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Prager Fotoschule Österreich

Hochgeschwindigkeitsfotografie

Chronofotografie

8 Geschichte der Fotografie Hochgeschwindigkeitsfotografie, Chronofotografie

(Geschichte der Fotografie.docx)

Version: 1.0/RH Druckdatum: 05.Mär. 2012 Seite: 2 Copyright (C) Helmut Reitbauer (www.bilder-reihe.at) 2012 All Rights reserved!

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung _____________________________________________________________ 3

2 Geschichte der Chronografie _____________________________________________ 5

2.1 Definitionen ________________________________________________________________ 5

2.2 Geschichtsübersicht__________________________________________________________ 5

2.3 Spezialkameras und Verfahren ________________________________________________ 6

2.4 Harold E. Edgerton __________________________________________________________ 9

3 Praktische Anwendungen heute __________________________________________ 12

3.1 Tropfenfotografie __________________________________________________________ 12

3.2 Fotos mit Gewehrkugeln _____________________________________________________ 15

4 Impressum ___________________________________________________________ 18




1 Einleitung

Bilder von Harold Edgerton, wie man sie auf der Titelseite sieht, habe ich immer schon bewundert. In diversen Fotobüchern und Fotozeitschriften sind sie immer wieder abgebildet. Dass das Apfelbild schon 1964 aufgenommen wurde, hat mich schon etwas verwundert, weil ich nicht wusste, dass die Technik damals schon so weit entwickelt war.

Ich bin aber dem Thema nicht weiter nachgegangen. Besonders deshalb, weil in meinen Vorstellungen ein großer technischer Aufwand notwendig ist, damit man solche Aufnahmen machen kann. So etwas würde ich nie machen können und deshalb blieb ich bei der Bewunderung der Fotos.

Aber das Thema ließ nicht locker und kam in Form der Tropfenfotografie wieder in mein Leben. Ein befreundetes Ehepaar aus unserem Fotoclub beschäftigt sich schon länger mit der Tropfenfotografie und sie werden auch demnächst einen Vortrag im Rahmen eines Clubabends machen. Ich bin schon sehr gespannt darauf. Ich bewundere ihre Fotos, aber die technische Seite interessierte mich trotzdem nicht.

Ich kann anscheinend das Thema nicht ignorieren, weil es mich immer wieder auffordert hin zu sehen. Der nächste Anstoß kam in Form eines Hobbyfotografen, den ich bei einem Workshop kennen lernte und der auch wunderschöne Tropfenfotos macht. Fast gleichzeitig kam auch ein Hobbyfotograf (Daniel Nimmervoll) als Facebook-Freund dazu, der auch wunderschöne Tropfenfotos macht. Inzwischen macht er auch Fotos mit zwei Tropfen, die sich im Bild spektakulär vereinigen bzw. kreuzen.

Trotzdem blieb es bei der Bewunderung der Fotos, ohne den technischen Hintergrund zu erforschen. Und dann kam dieses Bild von Daniel Nimmervoll auf eine Facebookseite!

Und dieses Foto machte mich nun neugierig. Ich hatte ein paar Mal kurz mit Daniel geschrieben und kannte ein wenig sein fotografisches Umfeld. Dieses Foto zerstörte meine vorgefasste Meinung im Kopf bezüglich eines großen technischen Aufwandes.




Ich konnte mir nicht vorstellen, dass Daniel teures Equipment hatte, um so ein Foto zu machen. Nach einer Rückfrage verwies er mich auf eine Internetseite, wo dargestellt ist, wie er seine Tropfen foto-grafiert bzw. ich fand auf seiner FB-Seite eine Foto über die Aufnahmeanordnung für das Glüh-birnenfoto bzw. weitere Schussfotos (Ei, Eis, usw.). Doch dazu später!

Und nun war es soweit! Das Thema hat gesiegt und ich beschäftigte mich nun auch mit dem technischen Umfeld zu den Fotos bzw. mit der Geschichte damit. Und wenn ich mich schon damit beschäftige kann ich gleich eine Aufgabenlösung für die Prager Fotoschule daraus machen. Ob ich einmal solche Fotos selbst machen werde, kann ich derzeit nicht sagen.

Tropfenfoto von Daniel Nimmervoll!




2 Geschichte der Chronografie

2.1 Definitionen

Die Chronofotografie oder auch Hochgeschwindigkeitsfotografie ist die Kunst, schnelle oder plötz-liche Bewegungen fotografisch festzuhalten. Die Hochgeschwindigkeitsfotografie ist ein Teilgebiet der Fotografie welches sich mit der fotografischen Aufnahme von sehr schnellen Bewegungen beschäftigt. Beispielsweise eine Gewehrkugel im Moment des Einschlags, ein Ballon im Moment des Platzens. Ziel ist es den schnellen Bewegungen "einzufrieren" und diese sehr schnellen Vorgänge überhaupt erst für das träge menschliche Auge sichtbar zu machen.

Durch die technische Entwicklung in der Kamera-Verschlusstechnik und bei Filmmaterialien haben sich die Möglichkeiten schnelle Motive und ihre Bewegung mit handelsüblichen Kameras auf-zunehmen stark verbessert. Verschlusszeiten von 1/4000 Sekunde sind heute bei erschwinglichen analogen Spiegelreflexkameras durchaus üblich.

Mit Hilfe eines technischen Tricks kann man bei älteren Kameras kurze Verschlusszeiten emulieren, indem man bei geöffnetem Kameraverschluss als einzige Lichtquelle ein Blitzgerät verwendet, dessen kurze Abbrenndauer die Bewegung ebenfalls einfriert. Die korrekte Belichtung wird in diesem Fall durch eine Belichtungsreihe ermittelt. Mit Hilfe eines Stroboskopblitzes lassen sich nach dem gleichen Prinzip Bewegungsabläufe mit Hilfe der Mehrfachbelichtung visualisieren. In diesem Fall spricht man nicht mehr von Chronofotografie, sondern von Kurzzeitfotografie.

2.2 Geschichtsübersicht

In der Entwicklung der Fotografie wurden in den 1870er und 1880er Jahren durch empfindliche Photomaterialien und schnelle Kameraverschlüsse sogenannte "Augenblicks- oder Momentphotografien" möglich, Aufnahmen bewegter Objekte. Die Pioniere der Chronofotografie

• Ottomar Anschütz (http://de.wikipedia.org/wiki/Ottomar_Ansch%C3%BCtz) • Albert Londe (http://de.wikipedia.org/wiki/Albert_Londe) • Étienne-Jules Marey (http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%89tienne-Jules_Marey) • Eadweard Muybridge (http://de.wikipedia.org/wiki/Eadweard_Muybridge)

entwickelten verschiedene Techniken, um durch eine schnelle Folge von Aufnahmen (Serienfotografie) Bewegungsabläufe sichtbar zu machen. Serienfotografie und Chronofotografie wurden ursprünglich gleichbedeutend verwendet. (Quelle: Wikipedia)

Muybridge gelang 1878 der Nachweis, dass ein Pferd im Galopp kurzzeitig mit allen vier Hufen vom Boden abhebt. Diese frühen Serienaufnahmen lieferten wichtige Impulse für die Entwicklung der „bewegten Bilder“ und waren damit auch Vorläufer des Kinofilms. (Quelle: Wikipedia)

Pferd im Galopp von Eadweard Muybridge




Weitere Pioniere der Hochgeschwindigkeitsfotografie:

• Wordsworth Donisthorpe (1847–1914) http://de.wikipedia.org/wiki/Wordsworth_Donisthorpe • Ernst Kohlrausch (1850–1923) http://de.wikipedia.org/wiki/Ernst_Kohlrausch • Harold E. Edgerton (1903–1990) http://de.wikipedia.org/wiki/Harold_E._Edgerton

Wordsworth Donisthorpe (* 24. März 1847 in Leeds, England; † 30. Januar 1914 in Shottermill, England) war ein englischer Rechtsanwalt und der erste Mensch, der versuchte, ein Tonaufzeichnungsgerät mit einer Kamera zu verschmelzen. Donisthorpe baute 1876 in London eine Plattenkamera zur Aufnahme von acht Bildern in der Sekunde. Er verwendete Trockenplatten, die nach der Belichtung von einem oberen Magazin in ein unteres rutschten. Er machte damit auch Zeitrafferaufnahmen. Es wurde ihm am 9. November 1876 das britische Patent Nr. 4344 ausgestellt. Zusammen mit William Crofts entwickelte er ein Verfahren zur Aufnahme und Projektion mit kontinuierlich laufendem Papierband, das sie 1889 beschrieben: Brevet Français 209'174 vom 28. Oktober 1890, Britisches Patent, Nr. 12'921, vom 15. November 1890 und Deutsches Reichs-Patent 58'166 vom 9. November 1890. 1893 sandte er eines seiner unperforierten Bildbänder an Jean-Aimé „Acme“ LeRoy.

Ernst Kohlrausch (* 26. November 1850 in Lüneburg; † 16. Mai 1923 in Hannover) war ein deutscher Sport-wissenschaftler und Filmpionier. Um menschliche Bewegung abzubilden, entwickelte er einen Apparat, der die Aufnahme von Photoreihen erlaubte. Vermutlich war er der erste, der in Deutschland 1893 öffentlich bewegte Bilder vorführte.

Harold E. Edgerton ist in Punkt 2.4 genauer dargestellt.

2.3 Spezialkameras und Verfahren

Im Laufe der Zeit wurden viele Erfindungen und Weiterentwicklungen gemacht, um noch bessere und schneller Fotos machen zu können. Bzw. es wurden verschiedene Verfahren entwickelt und auch die Blitzlampen verbessert. Harold Edgerton erfand auch den Stroboskopblitz.

Eine der kuriosesten Erfindungen war wohl die chronografische Flinte bzw. das fotografische Gewehr, die das Visieren auf bewegte Objekte vereinfachte. Der folgende Auszug ist aus Wikipedia!

Die chronofotografische Flinte (auch bekannt als fotografisches Gewehr) ist eine Erfindung des französischen PhysiologenÉtienne-Jules Marey aus dem Jahr 1883, die das Visieren und Fotografieren von im Raum bewegten Objekten erlaubte.

Eadweard Muybridges (eigentlich Edward James Muggeridge) Bewegungsstudien in Animal locomotion (1877) und The Human Figure in Motion waren in aufwändigen Versuchsanordnungen mit zunächst 12, später 24 und schließlich bis zu 30 Kameras entstanden. Die chronofotografische Flinte reduzierte diesen Aufwand, indem eine ganze Serie von Belichtungen auf einer einzigen Platte festgehalten wurden. Eine später entwickelte verbesserte Version der chronofotografischen Flinte konnte dann sogar für jede Bewegungsphase ein eigenes Bild aufzeichnen.

Mareys Erfindung basierte auf dem astronomischen Revolver des französischen AstronomenPierre Jules César Janssen von 1874. Die chronofotografische Flinte, der chronofotografische Projektor (1889) und Muybridges Zoopraxiskop (1879) gelten als unmittelbare Vorläufer zur Erfindung des Kinematographen.

In der Sowjetunion fertigten die Kamerawerke Krasnogorsk ab Mitte der 1960er Jahre ein Fotogewehr unter der Bezeichnung Photo Sniper Zenit 12S mit verschiedenen Varianten. Dabei handelte es sich allerdings nicht um eine chronofotografische Kamera, sondern um eine spezielle, portable Teleobjektiv-Spiegelreflexkamera mit Schulterstativ, Pistolengriff und großer Brennweite.




Cranz-Schardin-Verfahren

Das Cranz-Schardin-Verfahren, benannt nach den Ballistikern Carl Cranz und Hubert Schardin, dient der kinematographischen Aufnahme schnell ablaufender Vorgänge. Mittels einer sogenannten Funkenzeitlupenkamera (auch 24-Funken-Kamera genannt), die 1929 von Cranz und Schardin entwickelt wurde, können 24 Bilder mit einer Frequenz bis zu fünf Megahertz (MHz) aufgenommen werden.

Die Besonderheit an der Entwicklung dieses Verfahrens ist, dass es erstmals gelang, Bilder durch die Beleuchtung mit einzelnen räumlich entfernten Funken mit dieser speziellen Kamera rein optisch auf ruhendem Film getrennt aufzunehmen. Dadurch konnten sehr schnelle dynamische Prozesse, wie z. B. die Flugbahn eines Geschosses, verfolgt werden. Die Funkenzeitlupenkamera ist heute noch im Einsatz.




Die Funkenzeitlupe besteht einerseits aus einem Funkenkopf, aus dem 24 Funken gezündet werden und als Lichtquelle dienen, und andererseits aus einer Kamera mit 24 Objektiven, bei der jeweils die Objekte auf die Lichtstrahlen abgestimmt sind; Funkenkopf und Kamera stehen sich dabei gegenüber. Der Lichtstrahl des Funkes wird so an einer Linse gebündelt, das er nach dem Durchdringen des Objekts genau in die Kamera fokussiert wird. Die Zündung der Funken, die sehr schnell geschieht, erfolgt zeitlich versetzt, wobei jeder Funke ein Bild hervorbringt. Somit erhält man eine Reihe von 24 Fotos.

Diese sehr kurze Belichtungszeit und die sehr genau einstellbaren zeitlichen Abstände zwischen den Blitzen ermöglichen extrem scharf gestochene Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, deren Bildfrequenzen bis zu 5 Mhz betragen können.

Kameras dieses Typs werden immer noch verwendet. Der Vorteil dieses Kameratyps liegt in der hohen Auflösung der optischen Speicherung auf einer Fotoplatte (heute einige 10 GByte), gepaart mit relativ hohen Bildraten von mehreren MHz. (Quelle: Wikipedia)

Kamera mit 24 Objektiven Blitzkopf mit 24 Funkenstrecken (hier sind 2 ausgebaut)

Weitere Kameraarten

• Trommelkamera • Drehspiegelkamera • Zeilenkamera • Streak-Kamera • Sequenzkamera/Single-Shot-Kamera • Zeitrafferkamera • Roboteyepair by Analogic Computers Inc • Phantom Highspeed-Kamera (Photosonic) •

Eine sehr gute Übersicht zu diesen Kameras findet man auf folgender Webseite:

http://mnd-w1.fh-friedberg.de/wpfoto/pdf/Hochgeschwindigkeit.pdf




2.4 Harold E. Edgerton

Harold Eugene „Doc“ Edgerton (* 6. April 1903 in Fremont, Nebraska, USA; † 4. Januar 1990 in Cambridge, Massachusetts) war ein amerikanischer Elektroingenieur, Erfinder des elektrischen Stroboskops und Pionier der Hochgeschwindigkeitsfotografie. Der Öffentlichkeit bekannt ist er vor allem durch spektakuläre Aufnahmen von abgefeuerten Projektilen, Flüssigkeitstropfen und Atombomben.

Er erreichte den Bachelor 1925, den Master 1927. Promovierte 1931 und wurde danach habilitiert und Professor am MIT. Im Jahr 1937 bekam er die Bronzemedaille der Royal Photographic Society. Neben dem elektrischen Blitzlicht für Fotoapparate wurde das Stroboskop zur wichtigen technischen Anwendung. Kurzzeit-Messungen, die über die Fähigkeiten des menschlichen Auges hinausgehen, wurden möglich.

Edgerton verband Fotografie und Wissenschaft. Er selbst sah sich nie als Künstler, sondern als Wissenschaftler. Besonders ging es Edgerton darum, Dinge sichtbar zu machen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, da sie beispielsweise zu schnell ablaufen (z. B. Projektil im Flug, Bewegungsabläufe beim Sport, der Flug bzw. der Flügelschlag von Vögeln...). Durch seine Erfindung des Elektronenblitzverfahrens und des Stroboskop-Blitzgerätes wurde es möglich, extrem schnelle Bewegungsabläufe sichtbar zu machen.

Die US Army entdeckte den praktischen Nutzen seiner Arbeit. Edgerton wurde während des Zweiten Weltkrieges beauftragt, einen Blitz zu entwickeln, der für Luftaufnahmen geeignet ist. Sein entwickeltes System erlaubte es, nächtliche Erkundungsflüge durchzuführen, die wesentlich zum Ausgang des Krieges beitrugen. Nach dem Krieg gründete er zusammen mit Kenneth Germeshausen und Herbert Grier die EG&G Inc. Sie entwickelten eine Kamera, mit der es möglich war, aus nur 7 Meilen Entfernung eine Atombombenexplosion zu fotografieren (Rapatronic Kamera). Später beschäftigte sich Edgerton mit Sonar- und Unterwasserfotografie. Er ermöglichte Forschern wie Jacques Cousteau, die Tiefen der Meere zu erforschen und zu erhellen.

Edgerton prägte kurz vor seinem Tode den Spruch, in dem er seine Lebensphilosophie zusammenfasste: „Work like hell, tell everyone everything you know, close a deal with a handshake, and have fun.“ 1940 drehte George Sidney einen zehnminütigen Dokumentarfilm über Edgertons Erfindung (Quicker’n a Wink), der mit dem Oscar als bester Kurzfilm ausgezeichnet wurde. (Quelle: Wikipedia)




3 Praktische Anwendungen heute

Im nachfolgenden Kapitel möchte ich praktische Aufbauten darstellen, wie man sie heute verwendet. Mit dem Kapitel will ich auch Daniel Nimmervoll die Ehre erweisen, weil er mich ja darauf gebracht hat, mich mit dem Thema zu beschäftigen. http://www.nimmervoll.org/ Ich gehe davon aus, dass er nichts dagegen hat, wenn seine Erfahrungen in einer Schuldokumentation einfließen. Alle Fotos und Aufbauten sind entweder aus einer öffentlichen Seite bzw. aus einer öffentlichen Facebookseite!

3.1 Tropfenfotografie

http://www.alltageinesfotoproduzenten.de/2011/05/09/tutorial-geniale-tropfenfotos-selbst-machen/

In der obigen URL findet man den ganzen Bericht von Daniel. Eine sehr ausführliche Information zum Thema Wassertropfen findet man auch in folgender URL. Hier schreiben die Praktiker und Bastler über alle Anforderungen an das Umfeld inklusive Magnetventile usw. Da wird es teilweise schon sehr technisch. Die Fotografie ist da Nebensache!

http://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=407068

Geräteanordnung für Tropfenfotos




3.2 Fotos mit Gewehrkugeln

Anordnung der Geräte für die Bullet Aufnahmen. Daniel schießt auf Glühbirnen, Eisstücke, mit Wasser gefüllte Christbaumkugeln, usw. Er hat auch auf ein altes rohes Ei geschossen. Laut seiner Facebookeintragung macht er dies nicht mehr. Der Aufwand zum Putzen ist riesig!




Christbaumkugel




4 Impressum

IMPRESSUM Prager Fotoschule Österreich; Techn. Szenario Helmut Reitbauer, Jahrgang 34 Auflagenanzahl: 1 Ausführung Schrift: Times New Roman Papier: 80 g Kopierpapier Bindung: Spiralbindung,

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