ZEISS-STEREO-SYSTEM

Mitteilungen aus dem Foto-Laboratorium und der Vertriebsabteilung für Projektions- und Kinogeräte der VEB Carl Zeiss Jena

Es gibt verschiedene Möglichkeiten bzw. Verfahren, in Verbindung mit geeigneten Aufnahme- und Wiedergabegeräten stereoskopische, d. h., dreidimensionale Bildeffekte zu erzielen. Diese ermöglichen es uns, die räumliche Zuordnung der aufgenommenen Objekte - unserem natürlichen beidäugigen Sehen entsprechend - zu erkennen. Von jedem unserer Augen wird das Bild seiner Umgebung von einem anderen Blickpunkt aus - Augenabstand - aufgenommen und entworfen. Die jeweiligen Bildeindrücke unserer Umgebung werden dem Sehzentrum zugeleitet, wo sie sich vereinigen; damit entsteht - uns so selbstverständlich geworden - der Eindruck des räumlichen Sehens.

Der Wunsch nach einer einfachen Möglichkeit, Gegenstände so aufzunehmen, daß sie „plastisch" projiziert und/oder betrachtet werden können, wird durch das Zeiss-Stereo-System erfüllt, das als Zusatzeinrichtung für die Kleinbild -Fotografie geschaffen wurde. Der Besitzer einer Kleinbild-Spiegelreflexausrüstung braucht sich keine neue Spezialkamera anzuschaffen; er benötigt lediglich die Stereo-Prismenvorsätze für Fern- und Nahaufnahmen, die am Objektiv 2,8/50 befestigt werden.

Auf dem in der Kamera befindlichen Film lassen sich Flachbilder und/oder Stereo-Aufnahmen in beliebiger Reihenfolge aufnehmen. Es ist also dem Fotografen freigestellt, den Stereovorsatz für eine „Stereo-Kleinbildaufnahme" anzusetzen oder aber ein Flachbild herzustellen.

Das Ansetzen des Vorsatzes nimmt nicht mehr Zeit in Anspruch, als das Auswechseln eines Objektivs. Außer dieser einfachen Anwendung kommen die bekannten und bewährten Vorteile der einäugigen Spiegelreflexkamera zu ihrem vollen Recht, die ihre Beliebtheit vor allem auch der bequemen und sicheren Anwendung für Nahaufnahmen verdankt. Das Sucherbild wird durch die Aufnahme-Optik über den Spiegel der Reflexeinrichtung so dargestellt, wie es auf dem Film erscheint, also unabhängig von Entfernung, Objektiv und Zusatz-Optik. Die Möglichkeit der dreidimensionalen Wiedergabe ist von besonderer Wichtigkeit bei der Demonstration von Dingen und Vorgängen, die dem Betrachtenden in ihrer Form noch unbekannt sind. Wir haben uns daran gewöhnt, aus einer Flachbildaufnahme - sei es von Personen, Gebäuden oder Landschaften - die räumliche Anordnung, also auch die Tiefenausdehnung, herauszulesen. Dieser Vorgang ist eine - fast immer - unbewußte Verarbeitung perspektivischer Gesetze, die es zuläßt, durch Größenvergleiche der abgebildeten, uns bekannten Gegenstände, auf deren räumliche Lage zueinander zu schließen. Handelt es sich aber um eine Aufnahme, die dem Betrachter zur Demonstration eines ihm unbekannten Objektes dienen soll, so kann das Flachbild unter Umständen zu einer mangelhaften oder sogar zu einer falschen Erkenntnis über die Lage bestimmter Einzelheiten im Raum führen. In Naturwissenschaft und Technik lassen sich dafür genügend viele Beispiele finden. Dabei handelt es sich zum größten Teil um Aufnahmen im Nahbereich unter 2 m.

Das Zeiss-Stereo-Aufnahme-System verwendet zwei Prismenvorsätze: für AufnahmeEntfernungen von 2 m bis unendlich einen Vorsatz mit der Basis 65 mm (Bild 1b), unter 2 m einen Vorsatz mit der Basis 12 mm (Bild 1a). Um den räumlichen Eindruck des beidäugigen Sehens im fotografischen Bild erfassen zu können, ist eine Aufnahme nötig, deren Einzelbilder von zwei verschiedenen Punkten aufgenommen sind. Den Abstand der Punkte nennt man die Aufnahmebasis, die etwa dem Augenabstand entspricht. Durch die zwei Bilder desselben Aufnahmegegenstandes wird das Kleinbildformat 24 x 36 mm in zwei gleiche Bildhälften geteilt. Die optische Trennung der beiden Bilder wird dadurch erreicht, daß der in Bild 2a gezeigte Luftspalt zwischen den Prismen einen bestimmten Winkel zu den einfallenden Lichtstrahlen bildet. Dieser Winkel ist so gewählt, daß das Licht, welches eine Überschneidung der Teilbilder verursachen würde, durch Totalreflexion an der Glas-Luft-Fläche zurückgeworfen wird. Aus geometrisch -optischen Gründen dehnt sich der Trennvorgang in der Bildebene über wenige Millimeter aus. Bild 2b zeigt die Aufnahme einer weißen Fläche mit dem Zeiss-Stereovorsatz. Durch Verwendung einer ähnlich der für Flachbild-Diapositive gebräuchlichen, aber mit einem 4 mm breiten, senkrechten Steg versehenen Bildmaske, wird die etwas gewölbte und unscharfe Trennlinie abgedeckt Die plastische Wirkung bei der Betrachtung der beiden Teilbilder, wobei jedem Auge nur das ihm zugeordnete Bild zugeführt wird, beruht auf der seitlichen Parallaxe. Die Teilbilder werden - entsprechend dem beidäugigen Sehen - von zwei verschiedenen Punkten her aufgenommen und weichen daher in der seitlichen Anordnung der einzelnen Bildpunkte voneinander ab. Diese Abweichung (Parallaxe), die zwischen den in der Tiefe gestaffelten Gegenständen besteht, ist nach der Gleichung


u. a. von der Tiefendifferenz (A a), der Nahpunktentfernung (aN) und der Aufnahmebasis (q) abhängig (Bild 3). Die Erfahrung beim Sehen lehrt, daß die Parallaxe nicht beliebig groß sein darf, wenn die ganze Tiefe des Objektes einwandfrei übersehen werden soll. Die Forderung, daß die Winkeldifferenz zwischen Nahpunkt (N) und dem Fernpunkt (F) nicht mehr als 70' betragen soll, wurde aus dieser Erfahrung abgeleitet (siehe auch Dr. H. Lüscher: Stereofotografie) und als Grenzbedingung aufgestellt. Obwohl sich gezeigt hat, daß diese sogenannte „70'-Bedingung" nicht in jedem Falle streng eingehalten werden muß, soll sie doch nicht ohne Bedenken überschritten werden, wenn bei der plastischen Wiedergabe nicht physiologische Betrachtungsschwierigkeiten und eine Zerstörung des Gesamteindruckes auftreten sollen.

Wie die Erfahrung und auch die oben angeführte Gleichung zeigen, ist die Gefahr des Bildzerfalles infolge übergroßer Tiefenausdehnung im Nahbereich am größten. Beim natürlichen beidäugigen Sehen helfen wir uns dadurch, daß wir den Bildwinkel durch Verändern der Akkommodation der Augen wandern lassen und somit die Gesamtheit des interessierenden Raumes abtasten. Liegt ein stereofotografisches Bildpaar vor, ist diese Möglichkeit verschlossen. Die 70'-Bedingung muß angenähert erfüllt sein, d. h., daß bei einer Nahpunktentfernung von 0,5 m die Tiefenausdehnung bei der Basis 65 mm nicht größer als 10 cm sein dürfte. Das ist eine Einschränkung, die verändert werden kann, wenn die Aufnahmebasis für kurze Aufnahmeentfernungen kleiner gehalten wird. Das hat sich als vorteilhaft erwiesen, auch wenn die Basis nicht mehr unserem durchschnittlichen Augenabstand entspricht.

Der Prismenvorsatz mit der Basis 12 mm wird für Nahaufnahmen unter 2 m verwendet. Für kürzere Entfernungen „Greif-Bereich“ sind Vorsatzlinsen von 2, 3 und 5 Dptr. vorgesehen, die auf den Prismenvorsatz aufgesetzt werden. Die damit erreichbaren Aufnahmeentfernungen sind aus der folgenden Tabelle zu ersehen:

Vorsatzlinse    Aufnahmebereich
              von        bis
ohne             2 m         0,50 m
2 x 42         0,55 m      0,35 m
3 x 42         0,40 m      0,30 m
5 x 42         0.30 m      0,25 m

Werden die Vorsatzlinsen durch ein Fotoobjektiv ersetzt, das mit der Frontseite am Stereovorsatz zu befestigen ist, können, je nach der verwendeten Brennweite, Nahaufnahmen aus kürzester Entfernung gemacht werden. Dabei tritt allerdings eine kreisförmige Vignettierung des Gesichtsfeldes ein, die nicht die volle Ausnutzung des Bildformates erlaubt. Der nutzbare Bilddurchmesser nimmt dabei mit zunehmender Abblendung ab, die zweckmäßigerweise am kameraseitigen Objektiv erfolgen soll. Wie schon erwähnt, ist das Ansetzen des Prismenvorsatzes auf das Objektiv - 2,8/50 oder 3,5/50 - ohne großen Zeitaufwand möglich. Es ist jedoch zu beachten, daß die Trennlinie der Teilbilder senkrecht zur Breitseite des Bildformates 24 x 36 mm verläuft (Bild 4), damit beide Teilbilder die gleiche Höhe erhalten.

Wird diese vernachlässigt, ergeben sich Schwierigkeiten (Höhenfehler) bei deren Betrachtung. Bei der Aufnahme ist eine seitliche Kippung der Kamera zu vermeiden. Geringe Fehler sind zwar beim Fassen der Diapositive mit Hilfe der Abdeckmaske zu korrigieren, erschweren aber das Ausrichten der Maske und die Betrachtung.
Ein wesentlicher Vorteil des Zeiss-Stereo-Systems besteht u. a. auch darin, daß die beiden Teilbilder ungetrennt gefaßt werden. Wie aus Bild 5 ersichtlich, überschneiden sich die Strahlengänge der Bilder so, daß unter Berücksichtigung von Höhen- und Seitenvertauschung, die auch hier - wie bei der Flachbildaufnahme - erfolgt, die Teilbilder bei richtiger Betrachtung seiten- und höhenrichtig erscheinen und ohne komplizierte Hilfsmittel dem entsprechenden Auge vermittelt werden.

Es ist relativ einfach, die erwähnten Aufnahmefehler zu vermeiden. Neben guter Aufnahmetechnik vermittelt die Praxis sehr bald die rotwendige Erfahrung, die aufzunehmenden Objekte auf ihre spätere „plastische" Wirkung einzuschätzen.
Mit den heutigen hochentwickelten Kameras, ihren lichtstarken Objektiven und in Verbindung mit den hochempfindlichen Emulsionen lassen sich mit dem Stereosystem objektgetreue Aufnahmen herstellen. Die Verwendung von Farbfilm unterstützt die stereoskopische Projektion auf das Vorteilhafteste, da sowohl die Farbnuancen des Originals, als auch die räumliche Anordnung der Objekte eine einwandfreie Demonstration und richtige Auswertung gestatten.

Zur Wiedergabe der gewonnenen Stereo-Diapositive stehen folgende Geräte bzw. Zusatzeinheiten zur Verfügung:

1. Für Einzelauswertung bzw. -betrachtung:
   Kleinbild-Stereobetrachter            (Bild 6)

2. Für die Projektion:
  a) Kleinbildwerfer 375 W mit Diaplast   (Bild 7)
  b) Stereoprojektor 750 W                   (Bild 10)

3. Projektions-Hilfsmittel:
  a) Stereobrille                           (Bild 8)
  b) Silber-Riffelwand                  (Bild 9)

Der Stereobetrachter dient zur Auswertung der Stereo -Diapositive (5 x 5) mit ungetrennten Halbbildern im Nennformat 18 x 24 mm (hoch) bei einem Halbbild-Nutzformat von 16 x 23 mm, zum Beispiel um aus einem unzerschnittenen Bildband geeignete Aufnahmen - die gefaßt werden sollen - auszuwählen. Der Film wird hierbei durch die Rahmenplatte geführt. Für die Einzelbetrachtung von Stereo-Dia-Serien ist dieses Gerät besonders geeignet. Vor allem im schulischen Bereich und für Arbeitsgemeinschaften, wo eine individuelle Auswertung der Aufnahmen erfolgen soll, ist dieses handliche und preiswerte Gerät ein wertvolles Hilfsmittel.

Die Stereo-Dias werden seiten- und höhenrichtig eingelegt. Der Betrachter kann wahlweise gegen vorhandene Lichtquellen (zum Beispiel Fenster, Lampen u. a.) gehalten werden. In Verbindung mit der Beleuchtungseinrichtung, die zur Farbkorrektur mit Blauglas versehen ist, kann das Gerät über einen Kleinspannungstrafo 2,2 VA 6 W an das 220-V-Wechselstromnetz angeschlossen werden. Die Auswertung erfolgt dann stets mit der gleichen Lichtintensität. Das Bild 6 bis d zeigt die beschriebenen Einzelteile.


Der handelsübliche Kleinbildwerfer 375 W (Bild 7) mit dem Objektiv 2,8/100 - der als bekannt vorausgesetzt werden darf - ist für die Wiedergabe von Stereo-Diapositiven mit einem Prismenvorsatz zu versehen. In der Bildebene werden die beiden Halbbilder von der Lichtquelle durchleuchtet. Das von den Halbbildern kommende Licht, das beim Durchgang durch den mit Polarisationsfiltern versehenen Vorsatz polarisiert wird, wobei die Schwingungsebenen der beiden Halbbilder in L- oder V-Stellung angeordnet sein können, trifft auf der Projektionsfläche auf, wo diese zur scheinbaren Deckung gebracht werden. Als Projektionsflächen können nur metallisch reflektierende Bildwände verwendet werden, da nur diese den Zustand des polarisierten Lichtes unverändert erhalten und reflektieren. Normale Bildwände (zum Beispiel Gips, Leinewand oder Kunststoff) wirken depolarisierend und vermögen daher nicht den Augen des Betrachters die notwendige Bildzuordnung zu vermitteln. Zur Betrachtung wird eine Stereobrille verwendet. Die Schwingungsebenen der Polarisationsfilter sind in einem Winkel von 9V einander zugeordnet, d. h. L- oder V-Stellung, entsprechend dem verwendeten Prismenvorsatz. Damit wird jedem Auge nur das ihm bestimmte Bild zugeordnet. Beide Bildeindrücke vereinigen sich - wie beim normalen Sehen - im Sehzentrum zum Begriff des räumlichen Bildes.

Die Stereobrille kann wahlweise für L- oder V-Stellung geliefert werden. International gebräuchlich ist die Anordnung der Polarisationsfilter in V-Schwingungsrichtung. Die Folie ist zwischen zwei Dünnglasplatten gebettet und verkittet. Hierdurch ist sie mechanischen und sonstigen Einflüssen gegenüber unempfindlich.
Das Decelithgestell mit verstellbaren Bügeln kann auch von jedem Brillenträger benutzt werden. Hervorzuheben ist das große Gesichtsfeld dieser Brille und die Möglichkeit, sie bei ambulanter Verwendung in einer dreiprozentigen Chloraminlösung desinfizieren zu können.

Die Silber-Riffelwand besitzt sehr gute Reflexionseigenschaften. Das auffallende Licht wird nicht nur in Richtung der optischen Achse reflektiert wie bei normalen Silberwänden. Diese sind mit dem Nachteil eines geringen Seitenwinkels behaftet, der sich als Lichtabfall nach den Seiten störend bemerkbar macht. Der Seitenstreuwinkel der SilberRiffelwand beträgt etwa 40°, diese bietet daher auch den seitlich sitzenden Personen eine gute Betrachtungsmöglichkeit.

Anläßlich der Frühjahrsmesse 1956 wurde eine Weiterentwicklung des Zeiss-Stereo-Systems - der Stereoprojektor 750 W (Bild 10) als Neuheit vorgestellt und von den interessierten Kreisen gut aufgenommen und günstig beurteilt. Von Fachleuten des In- und Auslandes wurde vor allem die hervorragende Bildwiedergabe und Lichtstärke hervorgehoben. Dieses Gerät findet vor allem für große Projektionsentfernungen im modernen Hörsaal Verwendung, wobei bisher nicht demonstrable Stereo-Aufnahmen einem größeren Kreis von Hörern dank seiner Leistungsfähigkeit einwandfrei erläutert werden können. Der pädagogische Wert eines solchen Auswerteverfahrens steht außer Zweifel und bedarf daher keiner weiteren Erläuterungen.

Der Stereoprojektor ist als Doppelprojektor gebaut und mit zwei Lichtwurflampen 5 A 375 W bestückt. Das Gerät wird - wie der Kleinbildwerfer 375 W - über den Universal -Regelwiderstand, der für Spannungen von 90 bis 245 V regelbar ist, an das Lichtnetz angeschlossen. Nach dem Einschalten ist das Amperemeter auf 5 A einzuregeln. Damit werden die Lichtwurflampen vor Überlastung geschützt. Gleichzeitig kann die Lichtleistung des Gerätes - bei Netzschwankungen - konstant gehalten werden. Zum Wechseln der Lichtwurflampen wird der Lüftungsrost des Lampenhauses abgehoben. Beim Einsetzen einer neuen Lichtwurflampe empfiehlt es sich, diese zu justieren. Der Leuchtkörper der Lichtwurflampe 5 A 375 W dürfte bekannt sein. Da sich zwischen den Wendelschenkeln Zwischenräume befinden, bilden sich diese auf der Bildwand als Hell-Dunkel-Sektoren ab. Mit Hilfe des hinter der Lichtwurflampe befindlichen Hohlspiegels werden diese Spiegelbilder der Wendeln in diese Zwischenräume eingespiegelt und damit die mittlere Leuchtdichte des gesamten Leuchtkörpers erhöht. Hierdurch kann - bei optimaler Justierung - die Lichtausbeute bis zu etwa 60 bis 70°/D gesteigert werden. Bei unsachgemäßer Justierung aber könnten die Spiegelbilder der Wendeln auf die Originalwendeln treffen, diese zusätzlich aufheizen und damit vorzeitig zerstören. Dies ist nicht allein eine Frage der guten Ausleuchtung des Bildschirmes, sondern darüber hinaus von wirtschaftlicher Bedeutung. Bei der Justierung ist zu beachten, daß die Originalwendeln und die Spiegelbilder der Wendeln gleich groß und gleich scharf abgebildet werden. Dies wird durch eine dunkle Glasplatte, die vor das Objektiv gehalten wird, beobachtet.

Über zwei mehrlinsige Kondensoren, Wärmeschutzfilter und Prismensysteme wird jedes Halbbild in der Bildebene von seiner Lichtquelle aus durchstrahlt und über weitere zwei Prismensysteme, Polarisationsfilter (V-Stellung) und die lichtstarken Projektions-Objektive Prokinar 1,6/120 auf die Stereo-Riffelwand projiziert. Diese Objektive zeichnen sich gegenüber den üblichen Projektions-Objektiven außer einer ausgezeichneten Mittenschärfe auch durch eine wesentliche Herabsetzung der Bildfeldwölbung aus.
Die Stereo-Dias werden höhen- und seitenverkehrt in den mit dem Gerät verbundenen Diaschieber eingelegt. Anschließend wird das Gerät auf die Bildwand ausgerichtet. Mit der Höhenverstellung ist das Gerät um + 10° bis – 3° verstellbar. Bei einer Projektionsentfernung von 10 m wird ein Vergrößerungsfaktor von 80fach erreicht.
 
Fokussierung der Objektive erfolgt durch den Mitteltrieb gemeinsam für beide Objektive. Auf dem vorderen Oberteil des Gerätes befinden sich zwei Knöpfe für die Einstellung von Bildhöhe und -seite. Damit können Seiten- und Höhenfelder korrigiert werden. Diese Korrektionsmöglichkeiten erlauben es, dem Betrachter eine einwandfreie und die Augen nicht belastende Stereoprojektion zu vermitteln. Das Bild 11 zeigt den Stereoprojektor 750 W während einer Demonstration. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Stärke des Systems in seiner wahlweisen Verwendung für Flachbilder und Stereo-Aufnahmen besteht, verbunden mit der speziellen Eignung für Nahaufnahmen im „Greif-Bereich". Dem Amateur bietet es eine wertvolle Bereicherung seiner fotografischen Ausstattung. Für Unterricht, Wissenschaft, Forschung und Technik ist es ein wichtiges Hilfsmittel; im modernen Hörsaal erschließt es die Möglichkeit, bisher nicht demonstrable dreidimensionale Objekte oder Vorgänge in voller Natürlichkeit betrachten und miterleben zu lassen.

Aus „Die Fotografie“ 11. Jahrgang, Heft 9 vom 15. Sept. 1957. (© Text überarbeitet von D. Schulte)