Die Geheimnisse der ersten Farbfotografien der Welt entschlüsselt

Es wird oft gesagt, dass der Himmel vor dem Flugverkehr blauer war, doch wie könnten wir im 21. Jahrhundert jemals wissen, wie Licht und Farben vor hundert Jahren waren? Kürzlich hatte eine Gruppe von Forschenden des Labors für audiovisuelle Kommunikation der Fakultät für Computer- und Kommunikationswissenschaften (IC) der EPFL die einzigartige Gelegenheit, dies herauszufinden.

Normalerweise verborgene Schätze, die in den Gewölben einer Handvoll Museen verschlossen sind, boten den Forschenden Zugang zu einigen der Original-Fotoplatten und -bilder des Wissenschaftlers und Erfinders Gabriel Lippmann, der 1908 den Nobelpreis für Physik für seine Methode der Farbwiedergabe in der Fotografie erhielt.

In einer soeben in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlichten Arbeit erklären die Autorinnen und Autoren, dass die meisten fotografischen Techniken nur drei Messungen vornehmen, für Rot, Grün und Blau. Sie entdeckten jedoch, dass Lippmanns historischer Ansatz typischerweise 26 bis 64 Spektralproben an Informationen im sichtbaren Bereich erfasst. Seine Technik, die auf denselben Interferenzprinzipien beruht, die vor kurzem den Nachweis von Gravitationswellen ermöglichten und die die Grundlage der Holographie und eines Grossteils der modernen interferometrischen Bildgebung bilden, ist heute fast völlig in Vergessenheit geraten.

«Dies sind die frühesten aufgezeichneten multispektralen Lichtmessungen, also fragten wir uns, ob es möglich wäre, das ursprüngliche Licht dieser historischen Szenen genau nachzubilden», sagt Gilles Baechler, einer der Autoren der Arbeit, «aber die Art und Weise, wie die Fotos konstruiert wurden, war sehr speziell, also waren wir auch sehr daran interessiert, ob wir digitale Kopien erstellen und verstehen könnten, wie die Technik funktioniert.»

Die Forschenden fanden heraus, dass die von einer Lippmann-Platte reflektierten Multispektralbilder Verzerrungen enthielten, obwohl die reproduzierten Farben für das Auge akkurat aussahen. Als sie das gesamte von einer Lippmann-Platte reflektierte Spektrum untersuchten und mit dem Original verglichen, massen sie eine Reihe von Ungereimtheiten, von denen viele selbst in modernen Studien noch nie dokumentiert wurden.

«Am Ende modellierten wir den gesamten Prozess von der Aufnahme des multispektralen Bildes bis hin zum Foto. Wir waren in der Lage, das davon reflektierte Licht zu erfassen und zu messen, wie es sich vom Original unterscheidet», erklärt Baechler. Konnte das Team also jahrhundertealtes Licht replizieren?

«Bei den historischen Platten gibt es Faktoren im Prozess, die wir einfach nicht kennen konnten, aber weil wir verstanden haben, wie sich das Licht unterscheidet, konnten wir einen Algorithmus erstellen, um das ursprüngliche Licht, das eingefangen wurde, wiederherzustellen. Wir waren in der Lage, die Invertierbarkeit zu studieren, d.h. bei einem Spektrum, das von einer Lippmann-Fotografie erzeugt wurde, wissen wir, dass es möglich ist, die Verzerrungen rückgängig zu machen und das ursprüngliche Eingangsspektrum zu rekonstruieren. Als wir unsere eigenen Platten nach dem historischen Verfahren herstellten, konnten wir überprüfen, ob die Modellierung korrekt war», so Baechler.

Während die vollständige Modellierung einer mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Bildgebungstechnik an sich schon von grossem Interesse ist, glauben die Forschenden, dass die Wiederaufnahme von Lippmanns fotografischer Technik neue technologische Entwicklungen in diesem Jahrhundert inspirieren kann.

Das Team hat bereits einen Prototyp einer digitalen Lippmann-Kamera gebaut und ist besonders von den Möglichkeiten der multispektralen Bildsynthese sowie von neuen multispektralen Kamera-, Druck- und Display-Designs fasziniert.