Dichte (Fotografie)

Unter Dichte oder Densität versteht man in der Fototechnik das Ausmaß der Umwandlung des lichtempfindlichen Materials infolge der Belichtung und Entwicklung in sichtbares Grau/Schwarz (Schwärzung) oder Farbe. Für transparente fotografische Materialien ist das die optische Dichte, für reflektierendes Material (Papierbild) wird die Größe entsprechend angegeben.

Die Sensitometrie beschäftigt sich mit dem Zusammenhang zwischen der Belichtung und der erzielten Dichte, der durch den Dichteumfang und die Dichtekurve (auch Gradationskurve) beschrieben und durch den Entwicklungsprozess beeinflusst werden kann.

Dichteumfang

Der Dichteumfang ist die Spannbreite zwischen der minimalen (D_min) und maximalen Dichte (D_max) eines lichtempfindlichen Materials, für einen Film also die Dichte des Trägermaterials (Blankfilmdichte) bzw. die maximale Schwärzung.

Beispielwerte für die maximal erreichbare Dichte D_max:

• Fotopapier ca. 2,0
• Negativfilm 3,0 bis 4,0
• Diafilm 2,0 bis 3,0

Bei der Digitalisierung von Filmen muss der Scanner die geringen Helligkeiten bei maximaler Schwärzung auflösen können. Konsumer-Produkte leisten das in der Regel nicht. Eine konstruktive Maßnahme ist die Verwendung eines Sensors mit besonders großem Dynamikumfang, wie einem Photomultiplier (im Trommelscanner). Eine Alternative ist die Verrechnung mehrerer verschieden belichteter Scans, siehe Multi-Exposure und HDRI-Erzeugung aus Belichtungsreihen.

Dichtekurve

Dichtekurve; der lineare Bereich befindet sich zwischen den Punkten B und C

Die Dichtekurve beschreibt den Zusammenhang zwischen Belichtung und der Reaktion des lichtempfindlichen Materials (Film, Sensor). Die Steilheit der Dichtkurve wird als Gamma-Wert, der Unterschied zwischen der maximalen und der minimalen Dichte auch als Dichteumfang bezeichnet.

Führen geringe Änderungen der Belichtung zu starken Änderungen der Dichte, spricht man von einem harten Verhalten (Gamma > 1), umgekehrt von einem weichen (Gamma < 1). Farb-Negativfilme neigen zu weichem, Diafilme zu hartem Verhalten. Fotografisches Schwarzweiß-Papier kann kontrastvariabel (mit anpassbarer Dichtekurve) ausgestattet werden.

Fotografisches Material ist nur in einem beschränkten Umfang in der Lage, linear, das heißt direkt proportional, auf Änderungen der Belichtung zu reagieren. Außerhalb dieses Bereiches werden Änderungen der Belichtung nicht mehr 1:1 in eine Änderung der Schwärzung (Dichte) überführt. Chemische Filme reagieren außerhalb des linearen Bereiches durch langsame Annäherung an die minimale und maximale Dichte, wobei Farbänderungen auftreten können. Digitale Sensoren wechseln im oberen Bereich hart vom linearen Verhalten (Gamma = 1) zur Sättigung, wobei je nach Farbe des abzubildenden Objekts unter Umständen nur einzelnen Farbkanäle betroffen sind.

Folgerungen für die Fotografie

Filmmaterial und Sensoren weisen einen eingeschränkten Dichteumfang auf. Diesem entspricht über die Dichtekurve ein Belichtungsumfang. Nur wenn der Motivkontrast kleiner ist als der Belichtungsumfang, kann das Motiv vollständig in allen Lichtern und Schatten wiedergegeben werden. Mit dem Zonensystem wurde versucht, die Wiedergabekette vom Motiv bis zum Positiv zu optimieren.

Die Gradationskurve in der digitalen Bildbearbeitung

Manche Software zur digitalen Bildbearbeitung bietet als Hilfsmittel an, Bilder mit Hilfe einer Gradationskurve (Tonwertkorrektur) zu verändern (z. B. in der Software GIMP im Menü Farben/Kurven oder in Photoshop im Menü unter Bild/Anpassen/Gradationskurve). Dabei kann zeichnerisch eine Beziehung zwischen den Eingangswerten der Bilder (oder einzelner Kanäle) und dem Rechenergebnis entworfen werden. Mögliche Anwendungen sind die Anhebung der Kontraste in den Schatten und Lichtern oder eine negative Darstellung des Bildes (Umkehr der Werte).

Siehe auch

• Gammakorrektur #Beispiel Bildbearbeitung

Weblinks

• Gradationskurven - Grundlagen und Anwendung
• Dichte und Dichteumfang