Ausgezeichnet mit dem „Special Prize“ der Jury auf dem 3D Korea International Film Festival (3D KIFF, Seoul, Oktober 2013) und Gewinner des „Grand Prix du Jury“ und des „Prix du meilleur Documentaire/Reportage“ auf dem „Festival Aérospatial des Étoiles et des Ailes“ im November 2013 in Toulouse


Hinter den Kulissen der Dreharbeiten für die 3D-Dokumentation „Begegnung im All“

von Matthias Bolliger (Kameramann & Stereograph)

Dieser Artikel erschien in der Dezember 2012-Ausgabe von „Film & TV Kameramann“


1:8413 standen 2009 die Chancen Astronaut bei der Europäischen Weltraumorganisation ESA zu werden. Ungefähr gleich gering war die Wahrscheinlichkeit, den ausgewählten Astronauten 2012 bei seinen Trainings in Deutschland, den USA und Russland begleiten zu dürfen,- erst recht in Stereo3D. Doch manchmal wird auch die kleinste Aussicht Realität,- so im Dokumentarfilmprojekt „Begegnung im All 3D“. DoP Matthias Bolliger berichtet von den Stereo3D-Dreharbeiten für Arte und ZDF.

Astronaut zu werden, war und ist sicherlich der Kindheitstraum vieler. Inspiriert von Abenteuer- und Entdeckergeist, gepaart mit etwas Action, Ruhm und einer einmaligen Chance dahin zu gelangen, wo unsere bekannte Welt aufhört, umgibt diesen Beruf etwas Magisches. Doch was heisst es, diesen Traumjob auszuüben? Wie sehen die Vorbereitungen eines heutigen Weltraumfahrers überhaupt aus? Wie funktionieren die dazu nötigen Trainings in Europa, den USA und Russland für den Flug ins All, einen sechsmonatigen Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation ISS und eine sichere Rückkehr auf unseren Heimatplaneten?

In Zusammenarbeit mit Arte, ZDF und ZDF Enterprises entwickelte Filmproduzent und Regisseur Jürgen Hansen ein Konzept für eine einstündige Dokumentation, welche diesen Fragen nachgehen wollte. Dabei sollte einerseits der holländische ESA-Astronaut André Kuipers während seinem aktuellen Aufenthalt an Bord der Internationalen Raumstation portraitiert werden. Zugleich würden auf der Erde die parallelen Vorbereitungen des jungen Deutschen Geophysikers Alexander Gerst auf seine anstehende Mission zur ISS 2014 verfolgt und begleitet werden. Über mehrere Monate hinweg könnte das Filmteam in mehreren Drehabschnitten die Trainings bei der ESA, NASA und Roskosmos in Deutschland, Frankreich, den USA und Russland verfolgen.

BEGEGNUNG IM ALL - 3D

ein Film von Jürgen Hansen & Simone Stripp

Kamera & Stereograph: Matthias Bolliger

Schnitt: Frédéric Frankel

Länge: 55 Minuten


Eine Weltpremiere! Zum ersten Mal zeigt eine Fernsehdokumentation 3D-Aufnahmen aus der Internationalen Raumstation ISS.


Die 55 minütige 3D-Dokumentation „Begegnung im All“ entstand in enger Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumbehörde ESA, der NASA und der russischen Raumfahrtbehörde Roscosmos.

Dadurch war es möglich, über ein dreiviertel Jahr lang das Training des ESA-Astronauten Alexander Gerst zu begleiten, der im Mai 2014 als dritter deutscher Astronaut zur Internationalen Raumstation fliegen wird.

Mit der von der ESA entwickelten 3D-Kamera „ERB-2“, die sich an Bord der Raumstation befindet, drehte der niederländische ESA-Astronaut André Kuipers die ersten 3D-Aufnahmen für eine Fernsehdokumentation aus der ISS. Die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA steuerte exklusives 3D-Material bei.


Hauptauslöser dieses Filmprojekt in Stereo3D anzudenken war die Tatsache, dass Drehmaterial vom Innern der Raumstation schon in S3D verfügbar war. Denn sowohl die ESA als auch die NASA hatten seit 2011 je eine Stereo-Videokamera an Board, die von der Besatzung der Raumstation zur Dokumentation des täglichen Lebens genutzt werden konnte. Warum also nicht gleich die ganze Produktion in stereoskopischen 3D drehen? Raum, Tiefe und Volumen sind Begriffe die sich ideal in Stereo3D umsetzten lassen,- so natürlich auch Schwerelosigkeit.

Neben den ersten Budgetabwägungen stand somit auch gleich die Frage nach der geeigneten Technik für dieses Projekt im Raum. Einerseits musste das Equipment ziemlich flexibel einsetzbar sein, denn Trainings und Schulungen im "Johnson Space Center" in Texas oder im Sternenstädtchen „Swjosdny Gorodok“ bei Moskau duldeten meist keine Verzögerung oder Wiederholung infolge der Dreharbeiten. Zudem musste relativ spontan auf die vorgefundenen Drehverhältnisse reagiert werden können, eine Vorbesichtigung der Drehorte im Vorfeld war so gut wie nie möglich. Ein Stereo3D-Spiegelrig schied infolge der zeitlichen, aber auch finanziellen Rahmenparameter aus. Übrig blieb eine Drehmischung mit unterschiedlichen S3D-Kompaktcamcordern, also 3D-Kameras mit zwei komplett-gekoppelten Optik- und Bildverarbeitungssystemen in einen Gehäuse, sowie ein Stereo Side-by-Side Rig mit zwei synchronisierbaren Einzelkameras. Mit tatkräftiger Unterstützung von Panasonic, AVT Plus und Teltec gelang es schliesslich, die vordefinierte Stereo3D-Technik für die definierten Drehzeiträume zu organisieren und praxistauglichen aufzusetzen.

Den Grossteil der Dokumentation mit Stereo3D-Kompaktcamcordern umzusetzen, hiess zugleich auch deren Stärken, aber auch Einschränkungen genaustens zu kennen. Vorteile der Kompakttechnik liegen sicherlich im niedrigen Gewicht und der damit verbundenen Flexibilität im Einsatz. Einschränkungen ergeben sich in der Raumbildgestaltung durch die feste Stereobasis, also dem Abstand der beiden Optiksystemen zueinander, der bei Kompaktcamcorder baubedingt fest und unveränderbar ist. Daher stehen Stereo-Kompaktcamcorder auch nicht in direkter Konkurrenz zu grossen S3D-Rigs und ihren komplett frei definierbaren Stereo-Parametern. Sie sind aber eine logische Entwicklung hin zu einer neuen, eigenen Kategorie, mit mehr Flexibilität und der Möglichkeit zu schnelleren Setups. Unser Hauptarbeitspferd wurde die Panasonic HDC-Z10000, ergänzt von der grossen Broadcast-Variante AG-3DP1 und zweier synchronisierbarer HPX-250 auf dem erwähnten Side-by-Side-Rig. Bei der Z10000 liegen die beiden Optiken 42mm auseinander, die Konvergenz lässt sich variabel zwischen einer parallelen Blickwinkelausrichtung und einer Angulation der beiden Blickachsen von bis zu 5° einstellen. Das gesamte Optiksystem ist bei der Z10000 doppelt vorhanden: Jeweils zwei 3MOS Chipblöcke mit 1/4.1’’-Sensoren. Der Abgleich der beiden optischen Strahlengänge und die Synchronisation der Signalverarbeitung untereinander erfolgt automatisiert, so dass sich der Nutzer über den Grundabgleich der beiden Optiksysteme zueinander keine Gedanken machen muss. Umso mehr Überlegungen bleiben für eigentliche Raumbildgestaltung.

Da es generell das Ziel einer jeden S3D-Produktion sein muss, eine räumliche Abbildung zu schaffen, die für den späteren Betrachter ein angenehmes stereoskopisches Seherlebnis schafft, müssen sowohl die gegebenen Stereoparameter als auch das spätere Vorführmedium berücksichtigt werden. Denn was sich so simpel anhört, hat es in der Praxis in sich. Es ist nicht allzu schwierig, die natürlichen Grenzen des menschlichen Wahrnehmungssystems zu überschreiten und im Gegenzug ein anstrengendes, ja sogar physisch-schmerzhaftes Stereo zu erzeugen, denn "screensize really matters!": Nicht nur gestalterisch ist es ein Unterschied, ob man für ein Smartphone oder eine Kinoleinwand produziert, es ist auch stereoskopisch eine ganz andere gestalterische Ausgangslage (siehe auch Stereo3D-Special, Film- & TV Kameramann  01/2011). Daher legten wir vor dem Beginn unserer TV-Produktion fest, dass die Stereoparameter für die Fernsehauswertung auf einen 77" grossen TV gelten sollen.


An den Kompaktkameras selbst findet man nur eine rein 3D-spezifische Taste,- ein Drehrad für die Konvergenzeinstellung. Trotzdem sind Faktoren wie die feste Stereobasis, die gewählte Brennweite sowie die Tiefenstaffelung des Motivs im Raum Stereo-Parameter, die zentrale Faktoren darstellen. So hiess es bildgestalterisch oft, die Tiefe der Einstellung zu begrenzen oder als Ausgleich der festen Parameter mit dem Abstand zum Objekt zu variieren. Dies vor allem bei längerbrennweitigen Setups, mit grösserer Tiefenstaffelung im Bild und gleichzeitig unendlichem Hintergrund. Konkret hat es sich bewährt, Schärfe und Belichtung am 2D-Bild zu bestimmen, Stereo-Parallaxen am überlagerten Mix-Bild aus linker und rechter Bildquelle zu beurteilen und erst zum Schluss einen kurzen Blick auf die autostereoskopische Darstellung auf dem Display zu werfen. Dies auch eine Besonderheit der Z10000, die ein stereoskopisches Bild ohne 3D-Brille auf dem Display wiedergaben kann. Doch bleibt dabei zentral zu beachten, dass infolge der kleinen Displaygrösse des ausklappbaren Schirms keine zuverlässige Aussage möglich ist, ob die eingerichtete Einstellung auch mit einem grösseren Abbildungsmasstab stereoskopisch funktionieren wird! Hierfür eignen sich das Mixbild und der kameraeigene 3D-Guide besser. Denn für die 3D-Guide-Anzeige werden anhand der aktuellen Brennweiten und Konvergenzwahl sichere Nah- und Fernpunkte errechnet, die angenehme Raumbilder ohne ermüdende Parallaxen für das Zielformat garantieren. Als Faustregel leitete ich zudem eine Standardberechnung professioneller Stereografen ab, die jeweils für TV-Produktionen bemüht sind positive Parallaxen nicht über zwei Prozent der Bildbreite zu generieren. Dies auf das kleine 3,5“-Display des Camcorders übertragen hiess, dass dort abgebildete Parallaxen nicht weiter als eine "Streichholzbreite" auseinander liegen sollten. Eine einfache Daumenregel, die sich auch zwischen Weltraumtechnik und Astronautenanzügen oder gar Unterwasser beachten liess.

Einer der Höhepunkte bildete dann auch der Unterwasserdreh im "Neutral Buoyancy Laboratory" (NBL) der NASA in der "Sonny Carter Training Facility" in Houston. Die Trainingshalle besteht aus einen riesigen Indoor-Pool in dem Astronauten "Extravehicular Activities" also Ausstiege aus der Internationalen Raumstation in einem schwerelosigkeitsähnlichem Zustand Unterwasser trainieren. Dazu ist ein 1:1 Modell der ISS im 24 Millionen-Liter-Becken versenkt. Mit einem brandneuen Prototyp des DammAquaspace 3D-Unterwassergehäuses für die Z10000 und mit der Unterstützung des Unterwasserkameramanns Peter Kragh entstanden so eindrückliche Aufnahmen des sechsstündigen Trainings von Alexander Gerst in der "Schwerelosigkeit".

Da wir in die USA nicht noch eigene Bleichgewichte zur Tarierung des Gehäuses mitgebracht hatten, tat es am Schluss eine umgenähte Gewichtshalterung eines Astronautenanzuges, um damit das Tauchgehäuse samt Kamera in einen neutralen Schwebezustand zu versetzen. Speziell war auch der Dreh in der "Cupola" der ISS. Dabei handelt es sich um einen kuppelförmigen Beobachtungsturm der Internationalen Raumstation, von wo aus der Roboterarm der Station gesteuert wird. Im "Johnson Space Center" stand ein Trainingsmodell dieses Turms mit virtueller Aussicht auf den erwähnten Roboterarm und die restliche Station. Während das Cupola-Modul in echt nachgebaut war, sah man durch die Scheiben auf mehrere Leinwände die von Beamer mit live-gerechneten Ansichten bestrahlt wurden. Wie sich schnell zeigte, liefen diese in der amerikanischen Standard-Taktfrequenz von 60Hz. Da die HDC-Z10000 aber im 25P-Modus weder 1/30 noch ein 1/60 als Belichtungszeit kannte, entschlossen wir uns, die Kamera für dieses Motiv im 24P-Modus neu zu starten und hatten in dieser Betriebsart dann die Möglichkeit mit einer Verschlusszeit von 1/60 und somit synchron zur NTSC-Projektion zu drehen.


Für etablierende Totalen der Drehorte nutzen wir das SidebySide-Rig mit den zwei HPX-250, um auch entfernteren Objekten etwas mehr stereoskopische Plastizität zu verleihen. Dabei wurden die HD-SDI-Signale der beiden Kameras über ein Inition Stereobrain „zusammengemuxt“ und auf einem 2D-Monitor dargestellt. Damit konnten die Kameras zueinander abgeglichen und der gewünschte Tiefeneindruck eingerichtet werden. Die beiden 10bit-Camcorder wurden TC-synchronisiert und gegenlockt. Da der HD-SDI-Ausgang schon fürs Monitoring belegt war, nutzten wir das analoge FBAS-Signal der linken Kamera, um die rechte danach zu takten. Die H-Phase des Slave-Camcorders konnte im Camcorder-Menü noch feinjustiert werden.

Bei einer Hubschrauber-Aufnahme über Houson, schaltete ich die getrennt arbeitenden Bildstabilisatoren gezielt ab, um ggf. beide Bilder in der Postproduction noch gleich stabilisieren zu können. Sicherheitshalber nutze ich zudem die grössere Interaxiale der beiden HPX250 und dazwischen noch die Z10000 zu klemmen, die mit ihrer geringen Stereobasis für diese Aufnahmeentfernung nicht am geeignetsten war, aber über eine Synchronisation der beiden Bildstabilisatoren verfügte. Im fertigen Film sind aber die HPX-250 Aufnahmen geschnitten.

Für die Eröffnungssequenz des Filmes im Beethoven-Saal in Bonn, in der Alexander Gerst einer seiner irdischen Lieblingssportarbeiten frönt, kam schliesslich komplett die Broadcast-Variante der Kompaktcamcorder, die Panasonic AG 3DP1 mit ihrem höherwertigen 100Mbit AVC-Intra Codec zum Einsatz. Aber auch hier hiess es infolge der festen Stereobasis von rund 60mm, innerhalb der Gestaltungsmöglichkeiten der damit definierten Stereo3D-Parameter zu arbeiten.


Die Postproduktion des gesamten Projektes fand schliesslich Mitte Oktober bei "Chroma Media" in Hamburg statt. Stereokorrekturen am SGO Mistika und die eigentliche Farbkorrektur am Nucoda Film Master finalisierten die Produktion. Zudem wurden einige Weltraum-Zeitrafferaufnahmen und Aussenaufnahmen der ISS noch mit Autodesk Flame dimensionalisiert, sprich 3D-konvertiert.

Die Original-files der Z10000 mussten aber schon vor dem Schnitt für eine entsprechende Weiterverarbeitung immer noch aufbereitet werden. Denn die beiden FullHD-Signale werden in einem Stream im AVCHD-3D Format aufgezeichnet. Dieser eine Datenstrom ist zum Kopieren und Verwalten der Originaldaten am Drehort ganz angenehm,- man muss sich aber der Tatsache bewusst sein, dass den meisten aktuellen Stereo3D-Schnittprogrammen und Postsystemen immer zwei komplett getrennte L/R-Daten zugewiesen werden müssen. Das bedingt dann meist, dass der eine AVCHD-3D Stream vor Schnittbeginn noch einmal in zwei getrennte Stereo-Halbbilder umgerechnet werden muss, was durchaus Ressourcen und Zeit beansprucht.


Wer in Stereo3D filmen möchte, sollte sich daher vorher konkret mit den technischen und gestalterischen Grundlagen auseinandersetzen, um zu verstehen was er tut,- gerade auch bei Dreharbeiten mit Stereo-Kompaktcamcordern. Es ist nicht damit getan, dass man an nur ein Drehrädchen mehr als im 2D-Modus bedient… auch der Postworkflow sollte im Vorfeld eingehend getestet werden. Jedoch ermöglichen Stereo3D-Aufnahmen die Illusion zu verstärken, doch noch etwas näher "dran" zu sein. Gerade wenn es um Raum, Tiefe und Volumen geht. Denn was bislang nur wenigen Astronauten, Kosmonauten und einigen Milliardären für 20 Millionen Dollar in echtem 3D vergönnt war, kommt jetzt bis in die heimische Stube. „Begegnung im All 3D“ schafft somit als weltweit erste Fernseh-Dokumentation mit Stereo3D-Bildern aus der ISS ein Raumbild der Raumfahrt.

Ausgestrahlt wird die Weltraum-Dokumentation am 15. Dezember 2012 um 21.45 Uhr auf Arte in der klassischen 2D-Version. Auf dem Astra 3D-Demonstrationskanal im 3D SidebySide-Format.