Grundausrüstung für die digitale Untertagefotografie
Vorwort:
Während der letzten Jahre hat die digitale Fotografie Quantensprünge vollzogen. Waren die ersten Kameras mit einer Aufösung von 800.000 Pixel als Fixfokus noch zu mehr als 1500 Euro zu haben, sind heute Kameras mit fast 6 Millionen Pixel als near-SLR zum selben Preis im Handel erhältlich.
Gerade durch den besonderen Einsatz in der Untertagefotografie entstehen Anforderungen an die digitale Kamera, die während der letzten Jahre nur mittels einer handelsüblichen analogen Spiegelreflexkamera zu bewältigen waren.
Die Lichtempfindlichkeit:
Hier scheiden sich die diversen Kameras. Grundsätzlich ist zu sagen, daß mit steigender ISO-Empfindlichkeit die Grobkörnigkeit der Bilder zunimmt. Daher sollten man ISO-200 nicht überschreiten.
Mit dieser Einstellung sollte man seine ersten Erfahrungen in „U-Übungs-Anlagen“ machen. Als U-Übungs-Anlage bieten sich übrigens Tunnel mit einer Mindestlänge von 100 m an. Hier wird der Bereich des Blitzes sicher überbrückt und man hat die ersten Wände für Tests. Man sollte sich nicht durch die Überbelichtung der vorhanden Lampen entmutigen lassen, wichtig ist der Bereich, der nicht mehr von den Lampen entsprechend ausgeleuchtet wird.
Das Geleucht:
Allgemeines zur Lichttemperatur
Die meisten Lichtquellen sind Temperaturstrahler. Erhitzt man einen Körper (z. B. ein Stück Stahl), wird er irgendwann beginnen, rot zu glühen. Erhitzt man weiter, glüht er gelb, dann weiss, und schliesslich blau. Er sendet stets ein kontinuierliches Spektrum elektromagnetischer Wellen aus, dessen Maximum sich mit steigender Temperatur zu kürzeren Wellenlängen (von Rot nach Blau) verschiebt. Die spektrale Zusammensetzung des Lichts, den ein (idealisierter) schwarzer Körper bei einer bestimmten Temperatur aussendet, charakterisiert man mit der Farbtemperatur. Mittleres Tageslicht entspricht rund 5000 K (K=Kelvin, die Temperatur in Kelvin entspricht der in °C + 273), da die Sonne auch ein Temperaturstrahler ist. Geringere Farbtemperaturen, also gelbliches bis rötliches Licht, werden durch Halogenlampen, normale Lampen und Flammen erzeugt. Höhere Farbtemperaturen, also bläuliches Licht, ergeben sich in praller Mittagssonne im Schatten (Beleuchtung durch den blauen Himmel) und nach Sonnenuntergang, vor allem, wenn Schnee liegt. Das Auge gleicht diese Farbstiche aus, bei Video- und Digitalkameras ist dafür ein Weissabgleich zuständig. Filme zeichnen die Farbstiche auf. In manchen Fällen, z. B. beim Fotografieren bei tiefstehender Abendsonne, ist die wärmer erscheinende Farbwiedergabe durch die geringere Farbtemperatur durchaus erwünscht.
Bei der Herstellung von Lampen ist man bemüht, eine möglichst hohe Temperatur der Glühwendel zu erreichen. Neben der Farbtemperatur steigt damit auch die Lichtausbeute und folglich der Wirkungsgrad. Der beliebigen Erhöhung der Temperatur steht aber entgegen, dass mit steigender Temperatur zunehmend Metall von der Wendel abdampft und sich auf dem Glaskolben niederschlägt, was zunächst zu einer Schwärzung des Kolbens und schliesslich zum Durchbrennen des Glühfadens führt. Da für die Wendel bereits Wolfram verwendet wird, steht kein Material mit höherem Schmelzpunkt und niedrigerem Dampfdruck zur Verfügung. Es gibt Lampen für die Fotografie, die mit Überspannung brennen und so eine höhere Lichtausbeute und Farbtemperatur um den Preis einer kurzen Lebensdauer bieten. Um haltbare Lampen mit höherer Lichtausbeute zu bauen, kann man sich eines chemischen und eines physikalischen Tricks bedienen:
Der chemische Trick kommt in Halogenlampen zur Anwendung. Halogene sind aggressive Gase, die sich mit Metallen zu Salzen verbinden. In einer Halogenlampe, die in ihrer Gasfüllung geringe Mengen eines Halogens enthält, verbindet sich das Halogen mit dem abgedampften Wolfram zu Wolframhalogenid. An der Wendeloberfläche selber herrschen so hohe Temperaturen, dass dort das Wolframhalogenid wieder zerfällt, das Wolfram wird so an die Wendel zurückgeführt und das Halogen wieder frei. Um zu verhindern, dass sich das Wolframhalogenid an der Kolbenwand niederschlägt, muss diese im Betrieb sehr heiss bleiben. Um dies zu gewährleisten, baut man die Lampen sehr kompakt. Dies ist zwar ein weiterer Vorteil von Halogenlampen, jedoch scheidet wegen der hohen Temperaturen normales Glas als Material für den Kolben aus. Aufgrund des verwendeten Quarzes sind Halogenlampen teurer als herkömmliche Glühbirnen. Der Kolben darf nicht mit den Fingern berührt werden, da sich anhaftende Fettspuren in den Kolben einbrennen und die Lampe mittelfristig zerstören.
Der physikalische Trick besteht darin, dem Dampfdruck der Metallwendel durch einen Gegendruck zu begegnen: Einerseits lässt sich für die Füllung des Kolbens ein schwereres Gas verwenden. Da jedoch wegen der hohen Reaktivität des heissen Metalls nur Edelgase in Betracht kommen, beschränkt sich die Auswahl auf die schweren Edelgase Krypton und Xenon, die relativ teuer sind. Andererseits ist es möglich, den Kolben unter Druck zu setzen. Da von einem unter 100 bar Druck gesetzten Quarzkolben jedoch eine erhebliche Gefahr ausgeht, kommen solche Lampen nur in Sonderfällen wie Stadion-Flutlichtern oder Leuchttürmen zum Einsatz.
Elektrisches Geleucht
Wir sehen also, dass man mittels eines Halogenstrahlers eine recht hohe Lichtausbeute in Relation zum Eigengewicht erzeugen kann. Gedoch ist zu bemerken, dass die meisten Handscheinwerfen aufgrund ihrer Reflektoren ein punktförmiges Licht erzeugen. Nur durch die folgend beschriebenen Verfahren ist daher eine Raumausleuchtung möglich.
Klassisches Geleucht
Zu den klassischen Geleuchten zählen die Gasdampflampen, basierung auf Karbid, Petroleum oder Benzin. Die Farbtempertur dieser Lampen geht in das Gelbliche. Mittels einer solchen Lampe ( z.B. Petromax HK500) erhält man sehr schnell Lichausbeuten einer herkömmlichen 400 Watt-Lampe ohne Reflektor. Jedoch ist zu bedenken, dass diese Lampen keine simpel zu bedienendes Geleucht sind, sondern „Lichtmaschienen“ sind. Ohne ausreichende Übung hat man mit diesen Lampen keine Freude, sondern eher Gefahren mit sich. Weiterhin ist die Abwärme dieser Lampen ( ca. 1,5 kW bei einer HK500) ein Problem für die eigentlichen Bewohner in Hohlbauten. Bereits geringste Temperaturdifferenzen bringen die Fledermäuse zum Wiedererwachen. Man denke daher bitte bei der Auswahl des Wunschgeleuchts an die Tierwelt.
Die Ausleuchtung:
Je größer ein Raum, desto problematischer wird die Ausleuchtung. Hier ist ein Kompromiss zu schließen zwischen dem, was man aufwenden möchte und dem, was man erreichen möchte. Ein optimales Bild entsteht erst durch Erstellung präziser Ausleuchtungen und bedeutet ein maximum an Equipment. Im Folgenden werden unterschiedliche Varianten vorgestellt, die das belastende Gewicht eines Foto-Befahrers wesentlich senken.
Die sequentielle Ausleuchtung mittels Handscheinwerfer:
Zur Vorbereitung stellt man seine Kamera auf ein Stativ und suche sich die optimale Positionierung durch das vorhandene Display. Hier dient der Handscheinwerfer als Motivsucher. Da viele Kameras nicht über die Möglichkeit verfügen einen externen Auslöser anzuschließen, nutze man den Weg des Selbstauslösers. Generell reagieren Kameras auf den Selbstauslöser wie folgt: Mit drücken des Auslösers wird fokussiert, die Zeitsteuerung wird gestartet. Nun ist ein verwackeln nicht mehr möglich. Sobald der Startton erfolgt, fangen wir an, den Stollen mit dem Handscheinwerfer kreisförmig von hinten zu beleuchten. Die Geschwindigkeit richtet sich an die Möglichkeiten der Kamera ( max. Belichtungszeit ). Wer möchte, kann sich die Ausleutung im forderen Bereich durch die Verwendung des internen Blitzgerätes sparen. Wichtig ist, Randbereiche (Wände und Boden ) zu beleuchten; Der Innenraum wird durch die Lichtreflektion entsprechend mitbeleuchtet.
Meine persönliche Erfahrung hat gezeigt, dass die Ausleuchtung mittels Fokus-Lampen nicht optimal ist. Beim hin-und herdrehen des Fokusrings entstehen Überbelichtungen in einem sehr engen Bereich (röhrenförmige Überbelichtung).
Die „Blitzlichtwanderung“
Bei Kameras die einen echten „Bulb“-Modus bieten, d.h. eine dauerhaft offene Blende, ist die folgende Variante anwendbar: Man gehe, entsprechend der Reichweitenkenntnis des Blitzes mit dem Blitzgerät durch den Stollen und belichte Meter für Meter. Der Stollen erscheint hier mit unterschiedlicher Helligkeit über die gesamte Strecke. Weiterhin entstehen interessante Schattenrisse durch die eigene Person. Aber auch dieses Verfahren hat einen entscheidenden Nachteil : Um eine Linienbildung durch die Stirnlampe zu vermeiden ist diese auszuschalten. Man begeht also den Fotobereich nur „Errinnerlich“, nicht mit dauerhafter Sicht. Unangenehm wird es erst, wenn man ohne Licht in einen tiefen Gesenk verschwunden ist.
Der Megastollen ( in Schwarz-Weiss ):
Wie im Vorwort gesagt, hier wird die Fotografie im tragbaren Rahmen beschrieben. Wollen wir einen Stollen mit 5 km Länge in einem Bild bannen, gäbe es die Möglichkeit, die ersten beiden Varianten zu verwenden. Leider hätten wir dann ca. 250 kg pro Person bei uns. Daher hier ein Tip für die Dokumentation sehr tiefer Anlagen mittels monochromatischen Lichtes.
Wir nehmen einen Diodenlaser in der Leistungsklasse 5 mW und dazu einen Linienprojektionssatz ( zu finden z.B. bei Laserwasserwaagen). Mittels diesem Lichtbalken, vergleichbar zu 1 & 2 können wir nun den Raum fächerförmig ausleuchten. Nach abschließender Bearbeitung am Computer zum SW-Bild haben wir einen Gesamteindruck der Gesamtanlage. Nachteil dieser Variante ist eine Liniierung in vertikaler oder horizontaler Ausrichtung. Zur Gesamtdokumentation ( Übersichtsbild ) reicht diese 250 Gramm Variante allerdings aus.
Nachwort:
Die vorbeschrieben Varianten sollen nur ein Beispiel für die Machbarkeit digitaler Fotografie in Hohlbauten. Sie beziehen sich speziell auf Kameramodelle von Olympus, HP und letztendlich von Fuji. Inwieweit die Ergebnisse auf andere Modelle zu transponieren sind, ist dem Autor nicht bekannt.
Vorwort:
Während der letzten Jahre hat die digitale Fotografie Quantensprünge vollzogen. Waren die ersten Kameras mit einer Aufösung von 800.000 Pixel als Fixfokus noch zu mehr als 1500 Euro zu haben, sind heute Kameras mit fast 6 Millionen Pixel als near-SLR zum selben Preis im Handel erhältlich.
Gerade durch den besonderen Einsatz in der Untertagefotografie entstehen Anforderungen an die digitale Kamera, die während der letzten Jahre nur mittels einer handelsüblichen analogen Spiegelreflexkamera zu bewältigen waren.
Die Lichtempfindlichkeit:
Hier scheiden sich die diversen Kameras. Grundsätzlich ist zu sagen, daß mit steigender ISO-Empfindlichkeit die Grobkörnigkeit der Bilder zunimmt. Daher sollten man ISO-200 nicht überschreiten.
Mit dieser Einstellung sollte man seine ersten Erfahrungen in „U-Übungs-Anlagen“ machen. Als U-Übungs-Anlage bieten sich übrigens Tunnel mit einer Mindestlänge von 100 m an. Hier wird der Bereich des Blitzes sicher überbrückt und man hat die ersten Wände für Tests. Man sollte sich nicht durch die Überbelichtung der vorhanden Lampen entmutigen lassen, wichtig ist der Bereich, der nicht mehr von den Lampen entsprechend ausgeleuchtet wird.
Das Geleucht:
Allgemeines zur Lichttemperatur
Die meisten Lichtquellen sind Temperaturstrahler. Erhitzt man einen Körper (z. B. ein Stück Stahl), wird er irgendwann beginnen, rot zu glühen. Erhitzt man weiter, glüht er gelb, dann weiss, und schliesslich blau. Er sendet stets ein kontinuierliches Spektrum elektromagnetischer Wellen aus, dessen Maximum sich mit steigender Temperatur zu kürzeren Wellenlängen (von Rot nach Blau) verschiebt. Die spektrale Zusammensetzung des Lichts, den ein (idealisierter) schwarzer Körper bei einer bestimmten Temperatur aussendet, charakterisiert man mit der Farbtemperatur. Mittleres Tageslicht entspricht rund 5000 K (K=Kelvin, die Temperatur in Kelvin entspricht der in °C + 273), da die Sonne auch ein Temperaturstrahler ist. Geringere Farbtemperaturen, also gelbliches bis rötliches Licht, werden durch Halogenlampen, normale Lampen und Flammen erzeugt. Höhere Farbtemperaturen, also bläuliches Licht, ergeben sich in praller Mittagssonne im Schatten (Beleuchtung durch den blauen Himmel) und nach Sonnenuntergang, vor allem, wenn Schnee liegt. Das Auge gleicht diese Farbstiche aus, bei Video- und Digitalkameras ist dafür ein Weissabgleich zuständig. Filme zeichnen die Farbstiche auf. In manchen Fällen, z. B. beim Fotografieren bei tiefstehender Abendsonne, ist die wärmer erscheinende Farbwiedergabe durch die geringere Farbtemperatur durchaus erwünscht.
Bei der Herstellung von Lampen ist man bemüht, eine möglichst hohe Temperatur der Glühwendel zu erreichen. Neben der Farbtemperatur steigt damit auch die Lichtausbeute und folglich der Wirkungsgrad. Der beliebigen Erhöhung der Temperatur steht aber entgegen, dass mit steigender Temperatur zunehmend Metall von der Wendel abdampft und sich auf dem Glaskolben niederschlägt, was zunächst zu einer Schwärzung des Kolbens und schliesslich zum Durchbrennen des Glühfadens führt. Da für die Wendel bereits Wolfram verwendet wird, steht kein Material mit höherem Schmelzpunkt und niedrigerem Dampfdruck zur Verfügung. Es gibt Lampen für die Fotografie, die mit Überspannung brennen und so eine höhere Lichtausbeute und Farbtemperatur um den Preis einer kurzen Lebensdauer bieten. Um haltbare Lampen mit höherer Lichtausbeute zu bauen, kann man sich eines chemischen und eines physikalischen Tricks bedienen:
Der chemische Trick kommt in Halogenlampen zur Anwendung. Halogene sind aggressive Gase, die sich mit Metallen zu Salzen verbinden. In einer Halogenlampe, die in ihrer Gasfüllung geringe Mengen eines Halogens enthält, verbindet sich das Halogen mit dem abgedampften Wolfram zu Wolframhalogenid. An der Wendeloberfläche selber herrschen so hohe Temperaturen, dass dort das Wolframhalogenid wieder zerfällt, das Wolfram wird so an die Wendel zurückgeführt und das Halogen wieder frei. Um zu verhindern, dass sich das Wolframhalogenid an der Kolbenwand niederschlägt, muss diese im Betrieb sehr heiss bleiben. Um dies zu gewährleisten, baut man die Lampen sehr kompakt. Dies ist zwar ein weiterer Vorteil von Halogenlampen, jedoch scheidet wegen der hohen Temperaturen normales Glas als Material für den Kolben aus. Aufgrund des verwendeten Quarzes sind Halogenlampen teurer als herkömmliche Glühbirnen. Der Kolben darf nicht mit den Fingern berührt werden, da sich anhaftende Fettspuren in den Kolben einbrennen und die Lampe mittelfristig zerstören.
Der physikalische Trick besteht darin, dem Dampfdruck der Metallwendel durch einen Gegendruck zu begegnen: Einerseits lässt sich für die Füllung des Kolbens ein schwereres Gas verwenden. Da jedoch wegen der hohen Reaktivität des heissen Metalls nur Edelgase in Betracht kommen, beschränkt sich die Auswahl auf die schweren Edelgase Krypton und Xenon, die relativ teuer sind. Andererseits ist es möglich, den Kolben unter Druck zu setzen. Da von einem unter 100 bar Druck gesetzten Quarzkolben jedoch eine erhebliche Gefahr ausgeht, kommen solche Lampen nur in Sonderfällen wie Stadion-Flutlichtern oder Leuchttürmen zum Einsatz.
Elektrisches Geleucht
Wir sehen also, dass man mittels eines Halogenstrahlers eine recht hohe Lichtausbeute in Relation zum Eigengewicht erzeugen kann. Gedoch ist zu bemerken, dass die meisten Handscheinwerfen aufgrund ihrer Reflektoren ein punktförmiges Licht erzeugen. Nur durch die folgend beschriebenen Verfahren ist daher eine Raumausleuchtung möglich.
Klassisches Geleucht
Zu den klassischen Geleuchten zählen die Gasdampflampen, basierung auf Karbid, Petroleum oder Benzin. Die Farbtempertur dieser Lampen geht in das Gelbliche. Mittels einer solchen Lampe ( z.B. Petromax HK500) erhält man sehr schnell Lichausbeuten einer herkömmlichen 400 Watt-Lampe ohne Reflektor. Jedoch ist zu bedenken, dass diese Lampen keine simpel zu bedienendes Geleucht sind, sondern „Lichtmaschienen“ sind. Ohne ausreichende Übung hat man mit diesen Lampen keine Freude, sondern eher Gefahren mit sich. Weiterhin ist die Abwärme dieser Lampen ( ca. 1,5 kW bei einer HK500) ein Problem für die eigentlichen Bewohner in Hohlbauten. Bereits geringste Temperaturdifferenzen bringen die Fledermäuse zum Wiedererwachen. Man denke daher bitte bei der Auswahl des Wunschgeleuchts an die Tierwelt.
Die Ausleuchtung:
Je größer ein Raum, desto problematischer wird die Ausleuchtung. Hier ist ein Kompromiss zu schließen zwischen dem, was man aufwenden möchte und dem, was man erreichen möchte. Ein optimales Bild entsteht erst durch Erstellung präziser Ausleuchtungen und bedeutet ein maximum an Equipment. Im Folgenden werden unterschiedliche Varianten vorgestellt, die das belastende Gewicht eines Foto-Befahrers wesentlich senken.
Die sequentielle Ausleuchtung mittels Handscheinwerfer:
Zur Vorbereitung stellt man seine Kamera auf ein Stativ und suche sich die optimale Positionierung durch das vorhandene Display. Hier dient der Handscheinwerfer als Motivsucher. Da viele Kameras nicht über die Möglichkeit verfügen einen externen Auslöser anzuschließen, nutze man den Weg des Selbstauslösers. Generell reagieren Kameras auf den Selbstauslöser wie folgt: Mit drücken des Auslösers wird fokussiert, die Zeitsteuerung wird gestartet. Nun ist ein verwackeln nicht mehr möglich. Sobald der Startton erfolgt, fangen wir an, den Stollen mit dem Handscheinwerfer kreisförmig von hinten zu beleuchten. Die Geschwindigkeit richtet sich an die Möglichkeiten der Kamera ( max. Belichtungszeit ). Wer möchte, kann sich die Ausleutung im forderen Bereich durch die Verwendung des internen Blitzgerätes sparen. Wichtig ist, Randbereiche (Wände und Boden ) zu beleuchten; Der Innenraum wird durch die Lichtreflektion entsprechend mitbeleuchtet.
Meine persönliche Erfahrung hat gezeigt, dass die Ausleuchtung mittels Fokus-Lampen nicht optimal ist. Beim hin-und herdrehen des Fokusrings entstehen Überbelichtungen in einem sehr engen Bereich (röhrenförmige Überbelichtung).
Die „Blitzlichtwanderung“
Bei Kameras die einen echten „Bulb“-Modus bieten, d.h. eine dauerhaft offene Blende, ist die folgende Variante anwendbar: Man gehe, entsprechend der Reichweitenkenntnis des Blitzes mit dem Blitzgerät durch den Stollen und belichte Meter für Meter. Der Stollen erscheint hier mit unterschiedlicher Helligkeit über die gesamte Strecke. Weiterhin entstehen interessante Schattenrisse durch die eigene Person. Aber auch dieses Verfahren hat einen entscheidenden Nachteil : Um eine Linienbildung durch die Stirnlampe zu vermeiden ist diese auszuschalten. Man begeht also den Fotobereich nur „Errinnerlich“, nicht mit dauerhafter Sicht. Unangenehm wird es erst, wenn man ohne Licht in einen tiefen Gesenk verschwunden ist.
Der Megastollen ( in Schwarz-Weiss ):
Wie im Vorwort gesagt, hier wird die Fotografie im tragbaren Rahmen beschrieben. Wollen wir einen Stollen mit 5 km Länge in einem Bild bannen, gäbe es die Möglichkeit, die ersten beiden Varianten zu verwenden. Leider hätten wir dann ca. 250 kg pro Person bei uns. Daher hier ein Tip für die Dokumentation sehr tiefer Anlagen mittels monochromatischen Lichtes.
Wir nehmen einen Diodenlaser in der Leistungsklasse 5 mW und dazu einen Linienprojektionssatz ( zu finden z.B. bei Laserwasserwaagen). Mittels diesem Lichtbalken, vergleichbar zu 1 & 2 können wir nun den Raum fächerförmig ausleuchten. Nach abschließender Bearbeitung am Computer zum SW-Bild haben wir einen Gesamteindruck der Gesamtanlage. Nachteil dieser Variante ist eine Liniierung in vertikaler oder horizontaler Ausrichtung. Zur Gesamtdokumentation ( Übersichtsbild ) reicht diese 250 Gramm Variante allerdings aus.
Nachwort:
Die vorbeschrieben Varianten sollen nur ein Beispiel für die Machbarkeit digitaler Fotografie in Hohlbauten. Sie beziehen sich speziell auf Kameramodelle von Olympus, HP und letztendlich von Fuji. Inwieweit die Ergebnisse auf andere Modelle zu transponieren sind, ist dem Autor nicht bekannt.
Demnächst werde ich mir Gedanken machen, meinen alten Jagdhut zu tragen ( wegen der Kopfbedeckung ).
, Red is beautyfull
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