten Sinn wird nicht mehr angewandt.

Mit der teilintegralen, mittenbetonten Messung wird gegenüber der integralen Messung eine statistisch höhere Gutausbeute erreicht, wie im Abschnitt 4 behandelt. Das zentrale Messfeld, u. U. im unteren Bereich unempfindlicher als im übrigen Bereich [ zusätzliche Dämpfung des hellen Himmelslicht-Einflusses ], erfasst ca 60% - 80% des Gesamtergebnisses mit großer Gewichtung und zu ca 40% - 20% das restliche Umfeld geringer gewichtet. Im Grunde genommen ist dies bereits eine modifizierte Zwei - Zonenmessung mit unterschiedlicher Gewichtung der beiden Messfelder. Liegt das bildwichtige Motiv nicht automatisch in der Mitte des Bildfeldes und wird daher nicht von der mittenbetonten Messung erfasst, so ist ein Schwenk mit anschließender Speicherung des Messwertes erforderlich, was immer noch einen Denkprozess, jedoch mit viel weniger Erfahrung als im integralen Fall erfordert.

Stärker noch als bei der mittenbetonten Messung erfasst die partielle Messung mit einem kleinen Messfleck das bildwichtige Motiv. Diese Messung wurde in den ersten SLR mit TTL-Messung ausschließlich angewendet, bereits 1960 in der K 2 Spot Eye von Asahi.
Hierbei besteht sowohl die Möglichkeit, nur das bildwichtige Detail zu messen und "richtig" zu belichten, wobei die übrigen Bildelemente sich selbst überlassen bleiben als auch Lichter und Schatten zu messen und den gesamten Kontrast im Belichtungsumfang des Filmes unterzubringen [was im Umkehrfilm nicht immer vollständig möglich sein wird]. Die Spotmessung ist Bestandteil aller SLR der 80-er Jahre neben der mittenbetonten Messung [siehe hierzu stellvertretend Contax RTS III, Bild 23].
Mit dieser qualitativen Gegenüberstellung ist es möglich die Prämissen einer weiterentwickelten TTL- Messung umreißen. Eine solche Messung sollte viele Bildpunkte erfassen und die Messwerte mit einer entsprechen- den Logik so verarbeiten, dass die Belichtungsergebnisse weiter optimiert werden. Dieses Ziel wird mit der Mehrfeldmessung erreicht.

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Die potentiellen Hersteller haben alle ihre eigenen Mehrfeldmessungen entwickelt und werben in den Prospekten mit immer größerer Anzahl von Mess - Sensoren für ihre Lösung. Die dafür erforderlichen mathematisch - elektronischen Grundlagen sind nicht allgemein verfügbar. Es entsteht auch die Frage, inwieweit mit der Anzahl der Sensoren die Aufnahmequalität immer weiter messbar gesteigert werden kann oder ob nicht eine vergleichsweise geringe Zahl von Sensoren verteilt über das Bildfeld bereits ein Maximum der Gutausbeute bringt. Die Kenntnis der Werte einer Anzahl von Messpunkten allein - gleich ob es viele oder wenige sind - nützt nichts, wenn nicht eine Logik zugrunde gelegt wird, sie zu verarbeiten.
Es wird das Prinzip der Fuzzy - Logik als sogenanntes wissensbasiertes System für Mustererkennung benützt, das zu beschreiben den Umfang und den Sinn dieser Ausarbeitung weit überschreiten würde. Einen Überblick gibt E. Bratz [19]. Überdies sind die Algorithmen einzelner Lösungen der Mehrfeldmessung nicht veröffentlicht, so dass nichts anderes übrigbleibt, als die Wirkung der angewandten Fuzzy-Logik in der Mehrfeldmessung zu beschreiben, was auch viel verständlicher ist.
Die Nikon FA enthielt erstmalig eine Mehrfeldmessung mit 5 Sektoren und stellte damit eine ähnliche Pionierleistung auf dem Gebiet der TTL - Messung dar wie die Topcon RE super, die 20 Jahre früher die angewandte TTL - Messung weltweit einleitete. Trotz dieser unbestreitbaren Tatsache, war der Verkaufserfolg der Nikon FA nicht groß, da zur gleichen Zeit die Minolta 7000 als erste Autofokus - SLR erschien [mit konventioneller TTL - Messtechnik]. Mit dem Verständnis der Wirkung der 5 - Zonen - Mehrfeldmessung der Nikon FA können auch die Verbesserungen dieser Messmethode gegenüber der nur integralen, nur mittenbetonten oder nur partiellen Messung früherer TTL-Messungen deutlich gemacht werden.
Es soll nun eine vereinfachte Beschreibung der Mehrfeldmessung der Nikon FA vorgenommen werden.

Unter dem Begriff AMP [ Automatic Multi Pattern ] hat Nikon Corp. die erste 5 - Zonen - Mehrfeldmessung vorgestellt.
Grundlage ist die Anwendung der Fuzzy-Logik als sog. wissensbasiertes System, womit die Messwerte der Mehrfeldmessung einer aktuellen Szene mit der Datenbank von ca 30 000 realen Motiven professioneller Fotografen - eingeteilt in 20 Gruppen - verglichen werden. Das Matrix - System versucht zuerst zu schätzen, was fotografiert wird um danach die Belichtungsberechnung durchzuführen [20].
Die 5 Messzonen werden von 2 Si - Fotodioden erfasst, die am Okular angeordnet sind. Eine Si - Fotodiode misst die linke Seite [ Sektoren 2, 4 und die Mitte 1 ], die zweite Si - Fotodiode misst die rechte Seite [ Sektoren 3, 5 und ebenfalls die Mitte 1 ].
Zusätzlich erfassen die Sensoren die aktuellen Objektivdaten wie Objektivtyp, Apertur und Brennweite, um u. a. Vignettierung und Lichtabfall zu kompensieren.

Bild 24 Nikon FA, Anordnung der 2 Si - Fotodioden am Okular
Bild 24a Die Nikon FA

Dabei werden auch die Messwerte der 5 Segmente hinsichtlich der Kontraste, Helllichtwerte, Dunkellichtwerte sowie Durchschnittswerte miteinander verglichen, woraus auf diese Weise eine "Sortierung" der realen Szene in eine der 20 Motivgruppen erfolgt. Dies nun führt zur Entscheidung der Messmethode, nach der schliesslich die Belichtungsmessung erfolgt:

• A Zentrums - gewichtete Messung [teilintegral mittenbetont]
• B Helllicht - gewichtete Messung [quasi Messung der Lichter]
• C Durchschnitts - Messung [integrale Messung]
• D Dunkellicht - gewichtete Messung [quasi Messung der Schatten]

Die zweckmäßige und völlig automatische Auswahl der richtigen Messmethode für das jeweils vorliegende Motiv bei der Mehrfeldmessung ist der spektakuläre Fortschritt gegenüber den klassischen Belichtungsmess - Einrichtungen, die jeweils immer nur mit einer oder zwei Arten dieser Messmethoden auskommen mussten und zudem noch durch Überlegung einzusetzen waren.
Das Schema der 20 Motivgruppen, die hinsichtlich ihrer Motivszenen [Außenmotive, Szenen mit Sonne, Zwielicht, Dunkelheit] und der Graduierung ihrer Kontraste gegliedert sind, enthält gleichzeitig die jeweils zugeordnete zweckmäßige Art der Belichtungsmessung.

Bild 25 Die wirksamen Messmethoden der Mehrfeldmessung in Abhängigkeit der Aufnahmeszenen

Danach ist u. a festzustellen, dass alle Dunkelszenen generell durch Messen der Schatten bewältigt werden, die mittenbetonte Messung weitestgehend bei flachen Kontrast angewendet wird und die integrale Durchschnitts - Messung bei fast allen Kontrasten häufig einsetzbar ist.
Erfasst man das Auftreten der Messmethoden [ A, B, C, D ] in den einzelnen Szenengruppen [ 1 ... 20 ], so folgt die Häufgkeit ihrer Anwendung mit teilintegral/mittenbetonter Messung zu 7,5 %, Messung der Lichter zu 5 %, Durchschnitts - Messung zu 50 % und Messung der Schatten zu 37,5 %.
Zur Erzielung dieser Ergebnisse werden die 5 Segmente bei der Messung sequentiell nach Lichtwerten ausgewertet. Die max. Bewertung ist der Lichtwert LW = 16 [ ASA 100 ]. Höhere Lichtwerte werden nicht höher bewertet. Segmente die max. Lichtwerte melden, werden von der Belichtungsbewertung ausgeschlossen, jedoch wird die Lage dieser Lichtwerte im Bild [jeweiliges Segment] für die weitere Szenenbeurteilung verwendet.
Zusätzlich wird die Differenz der Lichtwerte der einzelnen 5 Segmente beurteilt, um die Stärke des Kontrastes zu ermitteln.
Die nachfolgenden Beispiele sollen das Verhalten der Mehrfeldmessung näher erläutern [siehe Bild 25].

• Szenen mit flachen Kontrast ohne max. Lichtwerte: Es wird die mittengewichtete teilintegrale Messung angewandt.
• Szenen mit extrem hellen Licht und flachen Kontrast: Die Messung überschreitet das Limit L = 16 in allen 5 Zonen. Die Durchschnittsmessung kommt zur Anwendung.
• Szenen mit geringem bis mittleren Kontrast: Es wird je nach Verteilung der maximalen oder minimalen Lichtwerte die Dunkelgewichtete Messung oder Hellgewichtete Messung bevorzugt.
• Szenen mit flachen bis maximalen Kotrast und minimalen Lichtwerten: Generell wird in Dunkelheit oder bei Nachtszenen die Dunkelgewichtete Messung aktiviert.

Die Mehrfeld - Messung variiert also den Einsatz der zweckmäßigen Belichtungsmessmethode und strebt damit eine höhere Gutausbeute gegenüber den klassischen Messeinrichtungen an, die in einer SLR eben nur einmal - oder kombiniert zweimal - vorhanden waren.
Mit der Mehrfeldmessung wird der ausnutzbare Kontrastumfang des Bildes nicht nur irgendwie, sondern so im Belichtungsumfang des Bildes untergebracht, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit die Lichter weiß [mit Zeichnung] und nicht grau und die Schatten dunkel [mit Zeichnung] und nicht grau wiedergegeben werden. Dabei wird im allgemeinen beim Negativfilm der Belichtungsumfang immer noch nicht überschritten werden. Im Fall des Umkehrfilmes jedoch kann dies eintreten. Die kritische Beurteilung des Gesamtergebnisses der Mehrfeldmessung hat demzufolge mit dem Dia - Film zu erfolgen.
Nikon Corp. hat das Prinzip der 5 - Sensoren - Mehrfeldmessung über 15 Jahre beibehalten und erst 1998 mit Einführung der Nikon F 100 weiterentwickelt, indem den 5 Hauptsensoren noch 5 Spot - Sensoren zur Feinabstimmung beigefügt wurden. Damit ist es auch möglich, Spotmessungen vorzunehmen, ohne die Kamera schwenken zu müssen, wenn das bildwichtige Detail nicht in der Mitte der Bildszene liegt.
Es ist nun nahezu unmöglich, einen irgendwie gearteten Nachweis zu erbringen, dass eine größere Anzahl von Mess - Sensoren statistisch eine noch höhere Gutausbeute bringt.
Inzwischen ist die Mehrfeldmessung so weit fortgeschritten, dass in Analogkameras unter Ausnutzung der Multi - Sensoren für Autofokus bis zu 35 Mess - Sensoren [ Canon 2000 ??? ] und bei Digitalkameras unter Ausnützung der CCD-Empfänger bis zu 256 Mess - Segmente [Pixel] und mehr [21] für die Belichtungsbestimmung eingesetzt werden.
Es soll daher noch ein kurzer Überblick über die technischen Löungen der Mehrfeldmessung gegeben werden.

Die Belichtungsmessung ist eine 16 - zonige gewichtete Mehrfeldmessung. Der Begriff "gewichtet" leitet sich hier davon ab, das das Fokussierfeld der Autofokussierung bei der Belichtung besonders gewichtet wird. Die Mehrfeldmessung ist optisch - elektronisch mit dem AF - System der Canon EOS 1 N [ Bezeichnung AIM - System ] gekuppelt, obgleich die Sensoren für Mehrfeldmessung und AF getrennt im Kamerakörper untergebracht sind. Der Mess - Sensor für die Mehrfeldmessung ist am Okular, der Multi - Basis - Sensor für AF ist am Kameraboden angeordnet.
Zur weiteren Flexibilität in der Anwendung sind die Spotmessung [ 3,5 % ], die Feinspotmessung [ 2,3 % ] und die Blitzmessung zusätzlich zur Mehrfeldmessung als eigenständige Messungen möglich.

	Bild 26 Canon EOS - 1 N Die Anordnung des Mess - Sensors für eine 16 - zonige Mehrfeldmessung am Okular.
	Bild 26a Die Canon EOS 1 N

Ein Jahr später, 1998, erweitererte Canon Inc. in der Canon EOS 3 die Mehrfeldmessung auf 26 Meßsensoren und schließlich im Jahr 2000 in der Canon EOS 30/33 auf 35 Meßsensoren.
Ausnahmslos sind neben der Mehrfeldmessung zusätzlich und wahlweise die mittenbetonte Integralmessung für Landschaftsaufnahmen, die Autofokus-verknüpfte Selektivmessung mit 5 - 8 Mess-Sensoren [8,5 %], sowie die Spotmessung [2,4 %] und Multi -Spotmessung [ bis zu 8 Spotmessungen gemittelt ] für kontrastreiche Motive anwendbar.
In der Canon EOS 3 werden übrigens diejenigen der 45 AF - Messfelder aktiviert, auf die das Auge gerichtet ist.
Um den Überblick zur Entwicklung der Anzahl der Mess - Sensoren für die Mehrfeldmessung abzurunden, sei noch die MINOLTA Dynax 7, vorgestellt 2000, erwähnt, die 14 speziell angeordnete Wabenfelder - Messsegmente einsetzt. Auch hier wird eine Gewichtung durch das AF - System über die Position des Hauptobjektes vorgenommen. Separat zur Mehrfeldmessung sind ebenfalls die mittenbetonte Integralmessung mit 80 % Gewichtung durch die mittleren 3 Wabenfelder und die Spotmessung mit dem mittleren Wabenelement [3 %] einsetzbar.
Mit den letztgenannten SLR sollen drei Ergebnisse der weiterentwickelten Mehrfeldmessung verdeutlicht werden.
Zum einen scheint es, dass in Analogkameras die angegebene Anzahl der Mess-Sensoren nicht uferlos steigen wird. Renommierte Firmen betonen wieder die geringere Anzahl der Mess-Sensoren. In diesem Zusammenhang ist noch einmal darauf hinzuweisen, dass die Steigerung der Gutausbeute gegenüber der Basislösung der Nikon AF mit 5 - Sensoren kaum nachweisbar sein wird.

Zum anderen wird sichtbar, dass die Mehrfeldmessung trotz ihrer Flexibilität in der Anpassung an sehr unterschiedliche Lichtverhältnisse als alleiniges System keinen Bestand hat und die klassischen Messmethoden wie mittenbetonte teilintegrale Messung und Spotmessung zusätzlich und separat angewendet werden. Es ist die gleiche Abwendung von einer Überautomatisierung und Hinwendung zur individuellen Gestaltung wie die Möglichkeit der Benutzung von Zeit- oder Blenden-Automatik neben der Programmautomatik.

Schließlich wird der Trend sichtbar, Mehrfeldmessung und Autofokussierung in immer stärkeren Maße miteinander zu verbinden, was letztlich in Zukunft in einem CMOS - Sensor vorgenommen werden wird.

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7. Die Printertechnik und ihr Anteil an der Gutausbeute richtig belichteter Aufsichtsbilder [ Positive ]

Im Abschnitt 6 wird darauf hingewiesen, dass die Fortschritte in der Belichtung - Messtechnik für Aufnahmegräte streng genommen nur am Umkehrfilm zu messen sind, da das Dia aus der Aufnahme - Belichtung entsteht und nach der Entwicklung das Endprodukt darstellt [ im Gegensatz zum Negativfilm ].
Die breite Anwendung findet jedoch der Negativfilm der zum positiven Aufsichtsbild führt. Die grundlegenden sensitometrischen Zusammenhänge von Negativmaterial und Positivmaterial sind in Bild 27 dargestellt [ 22 ].

Bild 27 Negativ - Positiv - Prozess

In der klassischen 4 - Quadrantendarstellung sind die sensitomtrischen Kurven des Negativfilmes [ I ] und des Positivpapieres [ III ] sowie die sich ergebenden Kopiekurven[ IV ] - hier für SW - dargestellt. Diese Kopiekurven stellen das Übertragungs - Resultat von Objekt zu Positiv dar, wobei in diese Kette die Belichtung eines Objektes auf den Negativfilm und die Belichtung des Negativfilmes auf das Positivpapier [ jeweils nach der Entwicklung ] eingeschlossen ist.
Man erkennt, das die Art und Weise der Printerbelichtung Einfluss auf das Endresultat haben muß.
Tatsächlich beeinflusst bei modernen Farbprintern die Printerbelichtung durch die parallel zur Aufnahmetechnik entwickelten manuellen oder automatischen Dichte oder/und Farbkorrekturen ganz entscheidend das Endergebnis, - eben das Positiv.
Das soll am Beispiel zweier moderner Printer von 1984 und 1992, an denen auch die Fortschritte der Printertechnik ablesbar sind, dargestellt werden.

Mit der Einführung des Nice Print Systems mit Minilab mit geringstem Wasserverbrauch, stellte Konica den o. g. Printer mit manueller Korrektur für Dichte und Farbfehler sowie Kunstlichteinfluss vor. Bereits hier waren die optimalen Kopierdaten aus dem Durchschnitt von 100 000 gemessenen Negativen gewonnen. Der automatische Belichtungsabgleich erfolgte auf der Grundlage von Normal - Farbnegativen, die diesem Durchschnitt hinsichtlich Dichte, Kontrastumfang und Farbgleichgewicht entsprachen.
Die Dichtemessung pro Negativ zur Belichtung erfolgte noch integral, so dass auch hier der Fundamentalfehler der integralen Messung entstand, wenn das aktuelle Negativ von einem Normal - Negativ abwich. Als Normal - Negativ wurde ein Negativ mit 25% Minimal - Dichte [also Hellanteil in der Vorlage] postuliert, wobei die Minimal - Dichte hier die unbelichteten Stellen im Negativ sind.
Die manuellen Belichtungs - Korrekturen wurden notwendig bei Negativen mit einer Abweichung von 25% Minimaldichte und wenn Dichteunterschiede zwischen dem bildwichtigen Detail und der Durchschnittsdichte im Negativ vorhanden waren. Während die erstere Korrektur die Unzulänglichkeiten der hier noch angewandten inegralen Messung beseitigt und "richtig" belichtete Negative zu "richtig" belichteten Positiven führt, ist die letztere Korrektur bereits ein Eingriff, womit "falsch" belichtete Details zu "richtig" belichteten bildwichtigen Details gebracht werden können.
Die weiteren manuellen Korrekturmöglichkeiten bezogen sich auf Farbkorrekturen des sogenannten Dominantenfehlers bei gestörtem Farbgleichgewicht der Negative. Dieser bewirkt, dass bei Fehlen einer bestimmten Farbe diese im Print dominiert oder bei Überschuß einer bestimmten Farbe im Print hierzu die Komplementärfarbe wirksam wird.

Bei diesem Hochleistungs - Printer [20 000 Kopien / h bei 24 x 36 mm auf 8,9 x 13,3 cm] werden die Farbnegative gescannt und hinsichtlich aller belichtungs - farbrelevanten Größen mit den im Speicher vorhandenen Werten verglichen und hieraus automatisch die erforderliche Belichtung bestimmt. Diese Vorgehensweise erinnert an die Anwendung der Fuzzle-Logik auch bei Printern.
Neben der Kalibrierung von Filmarten [50 Filmspeicher] und Papierarten [99 Papierspeicher] im Speicher, womit diese Parameter - Varianten automatisch berücksichtigt werden, scheidet eine Selektorlogik Negative mit unkorrigierbarer Fehlbelichtung oder mit Lichteinfall und unscharfe Negative [Grundlage Ist die Kontrastübertragungs - Funktion] aus.
Mit Hilfe einer Dichte -Logik werden nun automatische Korrekturen für bildwichtigen Details aber auch an Extremmotiven mit mangelnder oder zu starker Ausleuchtung bei Blitz - und Gegenlichtaufnahmen bewirkt und mit Hilfe einer Farblogik die automatischen Korrekturen bei Farbdominanten und Kunstlicht vorgenommen.
Damit sind die Möglichkeiten der Korrektur der Printerbelichtung zur Verbesserung der Gutausbeute von unzureichend belichteten Negativen enorm und relativieren die Ergebnisse der besprochenen Aufnahme - Belichtungstechniken.
Auf beiden Sektoren wurde ein riesiger Fortschritt inbezug auf automatische Korrekturmöglichkeiten zur Erzielung der Gutausbeute erreicht, der gewissermaßen auf einem der beiden Sektoren [abgesehen von der nur im Printer möglichen Farbkorrektur] genügt hätte. Die erzielten Gutausbeuten in den Großlabors betragen 98% oder mehr für Farbpositive und der Anteil hieran aus beiden Sektoren [Aufnahme und Printen] lässt sich nicht mehr unterscheiden oder gar quantifizieren.
Während die Kameraindustrie die Entwicklung der Aufnahme - Belichtungsmethoden publikumswirksam betreiben kann, sind die Fortschritte bei der Printerbelichtung weitesgehend Insiderwissen geblieben.

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Die Topcon RE super leitete 1962 die TTL - Belichtungsmessung in SLR mit integraler Messung ein und berücksichtigte bereits die Dämpfung des Himmelslichtes mit fotoelektrischen Mitteln. Vorangegangen war die Vorstellung der Asahi Pentax Spotmatic [K2 Spot- Eye] 1960 mit Spotmessung als erste TTL - SLR überhaupt, die in dieser Form nicht produziert wurde.
Die optischen Anordnungen der integralen und der ersten partiellen TTL - Messungen werden beschrieben. Es wird dargestellt, dass die Einflüsse des Objektives und des Winkelfehlers der früheren Außenmessung durch die TTL - Messung elimiert sind und in welchem Maße der noch verbliebene Belichtungsfehler der integralen Messung auf der sensitometrischen Kurve wirkt.
Die hieraus entwickelten statistischen Untersuchungen einer wahrscheinlichen Bildstruktur sehr vieler unterschiedlicher Bildmotive, die zur mittenbetonten teilintegralen TTL - Belichtungsmessung führten werden behandelt und in diesem Zusammenhang die technisch - optischen Lösungen verschiedener SLR vorgestellt. Es wird sichtbar, dass unabhängig voneinander und nahezu zeitgleich in den Entwicklungszentren weltweit an diesen Lösungen gearbeitet wurde.
Die mit der Nikon FA 1983 erstmalig vorgestellte Mehrfeldmessung hat die TTL - Messung revolutioniert. Die Grundlagen und die Wirkung der Mehrfeldmessung werden anhand der 5 - Segment - Mehrfeldmessung der Nikon F3 beschrieben und es wird deutlich, dass der Effekt der Mehrfeldmessung, - die auf dem Vergleich eines aktuellen Motives mit den Werten einer gespeicherten Datenbank beruht -, in der automatischen Auswahl von partieller, oder mittenbetonter oder integraler Messung besteht.
Die weitere Entwicklung der Mehrfeldmessung mit steigender Anzahl von Mess - Segmenten und der Zusammenhang mit der AF - Technik wird mit Beispielen der optischen Lösungen an SLR erläutert, dabei zeigt sich, dass die klassischen Messmethoden der mittenbetonten teilintegralen und partiellen Messung zusätzlich zur Mehrfeldmessung angewandt werden.
Im Negativ - Positiv - Prozess, dem allgemeinen Fall der Amteurphotographie, hat die Printerbelichtung mit ihren Korrekturmöglichkeiten nach Dichte und Farbe einen beträchtlichen Einfluss auf das "richtig" belichtete Positiv, dem allgemeinen Endprodukt des photographischen Prozesses. Auch fehlbelichtete Negative können ausreichend gut zu "richtig" belichteten Positiven hinsichtlich der bildwichtigen Details nach Dichte und Farbe korrigiert werden.
Vor diesem Hintergrund werden die Fortschritte der Belichtungsmesstechnik bei der Aufnahme relativiert und und der Anteil beider Sektoren an der Gesamt - Gutausbeute lässt sich nicht mehr unterscheiden oder spezifisch quantifizieren.

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Mittlere Leuchtdichte B eines Ersatzmotives

Der Term entsteht aus dem einfachen bestimmten Integral der Summierung des Graukeiles.

... (1)

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Teilkontraste Ko und K1

... (2)

... (3)

 

Mit den Teilkontrasten K0 und K1 lassen sich die bei intergraler Messung auftretenden Über - und Unterbelichtungen auf Negativ- und auf Umkehrfilm berechnen.

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Abschätzung des maximal ausnutzbaren Objektumfanges = Bildkontrast K AU

Hierin bedeutet:

E: Beleuchtungsstärke in der Bildebene

 

Durch Reflexion im Bildraum entsteht Falschlicht und wird den Beleuchtungsstärken aller Bildelemente überlagert.
Annahme: Das Falschlicht beträgt 1% von Emax und Emin = 0. Damit wird

Beträgt das Falschlicht nur 0,02% von Emax, so steigt der Kontrast auf K AU = 505 mit lg K AU = 2,7

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Der Fundamentalfehler der integralen Belichtungsmessung

Der eintretende Belichtungsfehler L ist definiert

 

 

• für Negativfilm: ... (5)

 

• für Umkehrfilm: ... (6)

   

Dieser Belichtungsfehler ist von den drei Parametern Kontrast K AU, Hellanteil pH und Dunkelanteil pD abhängig. Seine Darstellung ist daher dreidimensional und in den Grenzen K AU = 0 ... 128, pH = 0 ... 1, pD = 0 ... 1 jeweils für Negativfilm und für Umkehrfilm berechnet worden [4]. Die z-Achse [Senkrechte] wird durch den Kontrast und die Fehlbelichtung bei integraler Messung, die x-Achse und y-Achse werden durch die Hell - bzw. Dunkelanteile gebildet. Dadurch entstehen die Kontrastflächen in räumlicher Darstellung, wobei innerhalb der Fehlbelichtungskörper die Varianten p H + p D liegen.
In den angegebenen Grenzen, in denen die Parameter des Bildes eines realen Motives variieren können und welches integral gemessen wird, treten Belichtungsfehler auf mit den Werten für Negativfilm L = + 4 bis - 3 für Umkehrfilm L = + 6 bis - 1 Werden nur die statistisch häufig auftretenden Bildparameter in den Grenzen 8 < K AU < 32, 0 < p H < 0,5, 0 < p D < 0,2 berücksichtigt, so erreichen die Belichtungsfehler bei integraler Messung die Werte für Negativfilm L = + 1,5 bis - 1,5 für Umkehrfilm L = + 1,5 bis - 1.

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Die Kalibrierungsgleichung

Das "Normlobjekt" in der Kalibrierungsgleichung:

Die Kalibrierungskonstante c setzt sich zusammen aus:

 

Hierin bedeuten:

H : Belichtung mit der mittleren Leuchtdichte B und der Belichtungszeit t Ko, norm : Teilkontrast des Normalobjektes a : Blendenzahl S : DIN Zahl der Filmempfindlichkeit [ 2 ] mit Ho = 1 lx s [ SW ], Ho = 1,78 lx s [ Neg.- Farbfilm ] : Abbildungsmaßstab : mittlere Transparenz des Objektives, mit Vignettierung und Lichtabfall : Funktion einer spektralen Wirksamkeit von fotoelektrischem Empfänger zu Film

In der Praxis erhielt die Kalibrierungskonstante c für Kameras mit integraler Belichtungsmessung den Wert ca 32 lx s < c < 64 lx s. Da die Funktionswerte von und Ho in der Kalibrierungsgleichung ca 1lxs betragen, folgt mit ( 8 ) der Teilkontrast Ko, norm des "Normalobjektes" mit ca 10 < Ko, norm < 16. Das Normalobjekt ist also mit seinem Teilkontrast Ko in der Kalibrierungskonstanten enthalten.

Vollständige Darstellung aller Fehlereinflüsse bei der Belichtung.

Alle Fehlereinflüsse bei der Belichtung in allgemeiner Form lassen sich durch partielle Differentation der Kalibrierungsgleichung gewinnen. Man erhält:

Hierin bedeuten:

Summe der Fehlereinflüsse = +/- F [int] +/- F [w] + /- F [Ob] +/- F [Mat] F [int] : Fundamentalfehler der Integralmessung F [w] : Fehler durch Winkeldifferenz von Messeinrichtung und Aufnahmeobjektiv bei Außenmessung F [Obj]: Einfluss der Wechselobjektive bei Aussenmessung F [Mat]: Einfluss des Filmmaterialserials, z.B. Abweichung der Filmempfindlichkeit

 

Darstellung der Kalibrierungsgleichung mit Lichtwerten

Aus der klassischen Darstellung der Kalibrierungsgleichung [ 7 ] lässt sich die Darstellung mit Lichtwerten über die Basiszahl 2 wie folgt ableiten:

 

eingesetzt in die Kalibrierungsgleichung folgt:

Lichtwert:
Belichtungswert:	... (9)
Für LV = 0 gilt:

daher ist C` = 5 und damit c = 32 [ c = 2 exp 5 ].

 

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