Filmempfindlichkeit: Lichtempfindlichkeit von Analogfilm

Seinen Ursprung hat der Terminus der Lichtempfindlichkeit historisch gesehen bei analogem Aufnahmematerial, also Fotofilm. Daher verwendet man die Begriffe Filmempfindlichkeit und Lichtempfindlichkeit synonym. Bis heute orientieren sich selbst Digitalkameras an diesen Werten analoger Bildträger, ein geschichtlicher Rückblick ist für das Verständnis der Empfindlichkeit hilfreich.

Schon in der Frühzeit der Fotografie stellte man fest, dass die damals verwendeten Aufnahmeplatten bei der Belichtung unterschiedliche Zeiten erforderten. Bei ansonsten gleichen Aufnahmebedingungen (Umgebungslicht/Blende) war mal eine kürzere, mal eine längere Belichtungszeit erforderlich, um eine korrekte Belichtung des Bildes zu gewährleisten. In der weiteren Evolution der fotografischen Technologien hat man dann diese Lichtempfindlichkeit zahlenmäßig genau definiert und verschiedene Empfindlichkeitsstufen geschaffen. 

Digitale Bildsensoren: Rauschen statt Korn
Der Wechsel von analogem Film zu digitalen Aufnahmeverfahren hat an der grundsätzlichen Problematik der Lichtempfindlichkeit nichts Wesentliches geändert. Früher musste man bei wenig Licht zu hochempfindlichen Filmen greifen und dann entsprechend grobes Korn akzeptieren. Korn gibt es bei digitalen Bildern nicht mehr. Bei heutigen Digitalkameras verstärkt eine hohe ISO-Empfindlichkeit dafür das Bildrauschen. Auch wenn dieser Effekt nicht 1:1 mit dem analogen Korn gleichzusetzen ist sind die Auswirkungen doch ähnlich. Das starke Rauschen bei höheren ISO-Werten vermindert ebenso wie grobes Filmkorn die Detailauflösung des Bildes. Ob Korn oder Rauschen: Der technischen Qualität einer Fotografie sind hohe ISO-Werte weder bei der analogen, noch bei der digitalen Fotografie zuträglich. Es empfiehlt sich daher nach Möglichkeit niedrige ISO-Einstellungen zu verwenden.

Bildvergleich: Mittlere vs. höchste Lichtempfindlichkeit

Die Lichtempfindlichkeit eines analogen Films ist eng an seine Korngröße gekoppelt. Es gilt im allgemeinen: Je höher die Lichtempfindlichkeit des Films ist, desto gröber ist sein Korn. Man kann den Unterschied sehr gut sehen, wenn man Filme aus der gleichen Produktfamilie miteinander vergleicht. Den klassischen SW-Film T-MAX produziert Kodakt für die Empfindlichkeitsstufen ISO 100, ISO 400 und ISO 3200. Der 100er T-MAX ist dabei so feinkörnig, dass man das Korn bei gängigen Vergrößerungsmaßstäben kaum wahrnimmt. 

Bei einer mittleren Empfindlichkeit von ISO 400 ist das Korn jedoch schon deutlich wahrnehmbar, die höchste Empfindlickeitsstufe von ISO 3200 zeichnet sich sogar durch sehr grobes Korn aus. Die nebenstehende Bildreihe mit dem Elefantenbaby wurde mit einer digitalen Spielgelreflexkamera aufgenommen, alle Bilder basieren auf dem gleichen digitalen Quellbild. Mit dem Programm True Grain des Herstellers Grubba Software wurde dann nachträglich das Korn von T-MAX 400 beziehungsweise T-MAX 3200 hinzugefügt. Weil TrueGrain das Korn nicht künstlich generiert, sondern Originalscans der jeweiligen Filmsorten verwendet, entspricht die Körnigkeit recht genau dem jeweiligen Originalfilm. 

Beim Klick auf die beiden Minaturbilder werden diese auf eine Breite von 600 Pixel skaliert. Beim Vergleich der beiden Bilder erkennt man deutlich, dass die Aufnahme mit ISO 3200 grobkörniger ist als die Aufnahme mit ISO 400. Allzu groß erscheint der Unterschied jedoch nicht; das liegt an der nachträglichen Verkleinerung der Bilder auf 600 Pixel Breite. Um einen direkten Vergleich in Originalgröße machen zu können folgen zwei Detailausschnitte der obigen Bilder.

Jetzt werden die Unterschiede deutlich: Bei einer Empfindlichkeit von ISO 400 im linken Bildausschnitt ist das Korn zwar schon deutlich sichtbar, aber noch so fein, dass es kaum zu Detailverlusten gegenüber dem Originalbild kommt. Bei der höchsten Empfindlichkeitsstufe von ISO 3200 im rechten Bildausschnitt zeigt sich dann ein anderes Bild. Das grobe Korn des T-MAX 3200 hat einen ganz eigenen ästhetischen Reiz, geht aber deutlich zu Lasten feiner Bilddetails. Feine Strukturen wie die Härchen an Kopf und Körper des kleinen Elefanten verschwinden bei der höchsten ISO-Stufe fast komplett im groben Korn.

Die Schichten eines analogen Fotofilms

Filme sind in verschiedenen Schichten aufgebaut, den einfachsten Aufbau haben SW-Filme, da es hier nur eine bildgebende Schicht gibt. Farbfilme sind komplizierter aufgebaut, da es hier verschiedene Schichten für die Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb gibt. Ein genauer Blick in den Aufbau eines modernen SW-Filmes wie des AGFAPAN APX 100 hilft die Funktionsweise eines Fotofilms besser zu verstehen.

Der Agfa-Film besteht aus vier Hauptschichten. Die oberste Schicht ist die sogenannte Schutzschicht, sie soll den Film vor mechanischen Beschädigungen wie beispielsweise Kratzern schützen. Diese Schutzschicht ist eine Besonderheit von Agfa-Filmen, andere Hersteller bieten dieses Feature in der Regel nicht unbedingt an.

Unter der Schutzschicht befindet sich als zweite Schicht die Emulsionsschicht. In den hier vorhandenen Sillberhalogenid-Kristallen entsteht durch die Belichtung - in der Praxis also durch das Betätigen des Auslösers - das latente Bild.  Dieses latente Bild ist jedoch eine recht flüchtige Angelegenheit, wenn man den Film an der gleichen Stelle einer erneuten Belichtung aussetzt, zerstört man es. Erst die Entwicklung des Films macht das latente Bild sichtbar. Für die Lichtempfindlichkeit der Emulsionsschicht ist die Größe der Silberhalogenid-Kristalle maßgebend. Je größer das einzelne Kristall desto lichtempfindlicher ist der Film. Unweigerlich steigt mit der Lichtempfindlichkeit daher die Korngröße. Und je gröber das Korn, desto geringer ist natürlich auch die Auflösung des Films. Denn mit einem groben Korn lassen sich feine Linien nun einmal nicht abbilden.

Als dritte Schicht folgt die Lichthofschutzschicht, diese soll ungewollte Lichthöfe (Halos) bei der Belichtung vermeiden. Als vierte und letzte Schicht folgt dann die Trägerschicht/Unterlage, welche dem ganzen Konstrukt etwas mechanische Stabilität verleiht. Bei Roll- und Planfilmen gibt es noch eine zusätzliche fünfte Schicht, die sogenannte Rückschicht, welche den größeren Formaten eine mechanische Stabilität verleihen soll. Diese Rückschicht fehlt kleineren Formaten wie dem Kleinbildfilm.

Höhere Empfindlichkeit = Gröberes Korn?
Der Grundsatz, dass eine hohe Empfindlichkeit immer auch zu gröberem Korn führt, gilt nicht absolut, sondern nur zwischen Filmen die sich auf gleicher Entwicklungsstufe befinden. So ist ein Kodak T-Max ISO 400 zwar grobkörniger als ein Kodak T-Max ISO 100 Film. Im Vergleich zu einem ISO 100 SW-Film aus den 70er Jahren wird jedoch der modernere T-Max 400 in aller Regel trotz höherer Empfindlichkeit das feinere Korn haben. Im übrigen gilt: Moderne Filmemulsionen wie der vorgenannte T-MAX verfügen über spezielle Silberhalogenidkristall-Formen, die es ermöglichen trotz hoher Nennempfindlichkeit noch ein relativ feines Korn zu erzeugen, was mit frühen SW-Filmen schlicht nicht möglich war. Eine Unterbelichtung führt aber in jedem Fall dazu, dass das Korn auch bei T-MAX Filmen sehr deutlich ausgeprägt wird.

Wie die obige Tabelle zeigt, steigt die per RMS-Wert ermittelte Körnigkeit eines Films mit zunehmender ISO-Empfindlichkeit. Hier gilt: Je größer der RMS-Wert, desto gröber das Filmkorn. Beim nach TOC gemessenen Auflösungsvermögen zeigt sich generell ein ähnliches Bild. Je kleiner das Filmkorn, also je niedriger die ISO-Empfindlichkeit, desto mehr Linien kann ein Film auflösen. Ein niedrigempfindlicher Film hat also eine höhere Auflösung als ein höherempfindlicher Film. Allerdings hängt der TOC-Wert vom Objektkontrast und dem Betrachtungsabstand ab. So kommt es zu dem auf den ersten Blick kuriosen Ergebnis, dass die Werte von T-MAX 400 und T-MAX 3200 bei TOC 1000:1 identisch sind, obwohl der 3200er Film ein deutlich gröberes Korn hat. Mehr Informationen zu TOC und RMS gibt es im folgenden Kapitel Körnigkeit und Auflösungsvermögen.

Ein Farbfilm besteht aus mehr Schichten als ein viel einfacher aufgebauter SW-Film. SW- und Farbfilm haben beide Schutzschicht, Lichthofschutzschicht, Trägerschicht und gegebenenfalls - bei großen Formaten - eine stabilisierende Rückschicht. Während der SW-Film aber mit einer einzigen Emulsionsschicht auskommt, braucht der Farbfilm alleine für die Grundfarben Gelb, Magenta und Cyan drei verschiedene Emulsionsschichten. Zusätzlich gibt es noch jeweils eigene Korrekturschichten für die Farben Rot, Grün und Blau. Alles in allem weist der Farbfilm dann insgesamt mindestens 10 verschiedene Schichten auf.

Unterschiedliche Alterung der Filmschichten bei Farbfilm führt zu Farbstichen
Farbstiche bei älteren Farbfilmen sind auf den Schichtaufbau der Filme zurückzuführen. Es gibt für die verschiedenen Farben unterschiedliche Schichten im Film. Diese bleichen bedingt durch die Alterung unterschiedlich schnell aus. Das führt beim gesamten Film zu Farbverschiebungen, die man nur nach dem Scannen des Bildes in der elektronischen Bildbearbeitung wieder korrigieren kann. Auch stark farbstichige Dias sollte man daher aufbewahren. Per Scan mit anschließender Farbauffrischung kann man aus einem farbstichigen Dia in vielen Fällen noch ein brauchbares Bild wiederherstellen.

Körnigkeit und Auflösungsvermögen

Die RMS-Körnigkeit ist ein von Kodak entwickeltes Verfahren, um die Körnigkeit eines Filmes objektiv zu erfassen. Bei modernen Filmen geben die Hersteller in aller Regel den RMS-Wert an. Im Gegensatz zum Auflösungsvermögen per TOC, wo die Linienpaare miteinander verglichen werden, ist der RMS-Wert eine absolute Größe. Es gilt: Je kleiner das Korn, desto größer das Auflösungsvermögen. Es gab Bestrebungen den RMS-Standard mittelfristig zugunsten eines anderen Messverfahrens abzulösen. Grund: Immer höher entwickelte Filmemulsionen führen die Messwertbestimmung nach RMS an ihre Grenzen.

Bis heute konnte sich jedoch kein Nachfolgestandard etablieren. Im übrigen haben die Filmhersteller seit dem Siegeszug der Digitalkameras ihre Filmemulsionen kaum noch weiterentwickelt. Bei einem schrumpfenden Markt lohnt es sich wohl nicht mehr, in entsprechende Forschung zu investieren. Insofern wird der RMS-Wert vermutlich noch einige Zeit seine Bedeutung behalten.

Der TOC-Wert, welcher benutzt wird um das Auflösungsvermögen eines Films zu bestimmen, ist hingegen nicht absolut, sondern hängt von verschiedenen Faktoren wie dem Objektkontrast und natürlich auch dem Betrachtungsabstand ab. Denn das Auflösungsvermögen eines Films ist seine Fähigkeit parallele Linien von einem bestimmten Kontrast auch getrennt wiederzugeben. Man fotografiert hierfür feine Raster entsprechender Linien und wertet den Film nachher per Mikroskop aus.

Entscheidend ist, wieviele Linien ein Film auflösen, also getrennt wiedergeben kann. Je mehr Linien der Film auflöst, desto höher ist das Auflösungsvermögen des Films. In der fotografischen Praxis übertrifft das Auflösungsvermögen eines modernen niedrigempfindlichen Films in aller Regel das Auflösungsvermögen des verwendeten Objektivs. Neben einem guten Objektiv ist eine korrekte Belichtung und normgemäße Entwicklung erforderlich, um das Auflösungspotenzial eines Filmes tatsächlich auszureizen.

In den Datenblättern der Filmhersteller sind in aller Regel die Werte für niedrigen Objektkontrast (TOC 1,6:1) und für einen sehr hohen Objektkontrast (TOC 1000:1) angegeben. Für die fotografische Praxis ist der Wert nach TOC 1,6:1 der bedeutsamere. Die Unterschiede zwischen der Werten nach TOC 1,6:1 und TOC 1000:1 können durchaus erheblich sein. So erreichen der Kodak T-MAX 400 und T-Max 3200 nach TOC 1000:1 mit 125 Linien/mm den gleichen Auflösungswert. Bei der Bestimmung nach TOC 1,6:1 erreicht der 400er T-MAX hingegen deutlich bessere Werte als der T-MAX 3200.

Bildvergleich: Auflösung bei feinem und grobem Korn

Die Auflösung eines Filmes ist eng an seine Korngröße gekoppelt. Filme mit einer hohen Auflösung können - immer vorausgesetzt, man hat auch ein entsprechend hochwertiges Objektiv - auch sehr feine Linien nebeneinander auflösen. Je feiner das Korn desto höher ist die Auflösung eines Films.

Warum das so ist wird beim Vergleich der Kornstruktur eines feinkörnigen und eines grobkörnigen Filmes deutlich. Wir demonstrieren dies anhand der folgenden drei Grafiken. Die Ausgangsgrafik zeigt ein Motiv mit zwei feinen Linien, die parallel zueinander laufen. Diese beiden Linien sollen nun durch einen Film aufgenommen werden.

Ein niedrigempfindlicher Film mit sehr feinem, also kleinem Korn hat keinerlei Probleme, diese beiden Linien getrennt voneinander aufzulösen. Die einzelnen Kornpartikel sind ja nicht breiter als eine Linie. Man erkennt dies daran, dass zwischen den beiden schwarzen Linien eine durchgehende weiße Linie (unbelichtetes Korn) übrig bleibt.

Beim hochempfindlichen Film sieht das aber anders aus. Die einzelnen Kornkristalle des groben Films sind so groß, dass sie breiter sind als beide Linien nebeneinander. Somit kann dieser Film die Linien nicht getrennt voneinander auflösen. Aus den zwei feinen Linien der Originalgrafik wird dann auf dem Film eine einzige breite Linie.

Die hier vorliegenden Grafiken sind zur Veranschaulichung vereinfacht und weisen nur eine Kornebene auf. In der Realität weisen Filme oft mehrere Emulsionsschichten auf, haben also auch mehrere Ebenen mit Filmkorn.

Muster mit parallelen Linien sind ein beliebtes Mittel zur Messung der Auflösung von Filmen, Objektiven, Kameras oder Scannern. Sobald zwei parallel verlaufende Linien nicht mehr deutlich voneinander unterschieden werden können ist die Auflösungsgrenze des Filmes/Objektives etc. erreicht. Auf unserer Seite Messung der Auflösung von Scannern zeigen wir, wie mit Hilfe eines USAF-1951 Test-Targets die praktische Auflösung eines Scanners misst. Ein solches Target verwendet ein immer kleiner werdendes Muster aus horizontalen und vertikalen Parallellinien.

Nennempfindlichkeit und Push/Pull-Entwicklung

Die nominelle Empfindlichkeit eines Films bezeichnet man auch als Nennempfindlichkeit, sie ist üblicherweise im Filmnamen enthalten. Die Nennempfindlichkeit eines Fuji Velvia 50 beträgt beispielsweise 50 ISO. Für diese Empfindlichkeitsstufe hat der Hersteller den Film über die Korngröße ausgelegt, in diesem Bereich erzielt man die besten Ergebnisse. Die Bestimmung der ISO-Level unterliegt nicht dem freien Ermessen des Herstellers, sondern wird in entsprechenden ISO-Normen beziehungsweise DIN-Normen für die verschiedenen Filmarten recht genau geregelt.

Wie die nebenstehende Tabelle zeigt, sind die ISO-Angaben auf Filmpackungen eindeutig geregelt. Obwohl sowohl die Standards für Farbnegativ- als auch für Farbdiafilm auch den Entwicklungsprozeß umfassen, kann es in der Praxis in Abhängigkeit vom Labor zu leicht abweichenden Ergebnissen kommen. Diese äußern sich bei Farbdiafilm beispielsweise in gelegentlichen Farbstichen.

In der fotografischen Praxis entsteht jedoch oft der Wunsch, einen vorhandenen Film mit einer anderen als der Nennempfindlichkeit zu belichten. Dafür gibt es unterschiedliche Gründe. Ein ganz profaner und häufiger Grund ist es, dass man schlicht nicht den passenden Film dabei hat. Wer sich für alle Lichtsituationen bevorraten will, muss die Fototasche mit Filmen von ISO 50 bis ISO 3200 vollpacken, das ist allein aus Kostengründen oft nicht möglich. Zum anderen gibt es für bestimmte Einsatzbereiche oft gar keinen Film mit entsprechender Nennempfindlichkeit. Wer für eine dunkle Location einen Film mit ISO 12800 braucht, kann diesen auch im Fotofachhandel nicht erwerben. Die aktuell höchstempfindlichen SW-Filme wie der Ilford Delta oder der Kodak T-Max haben eine Nennempfindlichkeit von ISO 3200; wer eine höhere Empfindlichkeitsstufe braucht wird nicht fündig. Manchmal hat man aber auch schon einen Film eingelegt, stellt aber noch vor der ersten Aufnahme fest, dass man eigentlich eine andere Empfindlichkeitsstufe braucht.

Ein Ausweg aus diesem Dilemma bietet der Enwicklungsprozess, denn man kann einen Film sowohl überentwickeln als auch unterentwickeln. Bei der Überentwicklung - auch als Push-Enwicklung bekannt - steigert man die Filmemfindlichkeit. Einen Kodakt T-Max 3200 kann man durch eine entsprechende Push-Entwicklung beispielsweise ohne weiteres um zwei Blendenstufen niedriger belichten, also absichtlich unterbelichten. Als Empfindlichkeit stellt man an der Kamera dann manuell ISO 12800 ein. Bei der  Pull-Entwicklung geht man den umgekehrten Weg, indem man beispielsweise einen ISO 200 Film mit ISO 100 belichtet. In der Praxis kommt der Push-Entwicklung jedoch eine höhere Bedeutung zu. Denn wenn ein Film eine zu hohe Empfindlichkeit hat, kann man dies meist durch eine kurze Verschlusszeit oder das Schließen der Blende kompensieren.

Sowohl Push- als auch Pull-Entwicklung wirken sich auf die tatsächliche Filmempfindlichkeit aber nur minimal aus, denn diese ist durch die Korngröße mehr oder weniger festgelegt. Stattdessen kommt es zu Verschiebungen der Gradationskurven, was sich insbesondere auf die Mitteltöne eines Bildes auswirkt. So wird bei der Push-Entwicklung die Gradationskurve im Wesentlichen etwas flacher, und es gibt unerwünschte Nebenwirkungen. Lichter und Schatten verlieren an Details, denn die maximale Dichte, die der Film nach dem Pushen abbilden kann, nimmt ab. Negativfilme weisen zudem nach dem Pushen oft einen Schleier auf. Im allgemeinen empfiehlt man daher nur zwei bis maximal drei Belichtungsstufen zu pushen. Wenn man die Möglichkeit hat, stattdessen direkt einen höherempfindlichen Film zu verwenden, sollte man diesen verwenden, statt einen niedrig empfindlichen Film zu pushen.

ISO-Normen: Filmempfindlichkeit nach ASA und DIN

Mit der Angabe der Filmempfindlichkeit gibt der Filmhersteller die Empfindlichkeit des Films gegenüber Lichteinfall an. Eine hohe Filmempfindlichkeit (z.B. ISO 1600) bedeutet, dass man den Film nur eine relativ kurze Zeit dem Lichteinfall aussetzen muss, um eine korrekte Belichtung zu erhalten. Eine niedrige Filmempfindlichkeit (z.B. ISO 100) bedeutet, dass man den Film länger dem Lichteinfall aussetzen muss.

Sowohl in der analogen als auch in der digitalen Fotografie führen höhere Empfindlichkeiten zu Einbußen bei der Bildqualität. Bei ausreichend Licht empfiehlt es sich daher, möglichst niedrige Empfindlichkeiten zu verwenden. Die schnellsten analogen Filme auf dem Markt haben ISO-Empfindlichkeiten von maximal ISO 3200. Auch durch Push-Entwicklung ist maximal eine Empfindlichkeit von ISO 25600 zu erreichen.

Es gibt eine ganze Reihe von Verfahren zur Bestimmung der Filmempfindlichkeit, praxisrelevant ist heute nur noch die Angabe nach ISO-Standard. Die ISO (ISO = International Organization for Standardization) regelt für die verschiedenen Filmarten in jeweils eigenen ISO-Normen auch die Filmempfindlichkeit eindeutig. Für Farbnegativfilme ist die maßgebende Norm ISO 5800:1987. ISO 6:1993 für SW-Negativfilm und ISO 2240:2003 für Farbumkehr- also Diafilme sind weitere wichtige Normen. Die ISO-Werte kann man entweder linear-arithmetisch (ASA = American Standards Association) oder logarithmisch (DIN=Deutsche Industrienorm) angeben.

Die Angabe nach DIN spielt aber nur eine sehr untergeordnete Rolle, denn die Angabe nach ASA ist auch für den normalbegabten Anwender viel einfacher nachzuvollziehen. So ist es anhand der ASA-Zahlenwerte offensichtlich, dass ein ASA 400 Film viermal empfindlicher ist als ein ASA 100 Film. Aus den entsprechenden DIN-Werten 21 und 27 ist das aber nicht ohne weiteres abzuleiten. Wegen der geringen praktischen Bedeutung der DIN-Normen setzt man umgangssprachlich die ISO-Werte mit den ASA-Werten gleich. Wenn man von ISO 1600 spricht, meint man daher den entsprechenden ISO-Wert nach ASA. Viele Kamerahersteller geben inzwischen auch die Filmempfindlichkeiten nur noch als reinen ISO-Wert an. Die DIN-Werte tauchen allenfalls noch auf den Datenblättern der Filmhersteller auf.

Als Referenz für die Empfindlichkeitsangaben dienen die ISO Empfindlichkeiten von 100 bis 200 ISO. Die ISO 100 Filme waren lange Zeit die am besten verkauften Filme, bis dank besserer Filmemulsionen immer mehr die ISO 200 Filme in dieses Segment vordrangen. Bei digitalen Spiegelreflexkameras zeichnet sich ein ähnliches Bild. Einige Kamerahersteller bieten ISO 200 als niedrigste ISO-Zahl an, bei anderen ist es ISO 100. Noch kleinere ISO-Werte sind eher selten als Eingangsempfindlichkeit anzutreffen.

Empfindlichkeiten geringer als ISO 100 bezeichnet man als niedrigempfindlich. Als mittelempfindlich sind Filme zwischen ISO 320 und ISO 640 einzustufen. Hochempfindlich sind Filme von ISO 800 bis ISO 1600; und alles darüber hinaus kann man guten Gewissens als höchstempfindlich klassifizieren. Im Bereich der hochempfindlichen Filme herrscht seit den frühen 90er Jahren Stillstand. Höherempfindliche Alternativen zum T-MAX 3200 und dem entsprechenden Ilford Film gab und gibt es keine. Lediglich über das Pushen - einen qualitätsmindernden Notbehelf also - kann man mit diesen Filmen immerhin Empfindlichkeiten bis ISO 25600 erreichen. Erst die Digitaltechnik hat hier neue Impulse gesetzt, seit 2009 gibt es von Nikon und Canon Kameras, die Aufnahmen bis ISO 102400 erlauben, siehe obige Abbildungen der Nikon D3S und der Canon EOS 1D Mark IV.

Die obige Tabelle vergleicht Filmempfindlichkeiten unterschiedlicher Normen. GOST-Werte sind immer dann in Klammern sind angegeben wenn es für einen bestimmten ASA/ISO-Wert kein eindeutiges GOST-Äquivalent gibt. Der Wert in Klammern kennzeichnet dann diejenige GOST-Empfindlichkeit, die dem jeweiligen ASA-/ISO-Wert am nächsten kommt. Wenn ein GOST-Wert ohne Klammern angegeben ist, entspricht er genau dem jeweiligen ASA-Wert. Die korrekte Angabe von DIN-Werten erfolgt in numerischen Gradzahlen. Ein 100 ASA-Film ist folglich identisch mit einem 21° DIN Film. In der Praxis wird der DIN-Wert - wenn überhaupt - meist nur mit dem Zahlenwert angegeben. Gebräuchlicher und besser zu merken sind die ISO/ASA-Werte.

Neben den ISO-Werten zur Filmempfindlichkeit gibt es noch eine Reihe nicht mehr gebräuchlicher Normen, mit denen man zumindest als Sammler von Photographica noch gelegentlich konfrontiert werden könnte. Der wichtigste unter den veralteten Standards ist der russische GOST-Standard, der bis zum 31.12.1986 in der Sowjetunion gültig war. Die GOST-Werte unterschieden sich nur unwesentlich von den ASA-Werten (90 Gost=100 ASA, 180 GOST=200 ASA) also gab man diesen russischen Sonderweg mit der neuen GOST-Norm 10691-84 ab 1987 auf und orientierte sich komplett an den ISO/ASA-Werten, die im Westen gängig waren. Wenn man von GOST-Werten spricht, meint man in aller Regel die alte Norm. Ebenfalls nur noch von historischem Interesse sind Filmempfindlichkeiten nach General Electric, Weston Film Speed Ratings oder Scheinergrade. Bei den Scheinergraden unterscheidet man nach europäischer und amerikanischer Norm.

Die Lichtempfindlichkeit von Digitalkameras lehnt sich in aller Regel an die alten analogen ISO/ASA-Werte an. Gängige Eingangsempfindlichkeiten von digitalen Spiegelreflexkameras liegen meist im Bereich von ISO 100 bis ISO 200. Als maximale Empfindlichkeit sind bei diesen Kameras Werte zwischen ISO 1600 und ISO 6400 gängig. Erst seit 2009 gibt es extrem hochempfindliche DSLRs wie die Nikon D3s und die Canon 1D MkIV, welche mit ISO 102400 einen neuen Empfindlichkeitsrekord gesetzt haben. Damit hat die Digitaltechnik innerhalb weniger Jahre die analoge Bestmarke von ISO 3200 für SW-Film deutlich überboten.

DX-Codierung zur automatischen Erkennung der Filmempfindlichkeit

Das manuelle Einstellen von ISO-Empfindlichkeiten an der analogen Kamera ist nur noch selten erforderlich. Zumindest die Filmpatronen von KB-Filmen verfügen seit 1983 über die sogenannte DX-Kodierung. Hierbei sind Teile der Filmpatrone mit leitfähigem Material beschichtet. Jede einigermaßen moderne Kamera kann über entsprechende Kontakte die Empfindlichkeit des eingelegten Films automatisch erkennen und die Belichtungssteuerung entsprechend anpassen. Auch die Entwicklungsmaschinen im Labor werten den DX-Code automatisch aus.

Die wenig erfolgreichen APS-Filmpatronen (Advanced Photo System) verfügten ab Markteinführung in 1996 über eine ähnliches System zum automatischen Erkennen der Filmempfindlichkeit. Für Roll- und Planfilme folgte eine entsprechende Kennzeichnung erst 1998. Der meist zusätzlich zur DX-Codierung aufgedruckte Barcode kann von Kameras nicht ausgewertet werden. Die höchste ISO-Zahl, die ein DX-Code darstellen kann, ist ISO 5000. Sollte - was allerdings nicht sehr wahrscheinlich ist - irgendwann einmal Film mit ISO 6400 oder höher auf den Markt kommen, müsste dieser auf die DX-Erkennung verzichten.

Einen entsprechenden Mechanismus gibt es bei der digitalen Fotografie nicht. Ihr großer Vorteil ist ja die Tatsache, dass man nicht mehr mit Filmen unterschiedlicher Empfindlichkeiten hantieren muss. Die Kamera kann vor jeder Aufnahme per Klick im Menü auf die passende Sensor-Empfindlichkeit eingestellt werden. Dank ISO-Automatik funktioniert das sogar auf Wunsch vollautomatisch. Wenn weniger Licht da ist, stellt die Kamerasteuerung eben eine höhere Sensorempfindlichkeit ein. Diese komfortable Handhabung ist ein großer Vorteil der Digitalfotografie gegenüber den in der Rückschau manchmal nostalgisch verklärten analogen Zeiten.

Langzeitaufnahmen: Schwarzschildeffekt und Dunkelrauschen

Auch wenn die lineare Angabe der Filmempfindlichkeiten anderes vermuten lässt gehorchen die Aufnahmen mit längeren als den üblichen Belichtungszeiten - man spricht hier auch von Langzeitbelichtungen - ihren ganz eigenen Gesetzen. Bei Belichtungszeiten von mehr als einer Sekunde kann bei der Verwendung von analogem Film der sogenannte Schwarzschildeffekt zum Tragen kommen. Das bedeutet, dass es trotz korrekt eingestellter Belichtung zur Unterbelichtung des Films kommen kann. Der Effekt ist nach seinem Entdecker Karl Schwarzschild benannt. Dieser hatte bei astronomischen Experimenten herausgefunden, dass es bei längeren Belichtungszeiten von über einer Sekunde häufig zu Unterbelichtungen kam. Der Schwarzschild-Effekt ist auf chemische Reaktionen zurückzuführen, die durch zu wenig Licht ausgelöst werden und dann zu der entsprechenden Verdunklung führen. Um das zu vermeiden kann man entweder die Blende weiter öffnen oder eine entsprechende längere Belichtungszeit einstellen.

Der Schwarzschildeffekt ist abhängig von der Filmart und der Filmsorte. Eine Belichtungszeit von einer Sekunde führt beispielsweise bei den meisten Farbnegativ- und Farbdiafilmen noch nicht zum Schwarzschildeffekt. Viele SW-Negativfilme erfordern auch bei dieser Belichtungszeit von nur einer Sekunde schon eine Korrektur. Je länger die gewählte Belichtungszeit ist desto stärker ist der Schwarzschildeffekt ausgeprägt. Die technischen Datenblätter der Filmhersteller verraten, bei welcher Belichtungszeit man welche Korrekturfaktoren einstellen muss. Um beispielsweise bei einer rechnerischen Belichtungszeit von 10 Sekunden mit dem Ilford Delta 100 ein korrekt belichtetes Bild zu erhalten, muss man die Belichtungszeit auf 30 Sekunden erhöhen, also immerhin verdreifachen.

Ein weiterer Effekt, der bei Langzeitaufnahmen auf Farbfilmen auftreten kann, ist eine starke Farbverfälschung, die man nur durch Einsatz entsprechender Korrekturfilter bei der Aufnahme vermeiden kann. Beispielsweise ist der Velvia 50 dafür berüchtigt, schon bei Belichtungszeiten über vier Sekunden starke Farbverschiebungen zu produzieren. Von Belichtungszeiten über 32 Sekunden rät der Hersteller gänzlich ab. Der Nachfolgefilm Velvia 100 ist für Langzeitbelichtungen wesentlich besser geeignet als der Ur-Velvia mit 50 ISO.

Dunkelrauschen bei Digitalkameras

Digitalkameras kennen den Schwarzschildeffekt nicht weil die Bildsensoren auch bei längeren Belichtungszeiten ihre Empfindlichkeit behalten. Dafür kann es bei Digitalkameras aber zum sogenannten Dunkelrauschen kommen. Auch wenn keinerlei oder nur wenig Licht auf den Sensor fällt, kann es zu starkem Rauschen kommen. Die hellen Bildpartien sind davon nicht betroffen.

Mit Rauschunterdrückungsverfahren kann man diesen unerwünschten Effekt nachträglich bekämpfen, allerdings geht das - wie bei der Rauschunterdrückung unvermeidlich - zu Lasten von Bilddetails. Eine weitere Gegenmaßnahme um das Dunkelrauschen zu vermeiden, die allerdings bei handelsüblichen DSLRs eher schwierig anzuwenden ist, wäre die Kühlung des Bildsensors.

Das Bildbeispiel verdeutlicht den Effekt: Die lichtabgewandte Seite des Gebäudes ist recht dunkel und entsprechend verrauscht. Dieses Rauschen tritt in den viel helleren Himmelspartien nicht auf.

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Autor: Sascha Steinhoff