Kiev 4 / Kiev 4m – der günstige Einstieg in die Welt der Messsucherkameras

In diesem Artikel möchte ich eine meiner Lieblingskameras vorstellen, nämlich die russisch/ukrainische Fortführung der Zeiss Contax II bzw. Contax III Messsucher Kamera.

Während die deutsche Vorlage von Zeiss in den 1930er Jahren entwickelt wurde und nach dem Krieg nicht ganz freiwillig der Nachfolger Contax IIa bzw. Contax IIIa eingeführt wurde, produzierte Arsenal Kiev die Kiev 4 bis in die 1980er Jahre kaum verändert weiter.

Das spannende an der Kiev ist, dass man sie nicht als Contax Kopie bezeichnen kann, vielmehr übernahmen die Sowjets die Zeiss Fabrik als Reparationszahlung nach dem Krieg und transportierten sie samt Maschinen, Plänen, Werkzeug und Personal! nach Kiev in der Ukraine, wo also mit original Zeiss Equipment die Herstellung unter staatskapitalistischer Produktionsweise weitergeführt wurde.

Auch wenn eingefleischte Zeiss- und Contax-Fans das natürlich ganz anders sehen, kann man mit einem gewissen Augenzwinkern sagen, man fotografiert mit einer Kiev 4 in etwa so, wie z. B. ein Robert Capa (Gründungsmitglied der Fotoagentur Magnum). Mit der Contax II/III und der Leica begann eigentlich erst die moderne Reportage-Fotografie. Die Einführung des Kleinbildformates in der Fotografie, möglich geworden durch fortschreitende Lichtempfindlichkeit des Filmmaterials gepaart mit wachsendem Auflösungsvermögen (Feinkörnigkeit), ermöglichten eine ganz neue Art des Fotografierens. Leica-Fotograf Henri Cartier-Bresson prägte den Begriff des Entscheidenden Augenblickes (The Decisive Moment) – es war nun möglich mit leicht transportablen Kameras, die sich dank Messsucher schnell fokussieren ließen und aufgrund hoher Lichtempfindlichkeit und Objektiven mit großer Anfangsöffnung ohne Stativ aus der Hand „Schnappschüsse“ zu machen. Daraus entwickelte sich die moderne herantastende Arbeitsweise der Reportage-Fotografie.

Robert Capa fotografierte mit seiner Contax zwei ikonische Bilder der Reportage-Fotografie: die Erschießung eines spanischen Soldaten durch die Kugel eines Franko-Putschisten im spanischen Bürgerkrieg (1936–39) und die Landung der Alliierten am D-Day (6. Juni 1944) in der Normandie.

Ersteres Bild markierte den Beginn des öffentlichen Interesses in den USA am Vormarsch der Faschisten in Europa und war somit der Beginn einer Diskussion um militärische Einmischung durch die USA. Das zweite Bild markiert das Ende dieses Prozesses, die USA waren danach nicht mehr dieselben wie zuvor sondern waren nun zusammen mit der UdSSR eine der beiden einzigen Weltmächte mit militärischem Engagement in der ganzen Welt.

Doch zurück zur Kiev. Während die frühen Kievs II und III aus den 1940er und frühen 1950er Jahren noch gleichwertig mit den Contax Kameras waren, sank die Produktionsqualität mit den Jahren leider kontinuierlich.

Ich bin stolzer Besitzer von zwei Kiews, einer Kiev 4 und einer Kiev 4a.

Kiev 4

Kiev 4
Kiev 4 mit Selenbelichtungsmesser und Jupiter-3 Objektiv, einem Nachbau des Zeiss Sonnar 1,5 / 5 cm. Eines der frühen Standardobjektive mit großer Anfangsöffnung. Dank dem Messsucher mit großer Parallaxe (9 cm Abstand zwischen den Sucherfenstern) lässt sich der geringe Schärfebereich dieser offenen Blende sehr gut fokussieren, selbst bei schlechten Lichtverhältnissen.

Die Kiev 4 ist ausgestattet mit einem Selen-Belichtungmesser und einem Jupiter-3 Objektiv mit einer Anfangsöffnung von f 1,5. Das Objektiv ist ein Nachbau des Zeiss Sonnar. Es kann natürlich nicht mit modernen Linsen, wie dem Super-Takumar 1,4 50 mm, Zeis Planar 1,4 50 mm oder Canon 1,4 50mm mithalten, produziert aber trotzdem schöne Bilder, mit ausreichender Schärfe, neutralen Überstrahlungen bei Offenblende und traumhaftem Bokeh.

Ole Küche Dünsteinsatz 1 focalblade
Belichtungszeit und Blende sind mir nicht mehr bekannt, aber ich nehme an, dass die Blende etwas weiter geschlossen war (evtl. 5,6 oder 8?).
Das sichtbare Korn resultiert aus der Bildbearbeitung in Photoshop (The FocalBlade Filter – ein Scharfzeichnungsfilter, der hier etwas „missbraucht“ wurde). Puristen werden solch eine extreme Betonung des Korns ablehnen, ich finde es einen schönen Effekt, der die analoge Herkunft des Bildes unterstreicht. Digitalisiert wurde mit einem vorsintflutlichen HP Photosmart S20 Filmscanner (genauso die übrigen Bilder).
Dani und Ole im Subway Herbst 2009 1200dpi
Im schummrigen Licht kann mit dem Messsucher deutlich akkurater fokussiert werden, als mit einem Schnittbild-Indikator wie er bei Spiegelreflexkameras üblich ist. Auch dann wenn schon viele Autofokus-Systeme nicht mehr in der Lage sind zu fokussieren, funktioniert ein Messsucher immer noch gut.
Ein übriges tut der verwacklungsarme Verschluss ohne Spiegelschlag. Selbst bei Belichtungszeiten von 1/15 sec. kann noch aus der Hand fotografiert werden – wie man sieht resultiert die Unschärfe nicht aus Verwackelung durch die Kamera sondern durch die Bewegung der abgebildeten Personen – der Reisverschluss von der Jacke des Kindes ist scharf abgebildet.
Scan178_1200dpi
Das Jupiter 3 zeichnet ein wunderschön cremiges Bokeh. Auch wenn es weniger Lininepaare pro Millimeter (lpm) abbildet als ein moderneres Zeiss oder Canon Objektiv. Aber darum geht es ja nicht in erster Linie, wenn man mit so großer Blende arbeitet. Vielmeh möchte man entweder durch selektiven Fokus bildrelevante Bereiche betonen oder man möchte in der Lage sein, bei wenig Licht noch verwackelungsfrei zu fotografieren.
Kiev 4, Jupiter-3, Blende 11
Kiev 4, Jupiter-3, Blende 11

Natürlich kann das Jupiter-3 Objektiv nicht mit aktuelleren Konstruktionen mithalten, wenn es um das Auflösungsvermögen geht. Häufig wird das J-3 aber auch zu unrecht gescholten. Häufig wird nämlich die Version mit Schraubgewinde M39 an Leica II oder Leica III Kameras verwendet, in dem Glauben, dass das Jupiter 3, dass für russische Leica-Kopien konstruiert wurde auch hier einwandfrei funktioniert. Allerdings handelt es sich bei den Leica-Kopien eben um Kopien. Kameras wie die Zorki oder FED wurden nach dem Vorbild Leica II nachgebaut, aber eben nicht nach original Plänen und mit original Werkzeugen. So kommt es, dass das Auflagemaß bzw. die Steigung des Gewindes minimal von dem Leica Original abweicht. Bei kleineren Blenden fällt dies nicht so stark auf, bei dem extrem kleinen Schärfe-Bereich des Jupiter 3 hingegen schon. Viele Leica-Fotografen, die nach dem Kauf eines teuren Original-Gehäuses nun kein Geld mehr übrig hatten für ein lichtstarkes Leica Objektiv und dachten, mit dem Jupiter-3 ein Schnäppchen machen zu können, wurden nun enttäuscht. Wahrschinlich ist dies auch der Grund, weshalb das Jupiter 3 solch einen schlechten Ruf hat und man immer wieder auf die hohen Fertigungstoleranzen bei russischen Kameras und Objektiven hingewiesen wird – gerne wird hier auch vom Russischen Roulette gesprochen 🙂
So überrascht es nicht, dass das Jupiter 3 Objektiv mit Kiev-Anschluss nicht diesen schlechten Ruf hat.

Das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem und seine Relevanz für das Scannen und die Wiedergabe von Bildern

Häh?! Nyquist-Dingsda… – was bedeutet das doch gleich? Schlägt man den Begriff bei Wikipedia nach, wird man gleich mit mathematischen Formeln (z.B. T = 1/2ƒmax), Begriffen wie Sinus-Kurven, diskreten und kontinuierlichen Signalen und Graphen von sich überlagernden Kurven erschlagen.

Scannen und das Nyquist-Shannon-Theorem – Mathematik und Gestaltung treffen aufeinander

Da stockt schon mal das zarte Photographen-Herz und denkt sich, verfolgt mich diese verflixte Mathematik nun auch in meine künstlerische Schaffenswelt. Fix wird Wikipedia wieder weggeklickt, damit man möglichst schnell vergisst, dass sich die Mathematik längst auch in diesen noch sicher geglaubten Bereich menschlichen Schaffens hineingefressen hat. Wann immer einem mal wieder der Begriff Nyquist-Shannon-Abtasttheorem über den Weg läuft, wird er geflissentlich überlesen, in der Hoffnung, der eigene Verdrängungsmechanismus wird schon nicht ins Wanken geraten.

Analoge Bilder – welcher Scanner eignet sich?

Irgendwann kommt man dann dazu, dass man seine analogen Bilder (Dias, Negative, Abzüge) digital in den Computer befördern möchte, sprich sie sollen gescannt werden. Da bereits hoher Aufwand betrieben wurde, um hochwertige Linsen, feinkörniges Bildmaterial und durch ein teures Stativ verwacklungsfreie Bilder zu produzieren möchte man natürlich nicht beim Scannen die ganze Qualität wieder verlieren – schließlich soll ja auch noch sämtlichen laienhaften Spöttern zum Trotz der Beweis angetreten werden, dass mit den alten Analogen Schätzchen eine Bildqualität jenseits derer von digitalen Spiegelreflexkameras erreicht werden kann.

Also wird sich auf die Suche gemacht, nach einem Scanner, der zum einen eine hohe Auflösung bietet (um die Farbtiefe und Dmax wollen wir uns in diesem Zusammenhang mal nicht kümmern), andererseits aber noch genug Erspartes unangetastet lässt, um weiter in Filme, Entwickler etc. investieren zu können.

So beschäftigt man sich intensiv mit verschiedenen Testergebnissen unterschiedlichster Scanner aller Hersteller dieser Welt und wird früher oder später feststellen, dass die Testergebnisse zeigen, dass viele Scanner nicht die versprochenen Auflösungen liefern, die in Marketing-Broschüren oder auf Internet-Seiten angepriesen werden. Doch stop – ist das wirklich so? Möchte man die Testergebnisse genauer hinterfragen ist es notwendig sich mit dem Nyquist-Shannon-Abtasttheorem näher auseinanderzusetzen.

Die Nyquist Auflösung oder: das Nyquist Shannon Sampling Theorem auf den Punkt gebracht

Im Prinzip ist es ganz simpel und kann in einem Satz auf den Punkt gebracht werden:

Die Abtastung muss immer in einer (mehr als) doppelt so hohen Auflösung geschehen, als welche Auflösung das ursprüngliche Bild hat.

Diese Auflösung wird als die Nyquist-Auflösung bezeichnet. Sie spielt überall dort eine Rolle, wo analoge Signale in digitale Werte umgesetzt werden sollen, also neben dem Scannen von Bildern zum Beispiel auch beim Digitalisieren von Musik oder dem Aufzeichnen einer Temperaturverlaufskurve zum Zwecke der Wetterbeobachtung.

Im Klartext: liegt ein Bild vor, dessen Auflösung bedingt durch Filmkorn und Auflösungsvermögen der Linsen eine maximale Informationsdichte von 5.000 dpi (5000 Punkte pro Inch) beinhaltet, benötige ich eine Scanauflösung von mehr als 10.000 dpi um alle Details zu erfassen. Die Nyquist-Auflösung beträgt also mehr als 10.000 dpi (> 10.000 dpi)

In der Praxis gehen wir aber eher andersherum vor. Wir scannen ein Bild in der höchstmöglichen optischen Auflösung ein, die ein Scanner bietet und wollen wissen, wieviel an tatsächlicher Qualität wir erreicht haben.

Das USAF-1951 Resolution Test Target

Hierzu sind aufwändige Test notwendig, bei denen häufig ein sogenanntes USAF-1951 Resolution Test Target verwendet wird. Auf diesem sind verschiedene Paare von weißen und schwarzen Linien horizontal und vertikal angeordnet. Diese Linienpaare unterscheiden sich in der Größe voneinander. Je kleiner die Paare sind umso eine höhere Auflösung ist notwendig um diese Paare noch als unterschiedliche Linien und nicht mehr als graue Fläche wahrnehmen zu können. Die Beurteilung dieser Scanergebnisse erfolgt durch Betrachten der Scans am Monitor.

USAF-1951 Resolving Power Test Target, Quelle: <a href=

Klingt zunächst recht plausibel, das Verfahren hat aber leider einige Schwachpunkte. So kann sich schon eine minimale Drehung des Dias um Bruchteile eines Grades negativ auf die Scanergebnisse auswirken: Sind die Linien nicht mehr parallel zu den Scanzeilen des Scanners, werden sie unscharf. Um diese Ungenauigkeiten auszugleichen ist eine hohe Anzahl von Scans notwendig; das beste Scanergebnis sollte dann zur Ermittlung der möglichen Scanauflösung herangezogen werden.

Grenzen des USAF-1951 Test Targets

Aber auch die Auswertung der Scanergenbisse spielt eine große Rolle, denn die Unterscheidung, ob es sich noch um zwei Linien oder bereits um eine graue Fläche handelt ist stark vom Betrachter und seiner persönlichen Tagesform abhängig (natürlich auch davon, wie voreingenommen er in die Tests hineingeht).

Um hier wissenschaftlich relevante Ergebnisse zu bekommen, wird eine Gruppe unvoreingenommener Betrachter notwendig sein, deren Ergebnisse gemittelt werden.

Es wird schnell klar, dass solch ein aufwändiges Verfahren kaum in der Praxis umgesetzt werden kann, da es einfach zu zeitintensiv ist.

Nichts desto trotz liefert das USAF-1951 Resolution Test Target gute Anhaltspunkte zur Ermittlung der tatsächlichen Auflösung eines Scanners.

Das USAF-1951 Resolution Test Target richtig verstehen dank Anwendung des Nyquist Shannon Sampling Theorems

Allerdings sollten die Ergebnisse auch noch unter Beachtung des Nyquist-Shannon-Abtastheorems betrachtet werden. Was wir schon gelernt haben: es ist eine mehr als doppelt so hohe Auflösung beim Digitalisieren notwendig, als welche Auflösung zum Schluss erreicht werden soll.

Wie erklärt es sich nun, dass es Testergebnisse gibt, die dem Scannern z. B. 80 % der nominellen Auflösung bescheinigen. Laut Nyquist und Shannon sind doch nur maximal 50 % möglich – ist das ganze Theater von Nyquist und Shannen doch nicht so relevant – war es nicht schon immer richtig, die beiden Querköpfe zu ignorieren?

Nun, leider (?) ist dem nicht so, denn das Nyquist-Shannon-Abtatstheorem sagt, dass wenn ich sichergehen will und alle Eventualitäten ausschließen will, die Nyquist-Auflösung (mehr als das Doppelte der gewünschten Auflösung) garantiert alle gewünschten Details wiedergibt. Es gibt aber auch Umstände, unter denen die gleiche Menge an Details trotz niedrigerer Scanauflösung erfasst werden können.

Warum das so ist, möchte ich hier anhand einiger Grafiken erklären.

Gehen wir der Einfachheit halber von einer gedruckten Vorlage aus, die digitalisiert werden soll. Die Vorlage besteht aus exakten quadratischen Pixeln, die in einer Auflösung von 150 dpi gedruckt wurden: Auf einen Inch in der Länge befinden sich 150 Pixel. Das selbe gilt natürlich für die Breite.

Die Scanvorlage

Ich zeige hier das Bild in seiner gesamten Größe:

Bildvorlage, gedruckt in einem Raster von 300 dpi
Bildvorlage, gedruckt in einem Raster von 300 dpi

Hier ein vergrößerter Ausschnitt des Bildes (32 Pixel in der Breite, 20 Pixel in der Höhe):

Vergrößerter Ausschnitt der Datei. Wir nehmen an, es wäre in 300 dpi gedruckt und die Pixel wären tatsächlich exakte Quadrate.
Vergrößerter Ausschnitt der Datei. Wir nehmen an, es wäre in 300 dpi gedruckt und die Pixel wären tatsächlich exakte Quadrate.

Was passiert nun, wenn dieser Ausschnitt gescannt wird: Ein Schlitten mit CCDs läuft über das Bild und nimmt in regelmäßigen Abständen, die durch den Schrittmotor vorgegeben werden, einen Streifen des Bildes auf. Je nach Anzahl der CCDs und kleinstmöglichem Schritt des Schrittmotors wird die Auflösung bestimmt. Hinzu kommt natürlich noch die Unschärfe durch falsch sitzenden Fokus – vor jedem CCD-Element befindet sich nämlich eine kleine Linse. Bei dieser theoretischen Betrachtung wollen wir jedoch solche (und weitere) mögliche Fehlerquellen ausklammern.

CCD-Elemente: Wie ein Flachbettscanner arbeitet

Also, betrachten wir einmal, was ein einzelnes CCD-Element zu einem bestimmten Zeitpunkt aufnimmt, wenn es auf eine einfarbige Fläche trifft:

CCD Element

 

Was passiert, wenn die abgetastete Fläche einen Farbverlauf aufweist: Das CCD Element kann nicht unterschiedliche Helligkeits- oder Farbwerte innerhalb seines Bildkreises auswerten, es ermittelt lediglich die durchschnittliche Helligkeit innerhalb seines Bildkreises:

CCD Element verlauf

Das CCD-Element als kleinstes Element der Abtastung

Dementsprechend kann das CCD-Element auch nicht unterscheiden, wenn sich innerhalb seines Bildkreises eine Kante befindet. Eine halb-halb Teilung in scharf abgegrenztes Schwarz und Weiß führt zu den selben Ausgabewerten, wie ein Verlauf:

CCD Element linienpaar

Warum die Scanqualität scheinbar höher sein kann, als die Nyquist Auflösung

Werden nun in unserem Beispielbild genausoviele CCD-Elemente pro Inch zum Abtasten benutzt, wie die Vorlage an Pixeln pro Inch an Informationen enthält, reduziert sich die Auflösung entsprechend dem Nyquist-Shannon-Abtasttheorem auf unter die Hälfte der Scanauflösung. Im Detail sieht das so aus:

Scan-gleiche_Aufloesung_versetzt

 

Nehmen wir uns hier wieder ein einzelnes CCD-Element heraus und betrachten dieses genauer:

Die CCDs des Scanners liegen genau versetzt zum Raster der Scanvorlage. Es werden nur Informationen mit der halben Dichte der Vorlage interpretiert. Es entstehen Fehlinformationen, was als Aliasing bezeichnet wird.
Die CCDs des Scanners liegen genau versetzt zum Raster der Scanvorlage. Es werden nur Informationen mit der halben Dichte der Vorlage interpretiert. Es entstehen Fehlinformationen, was als Aliasing bezeichnet wird.

Gleiche Vorlage, gleicher Scanner, andere Situatoin: Der Bildkreis der einzelnen CCDs fällt in diesem extrem unwahrscheinlichen Beispiel direkt auf die Pixel der Bildvorlage. Unsere eingescannte Datei enthält nun exakt genau die gleichen Informationen wie die Vorlage. Leider können wir nicht überprüfen, ob unsere CCDs genau mit den gewünschten Details der Vorlage übereinstimmen, denn dann könnten wir mit der doppelten Auflösung scannen, als wie das Nyquist-Shannon-Abtatstheorem angibt. Das würde bedeuten mehr Scanqualität für deutlich weniger Geld.

Die Anordnung der CCDs des Scanners fallen exakt mit der Anordnung des Druckrasters der Bildvorlage zusammen. Der Scanner stellt alle Details der Vorlage dar, es kommt zu keinem Informationsverlust, das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem scheint außer Kraft
Die Anordnung der CCDs des Scanners fallen exakt mit der Anordnung des Druckrasters der Bildvorlage zusammen. Der Scanner stellt alle Details der Vorlage dar, es kommt zu keinem Informationsverlust, das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem scheint außer Kraft

Da wir jedoch nicht unsere Vorlagen genau an das Raster der CCD-Abtastung ausrichten können und unsere Vorlagen in der Regel auch nicht solch ein strukturiertes Raster aufweisen sondern eine chaotische Verteilung von Silberkörnern bzw. Farbstoffen im Film, brauchen wir immer die mehr als doppelte Auflösung beim Einscannen von analogen Bildvorlagen.

Das USAF-1951 Test Dia: Warum die Auflösung höher als die Nyquist-Auflösung erscheint

Gehen wir noch einmal zurück zu unserem USAF-1951 Test Target mit den schwarz-weißen Linienpaaren.

Wenn solch ein Linienpaar nun zufälliger weise genau (oder fast genau) mit dem Raster der CCDs übereinstimmt, kann es durchaus passieren, dass die subjektiv empfundene Auflösung deutlich über der Nyquist-Auflösung liegt:

Scan-gleiche_Aufloesung_wenig_versetzt_zwei_CCDs_Linienpaar

 

Bei diesem Beispiel werden zwei Linienpaare gescannt. Deren Tonwerte liegen bei 0 % und 100 % Schwarz. Sie sind leicht versetzt zur Anordnung der CCD-Elemente angeordnet, so dass eine Linie zu 90 % auf Element A und zu 10 % auf Element B liegt. Die beiden nebeneinander liegenden CCDs speichern jeweils einen Wert von 10 % und 90 % Schwarz. Es entstehen zwei Linien mit 10 % und 90 % Schwarz. Der subjektive Betrachter wird nun sagen: „Ich erkenne hier noch Linien mit einer Auflösung von 150 Linienpaaren, was einer Auflösung von 300 dpi entspricht.“.

 

Liegen die Linien nun genau zu 50 % versetzt zu den CCDs sieht die Sache ganz anders aus:

Scan-gleiche_Aufloesung_versetzt_zwei_CCDs_Linienpaar

 

Die beiden nebeneinander liegenden CCDs erfassen jeweils 50 % der schwarzen Linie und interpretieren dies als 50 % Grau. Die Linienpaare sind für den subjektiven Betrachter nicht mehr zu unterscheiden, er würde dem Scanner eine geringere Auflösung attestieren als im vorherigen Beispiel, obwohl es sich um den identischen Scanner und die selbe Vorlage handelt.

Scannertests anhand des USAF-1952 Test Target – glaube keinem Test, dessen Ergebnisse Du nicht selbst manipuliert hast 😉

Wir sehen hier, wie ungenau die Messung der tatsächlichen Scannerauflösung anhand von USAF-Dias ist. Allerdings gibt es kein besseres Verfahren – zumindest ist mir keines bekannt. Zieht man diese Ungenauigkeit in Betracht, kann man die USAF-Dia-Tests als Anhaltspunkt zur Beurteilung der Scannerqualität unter anderen heranziehen. Aber man sollte sich die Testergebnisse genau anschauen und entsprechend den Feststellungen des Nyquist-Shann0n-Dingsbums-Theorems hinterfragen.

Vor allem kann man sagen, dass solange die gemessene Auflösung nicht unterhalb 50 % der vom Hersteller angegebenen optischen Auflösung fällt, wir davon ausgehen können, dass die angegebene optische Auflösung auch tatsächlich stimmt. Fällt die gemessene Auflösung unter die magische Grenze von 50 % kann es natürlich auch sein, dass zwar die Anzahl der CCD-Elemente auf der Scannerleiste stimmt und auch der Schrittmotor entsprechend feinauflösend arbeitet, dass jedoch andere Probleme die Qualität verschlechtern – z.B. minderwertige oder schlecht fokussierte Linsensysteme innerhalb des Scanners.

 

Ich hoffe, ich konnte etwas Licht ins Dunkel bringen. Über Anmerkungen, Korrekturen, Fragen und Jubeleien würde ich mich sehr freuen. Gegebenenfalls wird der Text dann auch noch überarbeitet.