Kondensor- versus Diffusor-Vergrößerer und der Callier-Effekt

Ford Bowers beim Vergrößern von Fotografien an einem Autofokus-Vergrößerer, Dow Photographic Laboratory (1947)

Geschrieben im von Simon Lehmann Editor

Warum Kondensor- und Diffusions-Vergrößererköpfe Kontrast und Korn unterschiedlich wiedergeben, welcher physikalische Mechanismus dahintersteckt und wie du zwischen beiden wählst.

Ein einziges Negativ kann zu zwei deutlich verschiedenen Abzügen führen, je nachdem, wie der Vergrößerer es beleuchtet. Ein Bildfeld Tri-X 400, das unter einem Diffusionskopf bei Grad 2 liegt, kann unter einem Kondensor Grad 1 verlangen, um dieselbe Zeichnung in den Lichtern zu halten; und das Korn, das im einen Abzug knackig wirkt, erscheint im anderen weicher. Die Ursache liegt weder im Objektiv noch im Papier, sondern in der Geometrie des Lichts, das auf die Emulsion trifft – der physikalische Mechanismus, der beide verbindet, ist der Callier-Effekt.

Die beiden Lichtquellen im Vergleich

Ein Kondensor-Vergrößerer schaltet eine oder mehrere große Linsen zwischen die Lampe und das Negativ. Diese Kondensoren bündeln das Licht zu einem annähernd kollimierten, gerichteten Strahl, der als spekulares Licht in nahezu parallelen Strahlen durch die Emulsion fällt. Ein Diffusions-Vergrößerer platziert das Negativ stattdessen unterhalb einer Integrationskammer oder einer Opalmaterial-Scheibe, sodass das Licht aus einem weiten Winkelbereich einfällt. Dichroitische Farbköpfe (Durst, Kaiser, der Leitz Focomat) sind heute die verbreitetste Diffusionsvariante, ergänzt durch klassische Kaltlicht-Röhren und neuerdings durch dedizierte LED-Variable-Contrast-Köpfe.

Der Unterschied ist relevant, weil Silberbildkörner Licht nicht einfach absorbieren – sie streuen es auch. In dichten, stark entwickelten Bereichen des Negativs lenkt das angelagerte Silber einen Teil des durchfallenden Strahls aus seiner ursprünglichen Bahn. Beim gerichteten Kondensorlicht geht das aus der optischen Achse gestreute Licht für den Abbildungsweg praktisch verloren, sodass dichte Bereiche noch dichter erscheinen. Bei diffusem Licht hingegen trifft das Licht bereits aus allen Richtungen ein; gestreute Strahlen werden ständig durch Strahlen ersetzt, die aus Nachbarbereichen in den Pfad hineingestreut werden – dasselbe Silber erscheint daher weniger dicht.

Der Callier-Effekt und sein Koeffizient

Diese Abhängigkeit der gemessenen Dichte von der Beleuchtungsgeometrie wurde erstmals von André Callier (1877–1938), einem belgischen Optiker, im Jahr 1909 beschrieben. Die Originalarbeit erschien auf Deutsch als „Absorption und Diffusion des Lichtes in der entwickelten photographischen Platte” in der Zeitschrift für wissenschaftliche Photographie, Photophysik und Photochemie 7, 257–272; die weithin zitierte englische Kurzfassung lautet „Absorption and scatter of light by photographic negatives”, J. Phot. 33 (1909). Eine optisch rigorose Behandlung, die Kohärenz statt rein geometrischer Streuung berücksichtigt, lieferten erst 1978 Chavel und Loewenthal (J. Opt. Soc. Am. 68(5):559).

Der Effekt wird durch den Callier-Koeffizienten, den Q-Faktor, quantifiziert, der als Q = D_dir / D_dif definiert ist – das Verhältnis von spekularer (gerichteter) Dichte zu diffuser Dichte. Da Streuung Licht nur aus einem gerichteten Strahl entziehen kann, ist Q stets größer oder gleich 1. Bei typischen Silberemulsionen übersteigt Q häufig etwa 1,2, und er ist über das Negativ nicht konstant: Er steigt mit der diffusen Dichte, weil dichtere Lichter mehr Silber enthalten und damit proportional mehr Licht streuen. Da die Lichter des Negativs den Schatten des Abzugs entsprechen, dehnt ein Kondensorkopf den Dichteumfang des Negativs ungleichmäßig aus – er streckt den Kontrast dort am stärksten, wo die Entwicklung das meiste Silber niedergelegt hat.

Die Korngröße als bestimmende Variable

Q hängt nicht allein von der Dichte ab; er hängt stark von der Korngröße ab. Größere entwickelte Silberkörner streuen Licht effektiver, sodass eine grobkörnige, empfindliche Emulsion einen höheren Callier-Koeffizienten und einen größeren Ausschlag zwischen Kondensor und Diffusion zeigt als eine feinkörnige. Der Zusammenhang ist präzise genug, um ihn umzukehren: Der mittlere entwickelte Korndurchmesser ist eine logarithmische Funktion des spekularen-zu-diffusen Dichteverhältnisses – weshalb der Callier-Quotient tatsächlich zur Messung der Korngröße verwendet wird (SMPTE, „Grain Size Determination and other Applications of the Callier Effect”).

Die praktische Schlussfolgerung lautet: Die Wahl des Kopfes fällt bei körnigen Filmen am stärksten ins Gewicht und bei feinen am wenigsten. Ein schnelles 35-mm-Material wie Tri-X 400 oder HP5 Plus zeigt nahezu den vollen Gradunterschied; ein feinkörniger Planfilm wie FP4 Plus oder T-Max 100 zeigt am selben Vergrößerer eher eine halbe Blendenstufe Unterschied.

Nehmen wir ein konkretes Beispiel. Du hast ein Bildfeld Tri-X 400, entwickelt in D-76 1+1 bei 20 °C (68 °F), und ein Densitometer misst einen diffusen Dichteumfang von etwa 1,05 über die Druckskala – ein normaler Kontrastindex für Grad 2 an einem Diffusionskopf. Legst du dasselbe Negativ unter einen Kondensor, werden die Lichter, wo Q deutlich über 1 liegt, mit überhöhter spekularer Dichte gemessen; der effektive Umfang dehnt sich auf etwa 1,3–1,4 aus, was ungefähr einer Blendenstufe härter entspricht. Um den Abzug zu halten, gehst du von Grad 2 auf Grad 1 zurück. Wiederhole die Übung mit T-Max 100, dessen feineres Korn einen niedrigeren Q ergibt: Die Streckung ist kleiner – näher an einer halben Blendenstufe –, sodass eine halbe Blendenstufe Variable-Contrast-Filterung die Übereinstimmung wiederherstellt.

Die Entwicklung auf den Kopf abstimmen

Statt den Unterschied am Vergrößerertisch auszufechten, kannst du ihn in die Entwicklung einbauen. Kodaks veröffentlichte Praxis – auf Entwicklungstabellen mindestens seit den frühen 1950er-Jahren – empfiehlt, ein für den Kondensor bestimmtes Negativ etwa 30 % weniger zu entwickeln als ein für Diffusion gedachtes: also auf eine geringere Dichte und einen geringeren Kontrast, damit der Kontrastgewinn durch den Kondensor dich wieder bei einem normalen Grad landen lässt. Bei einem Entwickler wie D-76 oder HC-110 bedeutet das, den Ziel-Kontrastindex auf den Kopf abzustimmen, anstatt überzuentwickeln und dann weich zu drucken. Die Staub-und-Kratzer-Frage folgt derselben Optik: Kollimiertes Kondensorlicht wirft an Oberflächenfehlern einen harten, ungefüllten Schatten – ein Staubkorn druckt als scharfer schwarzer Fleck –, während diffuses Licht diesen Schatten von benachbarten Seiten füllt und dasselbe Staubkorn nahezu verschwinden lässt. Die Geometrie, die den Kontrastunterschied erzeugt, treibt also auch die Unterdrückung von Makel. Diffusionsköpfe laufen außerdem kühler, was das Risiko reduziert, dass Negative bei langen Belichtungen unter der Hitze aufschüsseln.

Die Wahl zwischen beiden

Keine der Lichtquellen ist von Natur aus überlegen; jede tauscht eine Eigenschaft gegen eine andere. Druckst du auf Variable-Contrast-Papier, wird das Lichtspektrum des Kopfes zu einer zweiten Überlegung. Ilford Multigrade trägt zwei Emulsionen – eine kontrastärmere Schicht, empfindlich für grünes Licht, und eine kontrastreichere, empfindlich für blaues – und der Grad wird durch das Grün-zu-Blau-Verhältnis eingestellt. Klassische Kaltlicht-Röhren emittieren überwiegend blaues Licht, was die kontrastreiche Schicht überbelichtet und Abzüge härter drückt, als die Filterung vermuten lässt; genau deshalb bauten Aristo und andere später Doppelröhren-VC-Kaltlichtköpfe, und genau deshalb bieten dichroitische und dedizierte Multigrade-Köpfe eine sauberere Gradkontrolle. Eine nützliche Ausnahme macht die Kopffrage hinfällig: Ein schwarzweißer chromatischer Film, in C-41 entwickelt – wie Ilford XP2 Super (oder das eingestellte Kodak BW400CN) –, bildet sein Bild aus Farbwolken, die Licht absorbieren statt streuen, sodass Q sich dem Wert 1 annähert und der gedruckte Kontrast nahezu unabhängig davon ist, unter welchem Vergrößerer du ihn auflegst.

Ansel Adams druckte fast ausschließlich unter diffusen Kaltlichtquellen; er betrachtete sie als besser im Einklang mit der inhärenten Tonalität des Negativs. In The Negative (1981, Kap. 10) gibt er separate Dichteziele für Zone I, IV und VIII für Kondensor- versus Diffusions-Vergrößerer an, anstatt ein Negativ für beide als geeignet zu betrachten. Die begründete Wahl hängt daher von den vorhandenen Negativen ab: Kondensorköpfe eignen sich für dünne oder kontrastärmere Negative und belohnen einwandfreie Filmhandhabung, während Diffusionsköpfe für dichte oder kontrastreiche Negative passen, kleinere physikalische Mängel verzeihen und – besonders bei körnigem 35mm – den Kontrast näher dort halten, wo die Entwicklung ihn angesetzt hat.

Bild: Ford Bowers beim Vergrößern von Fotografien an einem Autofokus-Vergrößerer, Dow Photographic Laboratory (1947), via Wikimedia Commons, gemeinfrei

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