Still-Videos als Wegbereiter der Digitalkameras

Als im 19. Jahrhundert zuerst die Übertragung von Texten (Telegrafie) und später auch von gesprochener Sprache (Telefonie) möglich wurde, war die Idee der Übertragung bewegter Bilder naheliegend. Allerdings fehlten noch die technischen Voraussetzungen dafür. Kurz hintereinander gelangen dann zwei entscheidende Erfindungen: Die Nipkow-Scheibe (Paul Nipkow, 1884) erlaubte es, ein Bild mit mechanischen Mitteln in einzelne Elemente zu zerteilen und die Braunsche Röhre (Karl Ferdinand Braun, 1887) ermöglichte die rein elektronische Erzeugung eines Bildes auf einer Mattscheibe.

Die erste elektronische Bildübertragung gelang dann 1906, allerdings in der extrem bescheidenen Qualität von gerade mal 20 Bildzeilen. Es sollte weitere 20 Jahre dauern, bis die Technik anwendbar wurde. Anstelle der Nipkowscheibe wurde ab 1930 für die Bildabtastung ein Ionoskop eingesetzt, das immerhin 100 Bildzeilen bei einer Wiederholfrequenz von 20 Hertz erreichte. 1934 begann in Deutschland die Ausstrahlung eines regelmäßigen Fernsehprogramms. Zunächst mit 180 Bildzeilen, zwei Jahre später dann mit 441 Bildzeilen. Das Fernsehbild konnte damals nur live ausgestrahlt werden, eine Aufzeichnung der Videosignale war noch nicht möglich. Für eine zeitversetzte Ausstrahlung musste das Ereignis auf konventionellem Film aufgenommen werden und später der projizierte Film dann mit der Fernsehkamera abgefilmt werden. Mit dem gleichen Verfahren konnten auch Kinofilme im Fernsehen gezeigt werden. Das erste im Fernsehen dokumentierte Großereignis waren die Olympischen Spiele in Berlin 1936. Private Fernsehgeräte gab es allerdings noch kaum. In Berlin waren „Fernsehstuben“ eingerichtet worden, in denen die Bevölkerung Fernsehübertragungen anschauen konnte.

Kurz vor dem Beginn des zweiten Weltkriegs beendeten die Nazis den Fernsehbetrieb, der bis dahin vor allem der leichten Unterhaltung und der Propaganda gedient hatte. Es sollte bis 1952 dauern, bis in Deutschland die Fernsehausstrahlung durch die kurz zuvor gegründete ARD wieder aufgenommen wurde. Die Technik hatte sich in der Zwischenzeit weiterentwickelt. In den USA gab es seit 1941 bereits Farbfernsehen, welches in Deutschland erst 1967 startete.

Videos als Konserve

Die Videoaufzeichnung hatte ihre Ursprünge in Deutschland. Die Firma AEG entwickelte um 1935 eine Bandmaschine für die Aufzeichnung von Audiosignalen und zehn Jahre später wurde mit der Schrägspuraufzeichnung mit Hilfe einer rotierenden Kopftrommel experimentiert – also dem Verfahren, das später jeder Videorekorder verwenden sollte. Die entsprechenden Patente gelangten nach dem Ende des Krieges in die USA, weshalb die ersten professionellen Videorekorder Mitte der 1950er Jahre von der amerikanischen Firma Ampex auf den Markt gebracht wurden. Einen Videorekorder für zuhause gab es erstmals 1964 von Philips.

Auf Fotosafari im Sonnensystem

Ein großer Schritt hin zu digitalen Kameras ergab sich durch die Weltraummissionen der 1970er Jahre. Bei den Voyager-Sonden beispielsweise waren jeweils zwei Teleskope unterschiedlicher Brennweite an Bord. Die Bilder wurden durch ein Vidicon aufgenommen und anschließend digitalisiert. Sie hatten eine Auflösung von 800 x 800 Bildpunkten und 256 Graustufen. Um farbige Bilder zu erhalten, wurden nacheinander mehrere Aufnahmen mit verschiedenen Spektralfiltern gemacht und die Resultate miteinander verrechnet. Da die Raumsonden keine permanente Funkverbindung zur Erde hatten und die Übertragungskapazität begrenzt war, mussten die Bilder zwischengespeichert werden. Bei Voyager diente dazu ein Magnetband mit einer Kapazität für ca. 100 Bilder.

Von der Videokamera zur Still-Image-Kamera

Videokameras mit Aufzeichungsmöglichkeit gab es ab 1969 zu kaufen. Zunächst waren Kamera und Rekorder noch getrennte und jeweils recht voluminöse Gerätschaften. Erst Mitte der 80er Jahre gelang es, beides in einem Gehäuse als „Camcorder“ unterzubringen. 1995 kamen schließlich die ersten Camcorder mit digitaler Aufzeichnung auf Band auf den Markt.

Der 1969 erfundene CCD-Chip zur Bildaufzeichnung führte einerseits zur Ablösung des Vidicons in Videokameras und zu deren drastischer Miniaturisierung. Andererseits führte es aber auch zu Experimenten mit Kameras, die einzelne Videobilder als Standbild speichern konnten. Als erste Digitalkamera gilt ein Prototyp von Steven J. Sasson, den er für seinen Arbeitgeber Kodak entwickelte. Die Auflösung betrug 100 x 100 Pixel in Graustufen. Um ein Bild mit Hilfe des eingebauten Digitalkassettenrekorders zu speichern, dauerte es 23 Sekunden. Als die ersten Still-Video-Kameras gegen Ende der 80er Jahre auf den Markt kamen, wurden die Bilder zunächst analog auf Disketten gespeichert.

Wohin mit all den Pixeln?

Um Digitalkameras des heute gebräuchlichen Typs zu ermöglichen, war eine weitere Erfindung notwendig: Ein leichter, robuster, dauerhafter und preiswerter Speicher hoher Kapazität. Die Technik der 1980er Jahre hatte dafür noch keine gute Lösung. Mechanische Medien wie Disketten, Festplatten oder Bänder erforderten eine große und schwere Mechanik, die zudem empfindlich auf Stöße reagiert. Dynamischer Speicher brauchte zu viel Strom, statischer Speicher war zu teuer. Die Lösung kam durch eine Entwicklung der Firma Toshiba, die 1984 erstmalig präsentiert wurde. Das Speichermedium wurde „Flash Memory“ getauft und Anfang der 90er Jahre konnte man erste PCMCIA-Karten mit diesem neuartigen Speicher kaufen. Sie waren eigentlich als robuster Diskettenersatz für Notebooks gedacht, bewährten sich aber auch in einigen der ersten Digitalkameras. Oft war der Flashspeicher in solchen Kameras auch fest eingebaut. In den Jahren darauf wuchs die Kapazität der Flashspeicher bei drastisch sinkenden Preisen und schrumpfender Bauform. Entsprechend gab es bald immer kleinere Speicherkarten.