175 Jahre Fotografie - Ich sehe was, was Du nicht siehst!

Archäologische Entdeckungen, medizinische Forschungen, kriminalistische Erkenntnisse – Fotografie kann wesentlich mehr als das Weltgeschehen zu zeigen und ganz persönliche Erinnerungen festzuhalten. Die Fotografie deckt auf, macht Unsichtbares sichtbar, rettet Leben und vieles mehr. Die Erfinder der Fotografie hatten vor 175 Jahren keine Vorstellung davon, welche ungeahnten Möglichkeiten in ihrer Erfindung schlummern und wie sehr uns 175 Jahre später fotografische Verfahren im täglichen Leben begleiten.

Geheimnisse, die dem menschlichen Auge vielfach verborgen sind, können oftmals erst mit den Mitteln der Fotografie enthüllt werden. Mit den Augen der Kamera und vielfältigen fotografischen Verfahren erschließen sich faszinierende Einblicke in neue Welten, die sonst nicht möglich wären. Erfindungsreichtum und Können von Wissenschaftlern und Technikern waren Voraussetzung für die Entwicklung innovativer Produkte und Verfahren. Die Präzision in der Herstellung und die Qualität der verwendeten Materialien ist außerdem eine der Voraussetzung, um diese speziellen und meist hochkomplizierten Vorgänge und Verfahren zum Erfolg zu bringen.

Gerade in den letzten Jahrzehnten haben Forschungslaboratorien von Instituten und der Imagingindustrie immer neue Möglichkeiten gefunden, mit der Weiterentwicklung der Erfindung der Fotografie in den Mikro- und Makrokosmos einzutauchen und diese Entwicklungen für die Verbesserung vieler Lebensbereiche der Gesellschaft zur Verfügung zu stellen. Wir sind jedoch noch lange nicht am Ende des Möglichen angelangt – neue fotografische Entwicklungen werden uns auch in den nächsten Jahrzehnten in neue Dimensionen vordringen lassen, die uns derzeit noch verschlossen sind.

Auf den Spuren der Vergangenheit

Luftbild des römischen Gutshofes von Brenz an der Brenz, Gemeinde Sontheim, Kreis Heidenheim / Denkmalpflege Baden-Württemberg
Luftbild des römischen Gutshofes von Brenz an der Brenz, Gemeinde Sontheim, Kreis Heidenheim / Denkmalpflege Baden-Württemberg
Entdeckungen mithilfe der Fotografie beschränken sich nicht nur auf die Gegenwart – mit bildgebenden Verfahren lassen sich auch viele Rätsel der Vergangenheit lösen. So erfuhr man durch Aufklärungsflüge mehr über die sagenumwobene Stadt Rungolt, die durch eine Sturmflut im 14. Jahrhundert versunken sein sollte. An Bord des Vermessungsflugzeuges befand sich eine hochauflösende, digitale Spezialkamera, die Spuren von Brunnenringen und Oberflächen im Watt, die auf Besiedlung hinwiesen, sichtbar machen konnte, die mit bloßem Augen nicht zu sehen waren.

Für die Forschung nach Spuren der Vergangenheit werden auch Kameraaufnahmen aus dem Weltraum von Satelliten oder einem Space Shuttle eingesetzt. Die Luftbildarchäologie gibt es nicht erst seit der Neuzeit. Schon vor mehr als einem Jahrhundert machte das englische Militär Bilder des Steinkreises von Stonehenge. Mit Fotos aus der Luft können unbekannte Denkmäler und verschüttete Anlagen lokalisiert werden, da die Veränderungen der darüber wachsenden Vegetation aus der Höhe sichtbar werden. In den letzten zwei Jahrzehnten wurden rund 600 archäologische Funde aus der Luft entdeckt und auf mehr als 80.000 Bildern festgehalten.

Der Gesundheit zuliebe

Rund um die Welt arbeiten Forschungsteams am medizinischen Fortschritt, sei es, um Krankheiten früher zu entdecken oder effektiver zu behandeln. So wurden vor einigen Jahren tragbare Mikrowellenkameras entwickelt, die, ähnlich einem Röntgengerät, einen Blick in das Innere von Menschen werfen. In der Medizin ist das zum Beispiel die Handheldkamera, die bei der Suche nach bestimmten Schäden, die Hautkrankheiten oder auch Krebs verursachen, hilfreich ist. Oder denken wir an die Kamera zum Schlucken, die Magen- und Darmspiegelungen unnötig werden lässt und durch Bilder genauestens Aufschluss über Veränderungen gibt.

Mikrokamera zur Endoskopie © Fraunhofer IZM
Mikrokamera zur Endoskopie © Fraunhofer IZM
Immer wieder tun sich beispielsweise die Fraunhofer Institute mit Entwicklungen zur Medizin hervor. Dazu gehört vor allem auch die Miniaturisierung von Kameras. Mit den von ihnen in Zusammenarbeit mit der Awaiba GmbH entwickelten Mikrokameras, die so groß wie ein Salzkorn sind und an der Spitze von Endoskopen angebracht werden, sollen minimalinvasive Eingriffe im menschlichen Körper realisiert werden. Ebenfalls von Fraunhofer kommt eine Spezialkamera, die Tumore aufspürt und den Krebspatienten bessere Heilungschancen verspricht. Diese Kamera soll künftig selbst kleinste, leicht übersehbare Tumorreste bei einer Operation sichtbar machen. Das „Multispektrale Fluoreszenz-Kamerasystem“ zeigt Fluoreszenzfarbstoffe an, die das Tumorgewebe einfärben.

Fraunhofer Kamera Krebsbekämpfung: Die neue Kamera zeigt mit Fluoreszenzfarbstoffen eingefärbte Strukturen an (hier: blaue und grüne Bereiche) © Fraunhofer IPA
Fraunhofer Kamera Krebsbekämpfung:
Die neue Kamera zeigt mit Fluoreszenzfarbstoffen eingefärbte Strukturen an (hier: blaue und grüne Bereiche) © Fraunhofer IPA
Ein wenig mehr Unabhängigkeit erlangen Blinde und Sehbehinderte mit einer in Amerika entwickelten winzigen Kamera, die an den Zeigefinger montiert wird. Die Kamera sucht die Umgebung nach Hindernissen ab und gibt den Träger über Vibrationen ein Feedback, um ihn sicher um Objekte herum zu lenken. Eine Hilfe kann die Fingerkamera auch bei der Bedienung von Schaltern sein.

Nicht nur zum Musikhören eignet sich der Apple iPod, sondern in Verbindung mit einer Kamera wurde er auch schon bei einem Pilotprojekt in einer Kölner Klinik eingesetzt. Das kleine Hightech-Gerät wird als Hilfsmittel bei orthopädischen Eingriffen verwendet, indem der iPod als Kontrollinstrument dient und in Millisekunden zeigt, ob Position und Beinlänge, zum Beispiel beim Einsatz eines künstlichen Hüftgelenks, richtig sind. Für diese Operationen ist der iPod mit einem Taststab verbunden, in dem kleine Antennenkugeln stecken. Eine Infrarotkamera in der Nähe des OP-Tisches kann über diese Kugeln den iPod orten. Hält man den Stab des iPods an die Stelle, wo das Gelenk eingepasst werden soll, wird sie digitalisiert und die Daten an das Kamerasystem übertragen. Nur wenige Millisekunden später gehen die Daten wieder an den iPod.

Die Imagingindustrie ist vor allem im Bereich Medizin für viele wichtige Entwicklungen und Innovationen verantwortlich. Ob Canon, Fujifilm, Olympus, Sony oder Zeiss – die medizinischen Abteilungen dieser Unternehmen profitieren allesamt von ihrem großen Know-how in Bezug auf bildgebende Verfahren sowie der dazu gehörenden Bildanalyse und Bildbearbeitung. Viele diagnostische und therapeutische Verfahren basieren auf Erkenntnissen der Imagingindustrie.

Roboter und die Kamera

Roboter mit Kamera: Mit Sensoren und optischen Kameras ausgerüstet erkundet der mobile Roboter gefährliches Gelände. © Fraunhofer IOSB
Roboter mit Kamera:
Mit Sensoren und optischen Kameras ausgerüstet erkundet der mobile Roboter gefährliches Gelände. © Fraunhofer IOSB
Endoskopische Operationen hat die Weiterentwicklung von Kameras zu präzise arbeitenden Robotern wesentlich erleichtert. Die Kamera musste früher von einem Assistenten über Stunden gehalten und bewegt werden. Heute kann der Operateur über einen Gelenkarm, der am OP-Tisch fixiert ist, die Kamera durch ein Headset über Kopfbewegungen per Infrarotsignal selbst in die gewünschte Richtung steuern und die Bewegung mit einem Fußpedal auslösen.

Roboterkameras entdecken immer Neues am Sternenhimmel. Für das WASP-Projekt (Wide Area Search for Planets) suchen auf den Kanaren und in Südafrika die Kameras der Observatorien automatisch den Himmel ab und liefern so den Astronomen Beobachtungen von Millionen von Sternen, die sie auf Lichtschwankungen untersuchen und somit als mögliche Planeten identifizieren können.

Ebenso geheimnisvoll wie der Weltraum ist die Unterwasserwelt. Ohne Kameras, die von Unterwasserrobotern bedient werden, ließen sich die extremen Tiefen der Unterwasserwelt kaum erforschen. Die optische Wahrnehmung der „Augen“ der Unterwasserroboter basiert auf einer speziellen Belichtungs- und Analysetechnik, die eine Orientierung auch im trüben Wasser ermöglicht.

Trivial klingt dagegen fast schon der Einsatz von Robotern, die auf Videoinspektion von Rohrleitungen zum Aufspüren von Schäden eingesetzt werden. Aber an der Effizienz dieses Einsatzes wird kaum jemand zweifeln, denn diese Kameras können mit ihrem um 360 Grad drehbaren Schwenkkopf jeden Schaden entdecken.

Ist das sicher?

Thermo Kamera der Firma MSA The Safety Camera im Brandeinsatz
Thermo Kamera der Firma MSA The Safety Camera im Brandeinsatz
Materialschäden an Brücken, Häusern oder Flugzeugen lassen sich oft schwer erkennen. Defekte – ob es feinste Risse sind oder ein Ungezieferbefall – können durch Mikrowellenaufnahmen mit einer Handheldkamera aufgespürt werden, bevor größere Schäden entstehen. Sicherheitsbereiche lassen sich mit portablen Mikrowellenkameras besser schützen, um dem Personal zum Beispiel die Suche nach verborgenen Waffen zu erleichtern. Mikrokameras, wie sie für Medizinanwendungen entwickelt wurden, sollen in der Autofertigung künftig den Außenrückspiegel ersetzen, um den Strömungswiderstand zu verringern und damit den Energieverbrauch zu senken.

So manche Hilfe für unseren Lebensraum schaffen hochwertigste Optiken, mit denen Satelliten Bilder an Erdstationen senden. Dank ihnen können das Wetter vorausgesagt, Bodenschätze gefunden oder Brandherde entdeckt werden.

Thermo Kamera der Firma MSA The Safety Camera im Brandeinsatz
Thermo Kamera der Firma MSA The Safety Camera im Brandeinsatz
Brandbekämpfung findet nicht nur von Satelliten, sondern ebenfalls von Flugzeugen aus statt. Wegen der großen Flächen und der oftmals schwer zugänglichen Gebiete, in denen gerade die großen Waldbrände wüten, ist eine effektive Bekämpfung des Feuers häufig nur aus der Luft mit Infrarotkameras möglich. Diese Kameras messen die Wärmestrahlung, liefern hochaufgelöste Bilder und können Brandherde lokalisieren, deren Entdeckung zu einem frühen Zeitpunkt verhindern kann, dass es zu einer weitläufigen Ausbreitung des Feuers kommt. Für die Brandfrüherkennung werden außerdem Thermografiekameras eingesetzt, die auch kleinste überhitzte Objekte, sogenannte Hot Spots, frühzeitig und sicher erkennen. Wärmebildkameras haben sich vor allen bei der Suche nach Glimmnestern in Hohlräumen bewährt. Außerdem können Feuerwehrleute mit Wärmebildkameras die Wirkung des Wasserstrahls besser steuern. Wenn sich heiße Flächen, die sich auf dem Bildschirm hell darstellen, in dunkle Schatten verändern, hat der Wasserstrahl den beabsichtigten Kühleffekt erzielt. Wichtiges Hilfsmittel sind die Kameras auch, um Person an Brandorten aufzuspüren.

Dem Täter auf die Spur bleibt die Kriminalpolizei durch die Entwicklung des Chemikerteams um Stephen Morgan und Michael Myrick, die eine Kamera entwickelt haben, mit deren Bildern sich rasch und zuverlässig unsichtbare Blutspuren nachweisen lassen. Sogar 100-fach verdünntes Blut lässt sich durch das thermische Infrarotlicht feststellen. Damit kann der giftige Luminoltest, den Krimifans schon aus US-Serien kennen, nicht mithalten. Denn oft gibt es bei Luminol falschen Alarm, weil Rost, Bleichmittel oder Kaffee mit Blut verwechselt werden.

Faszination Bild

Bild der Wissenschaft
Die Wissenschaftsfotografie hat einen hohen Stellenwert und leistet Erstaunliches in unterschiedlichsten Lebensbereichen, aber sie bringt auch faszinierende Motive hervor, die in Fotowettbewerben und Ausstellungen ihren Platz finden und viele Menschen begeistern. So schreibt „Bild der Wissenschaft“ seit einigen Jahren den deutschen Preis für Wissenschaftsfotografie aus. Der Preis belohnt sowohl die besten Einzelfotos als auch Reportagen. Bilder aus dem Wissenschaftsbereich sind auch für Museen immer wieder beliebte Ausstellungsthemen, wie kürzlich im Schweizer Fotomuseum Winterthur. Die Deutsche Gesellschaft für Photographie schreibt ihn diesem Jahr wieder einmal den Robert-Luther-Preis aus, der zur Förderung junger Wissenschaftler dient und zur wissenschaftlichen Bearbeitung fotografischer Probleme anregen soll.

Nicht jede Erfindung im Bereich der Wissenschaftsfotografie wird aus der Testphase herauskommen. Manches erweist sich als zu teuer oder zu kompliziert, anderes wird von anderen, tragfähigeren Innovationen abgelöst. Aber sicherlich wird die Wissenschaft auch in Zukunft weiter von der 175 Jahre alten, sich ständig erneuernden Fotografie profitieren.

Geschichte der Fotografie 04 / 2014

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