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aus KINOTECHNIK 1939 - Heft 4 / April - Zeitschrift für die Technik im Film

Von Dr.-Ing. J. Rieck, Berlin

Auf der Jahrestagung der Reichsfilmkammer am 11. März 1939 wurden die „Richtlinien für die Bildwandausleuchtung in Filmtheatern" verkündet.

Diese Richtlinien sollen die Unterlagen geben für eine einheitliche Ausleuchtung der Bildschirme in allen Filmtheatern, so daß auch einheitliche Filmkopien in den einzelnen Theatern eingesetzt werden können. Es wird dadurch eine gleich gute Bildwirkung in den verschiedenen Filmtheatern gewährleistet - soweit die Ausleuchtung und die Art des Bildschirmes dafür verantwortlich gemacht werden können -, eine Forderung, die bei Einführung des Farbfilms von besonderer Bedeutung sein wird.

Es soll hier nun unter Bezugnahme auf die Richtlinien über einige Messungen an Bildschirmen berichtet werden, die gleichzeitig einen Einblick geben, was denn nun eigentlich in diesen Richtlinien gefordert wird.
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Die Richtlinien sind in zwei Hauptabschnitte gegliedert, von denen der erste die zahlenmäßigen Forderungen über die einzuhaltenden Helligkeitswerte auf dem Bildschirm enthält.

Ausgedrückt werden diese Helligkeitswerte durch die Leuchtdichte in Apostilb (asb) gemessen bei laufender Blende ohne Film. Für die Mittenleuchtdichte des Bildschirmes ist ein Wert von 100 asb bei senkrechter Betrachtungsrichtung festgelegt worden aufgrund physiologischer Untersuchungen, über die Professor Frieser auf einer Vortragssitzung der DKG bereits berichtet hat.

Der Abfall der Leuchtdichte zum Schirmrand ist dahingehend festgelegt worden, daß die Randleuchtdichte nicht weniger als 75% der Mittenleuchtdichte aus der gleichen Betrachtungsrichtung betragen soll.

Das ist eine Forderung, die zum mindesten eine Gleichmäßigkeit der Bildfeldausleuchtung von 1:1,33 erforderlich macht. Nach der dritten zahlenmäßigen Forderung über die geringste und höchste Leuchtdichte auf dem Bildschirm, soll von keinem Platz des Zuschauerraums aus die Leuchtdichte an irgendeiner Stelle der Bildwand kleiner als 50 asb oder größer als 130 asb sein.

Während die ersten beiden Forderungen durch die Wahl der Größe des Nutzlichtstromes des Bildwerfers und entsprechend gleichmäßiger Ausleuchtung des Bildschirmes erreicht werden können, ist die letzte Forderung lediglich abhängig von der Art der Reflexionscharakteristik des Bildschirmes. Es sei deshalb hier zunächst etwas näheres über die Reflexionscharakteristiken von Bildschirmstoffen ausgesagt.
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Man kann die lichttechnischen Baustoffe entsprechend ihrer Reflexionscharakteristik in drei Hauptgruppen einteilen.
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• I. Spiegelnde Stoffe, bei denen das einfallende Licht nach den optisch-geometrischen Gesetzen zurückgeworfen wird.
• II. Diffus reflektierende Stoffe, bei denen von dem auftreffenden Licht in gleiche Winkelzonen gleiche Teilbeträge reflektiert werden.
• III. Gemischt reflektierende Stoffe:
  a) Stoffe mit merklich gerichteter Reflexion,
  b) quasi-diffus reflektierende Stoffe.

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Alle Bildschirm-"Stoffe" gehören zu der Gruppe III. Ein Vertreter der Gruppe I ist der optische Spiegel. Ein Stoff der Gruppe II, derden Bedingungen der völligen Diffusität entspricht, ist nicht bekannt.

Gemeinhin wird frisch aufgedampftes Magnesiumoxyd als diffus reflektierend bezeichnet. Bei genauerer Betrachtung erkennt man, daß auch aufgedampftes Magnesiumoxyd nicht unerhebliche Abweichungen von der völligen Diffusität zeigt (Bild 1).

Es ist üblich, die Reflexionscharakteristik eines Stoffes in Polarkoordinaten darzustellen, wie in Bild 1 a geschehen. Bei flüchtiger Betrachtung erscheint die Reflexionsindikatrix „etwa" als tangierender Kreis.

Tatsächlich ist jedoch die Abweichung vom tangierenden Kreis und damit von der völligen Diffusität bei Magnesiumoxyd unter 60° etwa 15%, eine Tatsache, die später bei Besprechung der Durchführung der Messungen nach den Angaben der Richtlinien von Bedeutung ist. Es erscheint daher sinnfälliger im besonderen bei Betrachtung von Bildschirmstoffen eine Leuchtdichte-Indikatrix in rechtwinkligen Koordinaten anzugeben, wie es in Bild 1 b geschehen ist.
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Die Lichtverteilungskurve der Reflexion wird im allgemeinen an kreisförmigen Stoffproben mit einem Durchmesser von etwa 40 mm mit dem Indikatrixmesser, einer auf einem Halbkreis um die Stoffprobe herumgeführten Sperrschichtzelle mit der Probe als Drehpunkt aufgenommen.

Bei Stoffproben mit stark spiegelnder Reflexion - Silber- und Perlschirm - muß darauf geachtet werden, daß die Abbildung des Objektivs der Beleuchtungseinrichtung stets die gesamte Probe bedeckt.

Außerdem wandert mit der Beobachtungsrichtung ein mehr oder weniger großer „Spiegelfleck" auf der Probe und man erhält keine eindeutigen Meßergebnisse, denn je nach Größe des Spiegelflecks auf der Probe wird eine mehr oder weniger große mittlere Leuchtdichte der Probe durch die Messung erfaßt. Diese Größe des Spiegelflecks ist aber abhängig von dem Meßaufbau. Bei jeder Indikatrixaufnahme muß daher stets der Objektivdurchmesser der Beleuchtungseinrichtung und die Entfernung Objektiv-Probe angegeben werden, denn nur unter diesen Meßbedingungen gilt die Indikatrix.

In Bild 2 sind die Ergebnisse an drei verschiedenen Bildschirm-Stoffproben (bei der Indikatrixaufnahme war der Objektivdurchmesser der Beleuchtungseinrichtung 40 mm und der Abstand Objektiv-Probe 850 mm), quasi-diffus reflektierender Stoff, Perlschirm, Silberschirm, als Leuchtdichteverteilungskurven in rechtwinkligen Koordinaten angegeben.
Die unterschiedlichen Reflexionscharakteristiken der einzelnen Schirmproben gehen daraus deutlich hervor. Was besagen nun diese verschiedenen Reflexionscharakteristiken im Hinblick auf die Brauchbarkeit dieser Stoffe als Bildschirme beurteilt nach den Richtlinien für die Bildwandausleuchtung in Filmtheatern.

Bild 2. Leuchtdichteverteilungskurven für verschiedene Bildschirmstoffproben
Bild 3. Messungen des Leuchtdichteverhältnisses von hellster zu dunkelster Bildschirmstelle bei einem quasi-diffusen Schirm
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Zu diesem Zweck sind im Beleuchtungstechnischen Institut der Technischen Hochschule Berlin Messungen durchgeführt worden an drei Bildschirmen, nämlich an normalem Wandanstrich aus Zinkweiß, an einem Perl- und an einem Silberschirm. Die Messungen der Leuchtdichte wurden durchgeführt mit einem subjektiven Leuchtdichtmesser der Fa. Schmidt & Haensch. Dabei ist folgender einheitlicher Aufbau benutzt worden: Bildwurfentfernung gleich sechsfacher Schirmbreite, bei senkrecht stehendem Bildschirm Bildwurfwinkel 5°, Beobachtungswinkel ebenfalls 5°.

Das Ergebnis ist in den Bildern 3, 4 und 5 dargestellt, dabei ist bei dem quasi-diffusen Bildschirm die Beleuchtungsstärke auf dem Bildschirm so eingestellt, daß bei Beobachtung in der Mittelachse eine Leuchtdichte von 100 asb erreicht wird, bei den Perl- und Silberschirmen eine Leuchtdichte von 130 asb, um für möglichst viele Beobachtungsplätze die Bestimmung II, c) der Richtlinien (größte Leuchtdichte 130 asb, geringste Leuchtdichte 50 asb) noch einhalten zu können. An jedem Beobachtungsplatz ist in den Bildern das gemessene Leuchtdichteverhältnis von hellster zu dunkelster Bildschirmstelle eingetragen.

In Bild 6 ist dann nochmals eine Zusammenstellung gegeben, aus der der Anteil der „brauchbaren4* Plätze in den Filmtheatern bei Verwendung der drei Bildschirmarten zu ersehen ist.

Bild 4. Messungen des Leuchtdichteverhältnisses von hellster zu dunkel
ster Bildschirmstelle bei einem Perlschirm
Bild 5. Messungen des Leuchtdichteverhältnisses von hellster und dunkel
ster Bildschirmstelle bei einem Silberschirm

Der zweite Hauptabschnitt der Richtlinien befaßt sich mit der Durchführung der Messung an Bildschirmen. Während zunächst auf die Möglichkeit einer direkten subjektiven Messung hingewiesen ist - auf diese Art sind die vorher genannten Meßergebnisse gewonnen worden -, wird dann ausführlicher eine Meßmöglichkeit mit einfacheren Mitteln beschrieben.

Es soll dadurch möglichst jeder Theaterbesitzer in der Lage sein, die Verhältnisse in seinem Theater zu prüfen und die Innehaltung der in den Richtlinien geforderten Werte zu kontrollieren. In allen Fällen kommt es auf eine Messung der Leuchtdichte an. Setzt man die Leuchtdichte B =E- q, so müssen zur Errechnung der Leuchtdichte B die Beleuchtungsstärke E und des Reflexionsvermögen q gemessen werden. Zunächst zur Messung der Beleuchtungsstärke.

Am einfachsten in der Handhabung sind die objektiven Beleuchtungsstärkemesser mit Sperrschichtzelle. Die üblichen Meßinstrumente dieser Art sind mit einer nackten Selensperrschichtzelle ausgerüstet und für normales Glühlampenlicht geeicht. Werden andere Lichtarten, z. B. Becklicht oder Hg-Licht damit gemessen, so muß eine besondere Eichung erfolgen.

Einfacher ist es, eine Zeile zu benutzen, deren spektrale Empfindlichkeit der Augenempfindlichkeit durch Farbfilter angepaßt ist.
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Bild 6. Gegenüberstellung der in einem Filmtheater entsprechend den Richtlinien „brauchbaren" Platzbereiche bei Verwendung verschiedener
Bildschirmarten

Der Unterschied der beiden Integrale ist ein Maß für den Fehler, der bei der objektiven Messung gemacht wird. Bei einem Beleuchtungsstärkenmesser mit nackter Zelle geeicht für normales Glühlampenlicht benutzt bei der Messung von Becklicht kann der Fehler, je nach der vorhandenen spektralen Zellenempfindlichkeit, bis zu 20% betragen. Und nun zur Messung des Reflexionsfaktors. In der Gleichung B=E*q bedeutet q das Reflexionsvermögen eines d iff us reflektierenden Stoffes. Für einen solchen Stoff ist die Leuchtdichte nach allen Richtungen gleich groß.

Bei Bildschirmstoffen handelt es sich nun stets, wie vorher ausgeführt, um Stoffe, die eine mehr oder weniger große Abweichung von der völligen Diffusität zeigen, d. h. man kann hier nicht mehr mit dem definitionsgemäß festgelegten Reflexionsfaktor rechnen. Man muß daher einen Faktor ermitteln, der ein Maß für den Helligkeitseindruck des Bildschirmes in der betreffenden Beobachtungsrichtung darstellt, d. h. einen Faktor, mit dem die Beleuchtungs-stärkei? multipliziert werden muß, um die Leuchtdichte des Schirmes in dieser Richtung zu erhalten.

Dieser Faktor ist Leuchtdichtefaktor genannt worden. Am einfachsten ermittelt man diesen Faktor, wie in den Richtlinien beschrieben, durch Vergleich mit Stoffproben, deren Leuchtdichte in allen Beobachtungsrichtungen konstant ist, also theoretisch mit völlig diffus reflektierenden Proben. Nur für diese Proben ist der Leuchtdichtefaktor nach allen Richtungen konstant und zahlenmäßig gleich dem Reflexionsvermögen q.

Nun gibt es aber solche Stoffe nicht. Benutzt man Stoffe in der Diffusität von Magnesiumoxyd, so ist bei Beobachtung unter 60° gegenüber 0° bereits eine Abweichung von 15% vorhanden. Dieser Fehler geht in die Messung ein. Ob Stoffe hergestellt werden können, wie in den Richtlinien verlangt, deren Abweichung von der Diffusität unter 60° höchstens 10% beträgt, also in der Diffusität besser als Magnesiumoxyd sind, muß abgewartet werden.
Nimmt man eine Genauigkeit der objektiven Beleuchtungsstärkemessung von ± 5% an, eine Toleranz bedingt durch die Abweichung der Vergleichsstoffproben von der völligen Diffusität zu 15%, und eine Genauigkeit des subjektiven Vergleichs von Schirm und Stoffprobe bedingt durch die Abstufung der Grauskala von ± 5%, so ist ungünstigsten Falles mit einer Meßabweichung vom Tatsächlichen von 25% zu rechnen.

Es ist immer gut bei der Durchführung einer Messung, wenn man sich über die eingehaltene Meßgenauigkeit im Klaren ist. Die vielleicht zunächst etwas hoch erscheinenden 25% sollen jedoch den Wert der in den Richtlinien vorgschlagenen einfachen Meßmethode keineswegs herabsetzen. Im Gegenteil, ein Blick auf die Bilder 4 bis 6 zeigt, daß es im vorliegenden Falle - Eignung der verschiedenen Bildschirmarten für Filmtheater - durchaus nicht auf überspitzte Meßgenauigkeit ankommt, sondern um meßtechnische Ermittlungen, bei denen eine Genauigkeit von ±25%, als durchaus ausreichend angesehen werden kann.

Wichtig ist, daß die Durchführung der Messung einfach ist und noch wichtiger, daß die Messungen auch tatsächlich von allen Theaterbesitzern einmal durchgeführt werden. Zum Schluß sei erwähnt, daß auf Grund der hier angeführten Erkenntnisse über die Eignung der verschiedenen Bildschirmarten für Bildwurfzwecke die Reichsstelle für den Unterrichtsfilm Empfehlungen für Bildschirme in Vorbereitung hat, in denen den deutschen Schulen zur Anschaffung nur q uasi-d iffuse Bildschirme empfohlen werden, deren Reflexionsvermögen q mindestens 70% beträgt bei senkrecht auffallendem Lichtstrom. Die Abweichung von der völligen Diffusität darf unter 60° nicht größer sein als 35%. Es ist somit die Gewähr dafür gegeben, daß allen Schülern in der Klasse ein gleich guter Bildeindruck geboten wird.