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Lochkameras repräsentieren die ursprünglichste Form von Kameras. Grundsätzlich handelt es sich dabei um einen Kasten mit einem kleinen Loch. Die Dimensionen des Kastens und des Lochs können variieren, um unterschiedliche Brennweiten (Zoomstufen) sowie Schärfentiefen zu erzielen.
Durch das winzig kleine Loch in der Mitte wird der Film belichtet.
Bereits im Jahr 1800 wurde eine Vorform der Lochkamera, auch als Camera Obscura bekannt, genutzt, um Zeichnungen und Skizzen anzufertigen.
Durch das kleine Loch an der Seite der Kamera fällt Licht ein und wird gebrochen. Das Motiv, auf das die Kamera gerichtet ist, erscheint auf der Projektionsfläche (Mattscheibe, Papier, Film oder Fotopapier) invertiert.
Lochkameras werden auch in der heutigen Zeit noch verwendet. Beispielsweise von Fotografie-Enthusiasten, die experimentieren, bei begehbaren Kameras (Lochkamera als Raum), in Bastelprojekten mit Kindern oder auch im Kunstbereich.
Wie funktioniert eine Lochkamera?
In einer Lochkamera wird Licht durch ein winziges Loch in eine abgedunkelte Kammer gelassen. Dieses Loch wird auch als "Blende" bezeichnet. Das einfallende Licht projiziert das Bild auf die gegenüberliegende Seite der Kammer.
Dabei erfolgt eine natürliche Umkehrung des Bildes, sodass es auf dem Kopf steht.
Die Funktionsweise der Lochkamera erklärt.
Im Gegensatz zu einer fokussierenden Kamera erfolgt keine weitere Bündelung des Lichts. Die Bildschärfe und Helligkeit des Bildes werden ausschließlich durch den Durchmesser der Lochblende bestimmt. In der Strahlenoptik gilt: Je kleiner die Lochblende, desto schärfer die Abbildung, aber desto geringer die Lichtstärke.
Die Lichtstärke von realen Lochkameras ist 10- bis 500-mal geringer als die von fokussierenden Kameras, dies führt zu einer um den Faktor 10 bis 500 größeren Schärfentiefe. Allerdings ist diese Schärfentiefe häufig nur begrenzt nutzbar, da sie unmittelbar hinter der Lochblende beginnt, was selten erforderlich ist, und das Bild nirgends wirklich scharf ist.
Erfinder der Lochkamera (Camera Obscura)
Alhazen war der erste, der die Grundlagen der Projektion durch die Camera Obscura nachwies. In seinen Experimenten widerlegte er die Vorstellung, dass das menschliche Auge Strahlen aussendet, wenn es einen Gegenstand sieht. Stattdessen bewies er, dass belichtete Objekte Strahlen reflektieren, die vom Auge empfangen werden.
Alhazen in den Augen der frühen Neuzeit: Bildnis in einer Ausgabe der Selenografie des Johannes Hevelius (1647)
Die Camera Obscura steht daher in direktem Zusammenhang mit der Darstellung des menschlichen Auges. Bereits Aristoteles und Leonardo da Vinci beschäftigten sich in der Renaissance mit diesem Effekt, insbesondere für das Nachzeichnen von Bildern auf Leinwänden.
Besonders bedeutend waren Alhazens optische Experimente. Während die meisten antiken Wissenschaftler glaubten, dass der visuelle Eindruck im Gehirn durch "Sehstrahlen" erzeugt wird, die vom Auge ausgehen, trat Alhazen mit einer neuen Perspektive auf. Er analysierte den Aufbau des Auges, erkannte die Bedeutung der Linse und widerlegte die Theorie der Sehstrahlen in wissenschaftlichen Experimenten. Alhazen war der Erste, der annahm, dass das Bild, das ein Mensch sieht, aus Lichtpunkten besteht. Diese werden im Auge wahrgenommen, ins Gehirn transportiert und dort zu einem vollständigen Bild zusammengesetzt.
Die Lochkamera als Vorläufer der modernen Fotografie
Die Anfänge der Fototechnik waren durch große Geräte geprägt, bis im 17. Jahrhundert Johannes Zahn die erste kompakte Kamera mit austauschbaren Linsen erfand. Das Bild konnte nur bei Lichteinfall gesehen werden, was noch keine dauerhaften Aufnahmen ermöglichte, da analoge Fototechniken zu dieser Zeit noch in den Anfängen ihrer Entwicklung standen. Dennoch wurde der Effekt der Camera Obscura genutzt und später weiterentwickelt für die Gestaltung moderner Fotokameras.
Lochkamera-Fotografie in der heutigen Zeit
Bei dieser Lochkamera wird 120er Rollfilm verwendet.
Der Holzbalken dient als Verschluss und bestimmt die Belichtungszeit der jeweiligen Belichtung.
Auch heute verwenden Fotografen noch Lochkameras, um faszinierende Lichtbilder zu erstellen.
Dank einer regelrechten Renaissance der analogen Fotografie gibt es mittlerweile wieder einige Hersteller, die recht hochwertige Lochkameras produzieren.
Wir nutzen beispielsweise eine Lochkamera (Mittelformat) der Firma NOON. Die Kameras werden fast vollständig aus Holz hergestellt und verwenden einen einfachen Holzbalken als Verschluss.
Aufgrund der eher mäßigen Schärfe und Bildqualität sind bei der Lochkamera-Fotografie größere Formate empfehlenswert. Es gibt zwar auch Lochkameras, die 35 mm Kleinbildfilme belichten, in der Regel fotografiert man jedoch verschiedene Mittelformate (6×6, 6×7, 6×9) bis hin zum Großformat 4×5.
Die Lochkamera-Fotografie ist zudem eine ruhige Form der Fotografie, denn aufgrund der extrem kleinen Blendenöffnung (in unserem Fall f/150) ergeben sich entsprechend hohe Belichtungszeiten. An sonnigen Tagen sprechen wir von 5 – 20 Sekunden und an bewölkten Tagen von mehreren Minuten. Der Schwarzschild-Effekt spielt dabei natürlich eine Rolle, wodurch die Belichtungszeiten noch weiter verlängert werden.
Wenn man genau hinschaut, sieht man das winzig kleine Loch, welches als „Objektiv“ fungiert.
Es gibt allerdings auch Lochkamera-"Objektive", die man auf seine digitale Kamera mit entsprechendem Bajonett schrauben kann. Dabei treten neben den langen Belichtungszeiten und dem Schwarzschild-Effekt noch ganz andere fotografische Probleme auf.
Wer schon einmal seinen Kamerasensor gereinigt hat, weiß sicherlich, dass man, um Staub zu erkennen, ein Bild mit kleiner Blende (z. B. f/11 oder f/20) macht. Bei f/150 wird dann natürlich noch viel mehr sichtbar. Während ich bei der analogen Lochkamera immer einen frischen staubfreien Film einlege, muss ich meinen digitalen Kamerasensor extrem sauber halten, um Staub im Bild zu vermeiden.
Dazu kommt, dass einige Digitalkameras entsprechend lange Belichtungszeiten gar nicht als Einstellmöglichkeit haben oder bei Belichtungszeiten von mehreren Minuten Probleme bereiten, wie etwa starkes Bildrauschen, Artefakte und sogenannte Hotpixel im Bild.
Wer also mit der Lochkamera-Fotografie beginnen möchte, hat zwei Möglichkeiten: Entweder zu einer analogen Lochkamera greifen und eventuell sogar den Film selbst entwickeln oder ein Lochkamera-Objektiv für eine vorhandene (analoge oder digitale) Kamera kaufen und damit losziehen.
Man darf natürlich keine Schärfewunder erwarten. Die Ergebnisse der 6×6 Lochkamera von NOON sind schon sehr unscharf. Kaum vorstellbar, wie es dann im Kleinbild (Vollformat) aussehen würde.
Trotz der geringen Schärfe und Auflösung des (nicht vorhandenen) Objektivs erzeugen Lochkameras interessante Bildergebnisse, die mit anderen Aufnahmetechniken kaum oder gar nicht zu erreichen sind.