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Tropfenfotografie – so wird’s gemacht!

Erstellt am 24. Mai 2013 von 2 Kommentare

Die Tropfenfotografie strahlt eine eigene Faszination aus und sicherlich hat sich schon (fast) jeder daran versucht, mit Makroobjektiv und Strohhalm selbst eines dieser beeindruckenden Bilder zu schießen. Der Einstieg in die Materie ist ja auch recht einfach. Nach den ersten erfolgreichen Versuchen merkt man jedoch sehr schnell, dass hinter den bekannten und teilweise preisgekrönten Bildern mehr Aufwand steckt. Um die bizarren Formen festzuhalten ist tatsächlich auch einiges mehr nötig, als „nur“ fotografisches Geschick: Magnetventile und selbstprogrammierte Software sind die Domäne von Informatikern und Elektroingenieuren. Sven Wiemers ist einer von diesen Informatiker-Fotografen. Kürzlich kam ich mit ihm ins Gespräch und er gibt uns in dem folgenden Artikel einen detaillierten Einblick in die technische Seite der Tropfenfotografie. 

Der Weg zur Tropfenfotografie

Vor einigen Jahren experimentierte ich bereits mit einer Pipette und einem Weinglas, um darin den auftreffenden  Tropfen zu Fotografieren. Bei 100 Versuchen gelangen mir vielleicht fünf einigermaßen gute Fotos. Trotzdem war diese Art der Fotografie damals schon sehr spannend für mich. Vor einigen Monaten fand ich im Internet sogenannte „Tropfen auf Tropfen“ Fotos, kurz TaT. Hier wurde auf eine aufspringende Wassersäule ein oder mehrere Tropfen platziert, welches die faszinierendsten und spannendsten Formen produzierten. Schnell fand ich heraus, dass diese Art der Tropfenfotografie nicht mehr mit einer Pipette und einem Weinglas möglich ist. Es werden technische Steuergeräte und Magnetventile benötigt um die Tropfen im Milli- bzw. Mikrosekundenbereich zu steuern. Geräte die dies bewerkstelligen sind im Internet zu hohen Preisen zu erwerben. Aufgrund meines Berufes als Informatiker und meiner Bastelleidenschaft, entschloss ich mich eine eigene Lösung für diese Tropfenfotografie zu entwickeln.

Die benötigten Komponenten waren zügig bestellt, darunter ein Arduino Board sowie drei Magnetventile. Ich fing damit an, ein Interface in Java zu programmieren um die einzelnen Magnetventile Mikrosekundengenau zu öffnen und zu schließen. Nach ca. 100 Stunden Programmieraufwand war der „DropCatcher“ geboren. Diesen habe ich zusammen mit einer Liste der Komponenten mittlerweile auf meiner Homepage www.wiemers.org kostenlos zur Verfügung gestellt.

Technik und Aufbau

DropCatcherZur Steuerung der Ventile habe ich die Software DropCatcher geschrieben. Damit können die einzelnen Ventile zu bestimmten Zeiten geöffnet und geschlossen werden. Die Startzeit bestimmt somit den Zeitpunkt der Öffnung des ausgewählten Ventils und die Tropfengröße wird durch die Dauer der Öffnung bestimmt.

Als Schnittstelle zwischen dem DropCatcher und den Magnetventile dient das oben geannte Arduino Board sowie weitere kleine Schaltungen wie einer Transistorschaltung um die Magnetventile mit der entsprechenden Leistung zu versorgen. Die Magnetventile wurde mit Klinkenstecker versehen um die ganze Aparatur später einfach verstauen zu können. Ebenfalls befinden sich einige Status LEDs sowie ein Resetschalter zum zurücksetzen der Konfiguration auf dem Arduino Board auf dem Gehäuse.

Anschließend wurden die Magnetventile an eine Holzkonstruktion angebracht und aus abgesägten Wasserflaschen, Sekundenkleber und Schläuchen entsprechende Behältnisse für das Wasser angefertigt. Um die Flugbahn der einzlenen Tropfen möglichst schnell und genau einzustellen, wurden Düsen aus einem weiteren Stück Schlauch und einem Messingrohr angefertiget, welche später mit Klemmen schnell versetzt werden können.

Die Beleuchtung ist das Kernstück

Die Beleuchtung der Tropfenbilder ist das eigentliche Kernstück der Tropfenfotografie. Die Fotos entstehen nicht durch die Verschlusszeiten der Kamera, sondern durch die kurze Abbrennzeit der Blitze. Bei meinen Blitzen liegt die Abbrennzeit bei einer Leistung von 1/32 bei ca. 1/10.000 – 1/20.000 Sekunden. Hierdurch wird die Wasserskulptur im Bild eingefroren. Die Verschlusszeit der Kamera ist hierbei zu vernachlässigen und kann in einem abgedunkelten Raum über einer Sekunde liegen.

Um einen farbigen Hintergrund zu produzieren, verwende ich Farbfilterfolien vor den Blitzen, welche durch eine halbdurchlässige Acryglasscheibe von hinten die Tropfenformen belichten. Dies reduziert auch störende Blitzreflexionen im Wasser. Für Fotos mit schwarzem Hintergrund verwende ich für die Beleuchtung selbstgebaute Rörchensnoots, welche von schräg oben die Wasserskulptur beleuchten und eine schwarze Pappe als Hintergrund.

Geeignete Flüssigkeiten

Als Tropfenflüssigkeit verwende ich mit Lebensmittelfarbe eingefärbtes und mit Guarkernmehl (gibt es in der Drogerie) angedicktes Wasser. Milch liefert aufgrund der Konsistenz ebenfalls eine hervorragende Tropfenflüssigkeit. Für Fotos mit schwarzen Hintergrund empfiehlt es sich ein wenig Milch in das Tropfenwasser zu geben, da dadurch das Licht besser von der Flüssigkeit aufgefangen wird. Das Wasser im Tropfengefäß ist herkömmliches Wasser mit ggf. einem Tropfen Klarspüler um die Oberflächenspannung zu brechen. Die verwendete Flüssigkeit befindet sich bei meinen Aufnahmen meistens in einer großen Wasserschale oder einer selbstgebauten Wanne. In einer Wanne sind zum Beispiel auch Tropfenfotos mit einer Spiegelung möglich. Unterschiedliche Wasserhöhen ergeben ebenfalls unterschiedliche Effekte bei der aufspringenden Säule, also sollte man ruhig unterschiedlich viel Wasser in den Behälter einfüllen und sehen, wie sich dies auf die Bilder auswirkt.

Um die Wassersäule entsprechend hoch springen zu lassen, muss ein wenig in die Trickkiste gegriffen werden. Um die Wassersäule 10-20 cm hoch springen zu lassen, müssen zwei Tropfen in einem sehr kurzem Abstand auf das Wasser auftreffen, damit ein möglichst großer und tiefer Krater im Wasser entsteht. Eine weitere Besonderheit besteht darin, zwei Säulen im kurzen Abstand nebeneinander zu Erzeugen die sich ab einer bestimmten Höhe wieder zu einer Säule verbinden.  

Die Fotoausrüstung

Für meine Fotos verwende ich eine Nikon D7000 mit einem Nikon AF-S Micro-Nikkor 105mm 1:2,8G. Ein Makroobjektiv ist nicht zwingend für die Tropfenfotografie notwendig, allerdings stellt eine Brennweite um die 100mm eine gute Kompromiss aus Schärfentiefe und angenehmer Abbildungsgröße dar. Ich arbeite überwiegend mit Blenden von F11 bis F20, wobei F16 meine favorisierte Blende bei der Tropfenfotografie ist. Sie bietet eine gute Schärfentiefe bei noch genügend Lichteinfall. Die ISO Einstellungen wähle ich so gering wie möglich. Sie ist allerdings stark abhängig von der Anzahl der Blitze, welche verwendet werden. Es empfiehlt sich an der Stelle, wo der Tropfen auftritt, einen Gegenstand ins Wasser zu stellen, um dann auf diesen zu fokussieren. Ist das Objektiv auf diese Stelle fokussiert, wird es auf manuellen Fokus gestellt.

Mit diesem Blick hinter die Kulissen ist der Weg zu beeindruckenden Tropfenbildern beschrieben. Die technische Einstiegshürde ist ziemlich hoch, aber es lohnt sich!

Sven Wiemers

Category : ratgeber

2 Responses to “Tropfenfotografie – so wird’s gemacht!”

  1. Marco sagt:

    Hallo Sven

    Besten Dank für diesen Eintrag. Die Ergebnisse scheinen sehr gut zu sein. Ich möchte nun, wo der Sommer vorbei ist, etwas ähnliches aufbauen.

    Jedoch habe ich noch ein bisschen Probleme bei der Bestellung der nötigen Komponenten. Wäre es ein grosser Aufwand für dich, die benötigten Teile kurz zu benennen, oder eine Anleitung für eine Transitorenschaltung zu verlinken? Was sind die Anforderungen an die Magnetventile?

    Danke bereits im Vorherein! :)
    Marco

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