Klein, aber effektiv
Eigentlich ist es unvorstellbar, welche Entwicklung diese winzigen Leuchtdioden durchgemacht haben. Früher kannte man LEDs vor allem als rote, gelbe oder grüne Kontrollanzeigen an Geräten. Sie zeigten, wann ein Gerät eingeschaltet war oder welche Funktion ausgewählt wurde. Irgendwann in den 1990er Jahren war es dann möglich, auch blaue LEDs in größerem Umfang zu realisieren.
Seit etwa den 2000er Jahren wurde auch weißes LED-Licht zunehmend praktikabel. Bei einfachen weißen LEDs wird häufig eine blaue LED verwendet, deren Licht durch einen Leuchtstoff teilweise in gelbliche Spektralanteile umgewandelt wird. Aus der Mischung entsteht Licht, das für unser Auge weiß erscheint. Durch enorme Fortschritte in Forschung und Fertigung wurden daraus leistungsfähige Film-, Foto-, Bühnen- und Showleuchten.
Neue Möglichkeiten
Grund genug, einmal über diese Technologie zu sprechen und die wichtigsten Konzepte vorzustellen. LED-Scheinwerfer zeichnen sich im Vergleich zu Halogenlicht meist durch geringere Stromaufnahme, weniger Abwärme und lange Lebensdauer aus. Pauschale Effizienzvergleiche sind allerdings schwierig: Moderne Hochleistungs-LEDs können inzwischen vergleichbare oder teilweise höhere Effizienzwerte als HMI-Scheinwerfer erreichen, während ältere oder einfache LED-Systeme deutlich schwächer abschneiden können.
LEDs sind von ihrer Bauform so anpassungsfähig, dass völlig neue Leuchtentypen realisiert werden können. Man kann sie hinter Requisiten verstecken, in Dekorationen integrieren, als kleine Augenlichter verwenden oder als Practicals sichtbar im Bild platzieren. Sie erlauben neue Lichtkonzepte, die mit klassischen Scheinwerfern nur schwer oder gar nicht möglich waren.
Sobald es in Bereiche höherer Leistung geht, sind allerdings aufwändige Kühlungsmaßnahmen notwendig. LEDs selbst mögen klein sein, doch Hochleistungs-LEDs erzeugen erhebliche Wärme, die zuverlässig abgeführt werden muss. Zu hohe Temperaturen verkürzen die Lebensdauer oder können die Bauteile zerstören. Dies ist auch der Grund, weshalb leistungsstarke LED-Filmscheinwerfer nicht automatisch leicht sind. Sie benötigen aktive Kühlung durch Lüfter, passive Kühlung durch Kühlkörper oder eine Kombination aus beidem. Bei professionellen Geräten sind die Lüfter meist sehr leise, dennoch erhöhen Kühlkörper, Gehäuse und Elektronik das Gewicht.
LEDs bringen außerdem neue Fragen bei der Farbigkeit mit. Sie besitzen, ähnlich wie HMI- oder Fluoreszenzlicht, kein vollständig kontinuierliches Lichtspektrum wie Halogenlicht oder Sonnenlicht. Stattdessen arbeiten sie je nach Bauart mit bestimmten Spektralanteilen oder Farbkanälen. Deshalb kann das Weiß, das eine LED-Leuchte erzeugt, für Auge und Kamera unterschiedlich wirken. Die Genauigkeit der Farbwiedergabe wurde lange vor allem über den sogenannten CRI-Wert beschrieben. Professionelle LED-Scheinwerfer erreichen heute häufig CRI-Werte von 95 und mehr. Allerdings wurde der CRI ursprünglich nicht speziell für digitale Filmkameras entwickelt und ist allein kein verlässlicher Index für perfekte Farbwiedergabe. Heute werden zusätzlich Messgrößen wie TLCI, SSI oder TM-30 verwendet, die für moderne LED-Lichtquellen und digitale Kameras oft aussagekräftiger sind.
Insbesondere bei Hauttönen kann man bei LED-Licht mitunter Überraschungen erleben. Entscheidend ist, wie der konkrete LED-Scheinwerfer mit dem konkreten Kamerasensor zusammenspielt. Das kann je nach Hersteller, Farbtemperatur, Farbmischung, Kamera und Weißabgleich erheblich schwanken. Tests vor dem Dreh sind deshalb weiterhin sinnvoll. Verschiedene Hersteller haben deshalb Multi-Color-Systeme entwickelt, bei denen zusätzliche Farbkanäle wie Amber, Cyan, Lime oder White verwendet werden, um natürlichere Spektren und präzisere Hauttöne zu erzeugen. Bei ARRI kommen solche komplexeren Farb-Engines etwa bei SkyPanel- und Orbiter-Systemen zum Einsatz.
RGBWW-LEDs
Bei RGBWW-Leuchten werden rote, grüne und blaue LEDs mit warmweißen und kaltweißen LEDs kombiniert. Dadurch lassen sich nicht nur Effektfarben (etwa für Partyszenen, Simulation von Rettungsfahrzeugen etc.) erzeugen, sondern auch Farbtemperatur und Farbstich deutlich genauer steuern als bei einfachen Bi-Color-Leuchten. Gute RGBWW-Systeme können Hauttöne wesentlich natürlicher wiedergeben, weil sie nicht nur aus wenigen schmalen Spektralspitzen bestehen.
Trotzdem ist RGBWW nicht automatisch gleichbedeutend mit perfekter Farbwiedergabe. Entscheidend bleibt die Qualität der einzelnen LED-Kanäle, ihre spektrale Abstimmung und die interne Steuerung der Leuchte. Billige RGB-Systeme können kräftige Farben liefern, aber bei Weißlicht und Hauttönen trotzdem problematisch sein.
Vollspektrum-LEDs
Vollspektrum-LEDs oder Full-Spectrum-LED-Systeme versuchen, ein möglichst gleichmäßiges und kamerataugliches Spektrum zu erzeugen. Ziel ist nicht nur, dass das Licht für das Auge weiß aussieht, sondern dass auch feine Farbabstufungen, Hauttöne, Stoffe, Oberflächen und Mischfarben natürlich wiedergegeben werden.
Gerade bei hochwertigen Filmproduktionen sind solche Leuchten interessant, weil sie die Arbeit in der Farbkorrektur erleichtern können. Fehlende Spektralanteile lassen sich in der Postproduktion nur begrenzt wiederherstellen. Ein gutes Licht am Set bleibt deshalb eine der wichtigsten Voraussetzungen für schöne Hauttöne und glaubwürdige Farben.
Vorteile
LED-Scheinwerfer lassen sich häufig gut dimmen, oft ohne die starken Farbtemperaturverschiebungen, die man von klassischen Glühlampen kennt. Sie sind erschütterungsfester als viele Brenner klassischer Scheinwerfer und eignen sich je nach Bauform auch für Akkubetrieb. Das macht sie besonders interessant für dokumentarische Drehs, kleine Teams, mobile Produktionen, kompakte Cinekameras, DSLR- und DSLM-Setups.
Viele LEDs erreichen theoretische Lebensdauern von mehreren zehntausend Betriebsstunden, bevor ihre Lichtleistung deutlich nachlässt. Gemeint ist dabei meist nicht, dass die LED plötzlich ausfällt, sondern dass ihre Helligkeit allmählich sinkt. Angaben wie L70 oder L80 beschreiben, wann die Lichtleistung auf 70 oder 80 Prozent des ursprünglichen Wertes gefallen ist.
Die Schauspielerinnen und Schauspieler profitieren oft von der geringeren Abwärme im Vergleich zu Halogen- oder HMI-Scheinwerfern. Allerdings bleibt auch bei LEDs Wärme ein Thema: Die Hitze entsteht weniger direkt im Lichtkegel, sondern vor allem an LED-Modulen, Elektronik und Kühlkörpern.
Bei manchen Geräten sind LED-Module oder Light Engines austauschbar, bei anderen nicht. Wenn fest verbaute LEDs durch Überhitzung oder Alterung ausfallen, kann das aufwendig werden. Professionelle Geräte sind deshalb nicht nur wegen ihrer Lichtqualität teurer, sondern auch wegen Kühlung, Elektronik, Farbstabilität und Servicefähigkeit.
Gemeinsam stark
Da eine einzelne LED, wenn es nicht gerade eine Hochleistungs-LED ist, zu wenig Lichtleistung bringt, werden LEDs häufig in Arrays oder Clustern eingesetzt. Es gibt auch Typen, die im Array relativ hohe Ströme benötigen. Die Kosten eines professionellen LED-Systems liegen deshalb nicht nur in den einzelnen LEDs, sondern auch in Selektion, Steuerung, Optik, Kühlung und Gehäuse.
Die Streuungseigenschaften der LEDs können durch unterschiedliche Gehäuse, individuelle Linsen, Fresnel-Optiken, größere Vorsatzlinsen, Diffusoren oder Softboxen beeinflusst werden. Dadurch reicht das Spektrum heutiger LED-Leuchten von kleinen harten Punktquellen bis zu sehr weichen Flächenleuchten.
Selektion erforderlich
Wer nun gleich zum Lötkolben greifen, sich eine vorgebohrte Platine besorgen und ein eigenes LED-Licht bauen möchte, sei gewarnt: Die Toleranzen hinsichtlich Farbtemperatur, Farbkonsistenz und Helligkeit können erheblich sein. Für einen Filmscheinwerfer genügt es nicht, dass LEDs einfach nur hell sind. Sie müssen farblich zusammenpassen und möglichst stabil bleiben.
Professionelle Hersteller selektieren LEDs deshalb nach sogenannten Binnings. Dabei werden LEDs nach Helligkeit, Farbort und anderen Eigenschaften sortiert. Nur so kann eine Leuchte entstehen, deren Farbcharakteristik reproduzierbar ist und deren mehrere Geräte untereinander zusammenpassen.
Beliebige Farbgestaltung
Arbeitet man statt mit nur weißen LEDs mit farbigen LEDs oder Multi-Color-Systemen, lassen sich per Steuerung unterschiedlichste Lichtfarben erzeugen. Das ist für Effektlicht, Bühnenlicht, Musikvideos oder stilisierte Filmszenen ein großer Vorteil. Farbtemperatur, Sättigung, Grün-Magenta-Korrektur und Effektprogramme lassen sich oft direkt an der Leuchte oder per DMX, App oder Lichtpult steuern.
Für sauberes Weißlicht und natürliche Hauttöne reicht es allerdings nicht, einfach RGB-Farben zu mischen. Ein RGB-Licht kann farbig sehr kräftig wirken, aber bei Weißlicht spektrale Lücken besitzen. Deshalb sind moderne Systeme mit zusätzlichen Weiß-, Amber-, Lime- oder Cyan-Kanälen für Filmzwecke oft deutlich besser geeignet.
Bereits seit vielen Jahren kommen für Spezialaufgaben, etwa Sicherheit oder Überwachung, LED-Scheinwerfer im Infrarotbereich zum Einsatz. Diese arbeiten in einem sehr engen Spektrum, häufig etwa zwischen 860 und 950 nm Wellenlänge. Mit entsprechenden Kameras, die in diesem Bereich empfindlich sind, lassen sich unauffällige Nachtaufnahmen realisieren.
Bauformen
Für Anwendungen als Unterwasser-Scheinwerfer erlauben LEDs äußerst kompakte Bauformen und leistungsstarke, effiziente Geräte.
Man kann mit LED-Leuchten nicht nur sehr leichte und kompakte Geräte realisieren, etwa Headlights oder Augenlichter, sondern auch Bauformen, die früher kaum denkbar waren. Ein Beispiel ist das Ringlicht direkt um das Objektiv herum. Ein Verfahren, das man früher vor allem von Blitzlichtern in der Makrofotografie kannte, ist heute auch für Video-, Beauty-, Interview- und Effektlicht nutzbar.
Die LED-Technologie entwickelt sich weiterhin rasant weiter. Moderne Vollspektrum-, RGBWW- und Multi-Color-Systeme liefern inzwischen Lichtqualitäten, die vor wenigen Jahren noch kaum erreichbar waren. Gleichzeitig bleiben Farbkonsistenz, Kühlung, Flickerfreiheit, Spektrum und die Wiedergabe von Hauttönen entscheidende Qualitätsmerkmale. Gute LED-Scheinwerfer sind deshalb nicht nur hell, sondern vor allem farbtreu, stabil, steuerbar und zuverlässig.
