Der Quantensprung vom Fotosatz zum Lichtsatz

Die fotografische Technik hinterließ erst gut 100 Jahre nach ihrer Erfindung deutliche Spuren in der Fonttechnologie. Der Fotosatz begann sich zuerst in den USA ab den 1950er Jahren und in Deutschland erst in den 1960er Jahren auszubreiten. Vom Fotosatz zum Lichtsatz war es dann ein Quantensprung in eine komplett neue durch den Computer dominierte digitalisierte Fonttechnologie. Dieser Quantensprung lag zeitlich parallel zur Weiterentwicklung der Fotosatztechnik. Mit der Bezeichnung Quantensprung sei darauf hingewiesen, dass der Lichtsatz keineswegs ein synonymer Begriff für den Fotosatz ^[1] ist. Lichtsatz war ebenso wenig ein „Fotosatz der dritten Generation“,^[2] was den Anschein erwecken könnte, der Lichtsatz sei eine verbesserte Form des Fotosatzes. Es ging stattdessen um nicht weniger als das Ende der materiellen Bleisatztechnik und der Fotosatztechnik. Materielle Schriftbildträger, ob Bleilettern oder fotografisch hergestellt, wurden im Lichtsatz durch elektronische Schriftimpulse einer rein digitalen und computergestützten Fonttechnologie ersetzt. Die Genealogie dieses Quantensprungs bedarf einer mehrdimensionalen Betrachtung. Darum geht es im 7. Teil dieser Blog-Artikelserie.

Der Beginn des Fotosatzes in den USA

Der erste Umbruch in der Fonttechnologie vom Bleisatz zum Fotosatz begann in den USA zu Beginn der 1950er Jahre. Es war ein Umbruch von einer analogen dreidimensionalen Fonttechnologie der Bleilettern in eine nur noch zweidimensionale des fotografischen Films, sowohl als Schriftbildträger wie auch als belichteter Textfilm.

Die frühesten Ideen und Fotosatzpatente waren in den 1950er Jahren bereits 70 Jahre alt. Beiträge zum Fotosatz hatten schon Michael Alisoff 1876, Georg Drumond 1877, Arthur Ferguson 1893, William Friese-Green 1895 und Eugen Porzsolt 1896 geleistet. Keines dieser Ideen oder Patente kam jedoch zu einer Anwendung.^[3]

Am Ende des 19. Jahrhunderts war der Fotosatz zum dominanten Hochdruck und Bleisatz technisch noch nicht anschlussfähig. Die Lithografie und der Kupferstich waren unmittelbar nach Kriegsende nicht hinreichend zum industriellen Offset- bzw. Tiefdruck ausentwickelt, um diese Dominanz brechen zu können. Belichtete Textfilme herzustellen, um sie anschließend für den Hochdruck kompatibel zu gestalten, waren unwirtschaftlich und ergaben keinen Sinn. Folglich war es am Ende des 19. Jahrhunderts nur verständlich, dass zuerst die Mechanisierung des Handsatzes durch Bleisetzmaschinen erfolgte, bevor sich der Fotosatz durchzusetzen begann.^[4]

Die Fotografie für die Fonttechnologie erneut aufzugreifen, begann zuerst in zwei amerikanischen Firmen. Die Harris Seybold war eine dieser Firmen, die seit 1890 damit bekannt wurde, automatische Bogenanleger für Druckmaschinen zu bauen und die 1921 die erste Zweifarben- sowie 1931 die erste Vierfarben-Offsetmaschine für den amerikanischen Markt baute. Die zweite war die Firma Intertype. Sie baute in den USA seit 1912 mit einer Lizenz der deutschen Fa. Mergenthaler die Linotype-Zeilensetzmaschinen und vermarktete sie als Intertype-Zeilensetzmaschinen. Nach dem Auslaufen der deutschen Patente fusionierten die Fa. Intertype mit der Fa. Harris Seybold zur Harris-Intertype AG. Die Harris-Intertype AG arbeitete mit Blick auf die zukünftige Entwicklung des US-Offsetdrucks zwischen 1936 und 1944 an einer auf dem Fotosatz basierenden neuen Fonttechnologie. Der Name ihrer ersten auf den Markt gebrachten Fotosatzmaschine lautete Fotosetter, der ab 1948 produziert und auf der Messe in Chicago 1950 vorgestellt wurde.

 

Auch bei der Monotype AG, dem anderen namhaften Hersteller von Bleisetzmaschinen, regte sich der Wille, sich dem Fotosatz zuzuwenden. Bereits in den 1930er Jahren beabsichtigte ihr Angestellter George Westover, den Fotosatz für die Monotype zu adaptieren und vom Einzelbuchstabenguss auf die Filmausgabe umzustellen. Er  meldete für die von ihm entwickelte Roto­foto 1937 ein Patent an. In den 1940er Jahren wurde die Maschine pro­duktionsreif, schaffte es jedoch nicht, wegen der als unzureichend eingeschätzten Marktchancen in den Verkauf zu kommen. Erst vierzehn Jahre später engagierte sich die Monotype AG stärker für den Fotosatz und brachte schließlich 1952 ihre auf den Namen Monophoto getaufte Fotosetzmaschine auf den Markt. ^{[5], [6]}

 

Die Monophoto war die erste Einzelbuchstaben-Setzmaschine mit Fotosatz-Fonttechnologie. Die Texterfassung erfolgte wie schon bei der Monotype-Bleisetzmaschine getrennt von der Ausgabe über Monotype-Taster und Lochstreifen.

Der Harris-Intertype-Fotosetter und die Monophoto der Firma Monotype wurden von späteren technikgeschichtlichen Betrachtern dem Fotosatz der ersten Generation zugeordnet. Zur ersten Generation gehörten sie, weil es sich dabei um rein optomechanische Setzmaschinen handelte: Negative dienten in beiden Maschinen als Schriftbildträger, eine Optik diente zur Realisierung der benötigten Schriftgrößen, aber der Setzvorgang lief genauso mechanisch ab, wie bei den Bleisetzmaschinen Linotype und Monotype. Das heißt, in beiden optomechanischen Maschinen kam noch keine nennenswerte Elektromechanik zur Anwendung, obwohl diese bei der Datenübertragung per Lochband zu den TTS-Setzmaschinen der 1920er Jahre bereits im Einsatz gewesen ist.^[7] In der Harris-Intertype wurden die Matrizen, die vorher in den Bleisatz-Maschinen für den Schriftguss dienten, gegen gleichartige Matrizen ausgetauscht, sogenannte Fotomate, in die das Schriftnegativ implementiert wurde (Abb. links). Statt eines Gießapparates ersetzte jetzt eine optomechanische Belichtungseinheit die Ausgabe. Hier wurden die einzelnen Buchstaben nacheinander über eine Optik auf den fotografischen Film projiziert, der nach dem Setzvorgang chemisch entwickelt wurde.

 

In der Monophoto kam eine vergleichbare Technik zur Anwendung. Statt der Matrizen für den Einzelbuchstabenguss sorgten nun fotografische Negative als Schriftbildträger für die Belichtung in der Monophoto. Auf diese einfache Weise verband sich mit beiden Maschinen in den 1950er Jahren die Technik der Fotografie mit der Technik der Fonttechnologie. Anstelle von Setzkasten mit Bleibuchstaben oder Schriftmatrizen für den Bleiguss traten in der optomechanischen Fonttechnologie nun ein Schriftbildnegativ und eine Belichtungseinheit.

In Deutschland begann der Durchbruch zum Fotosatz erst ab etwa 1961 mit der Diatype der Firma H. Berthold AG, der ersten Schriftgießerei Europas, die sich dem Fotosatz zuwendete. ^[8]

 

Im Unterschied zum Photosetter und der Monophoto kam die Diatype ohne Tastatur und stattdessen mit einem Wählhebel auf den Markt, der bei Knopfdruck die Belichtung des Buchstabens auslöste.^[9] Auswechselbare Schriftzeichenskalen (Abb.oben) zeigten dem Benutzer, welche Zeichen auf der im Inneren befindlichen Schriftscheibe für die Belichtung zur Verfügung standen. Das Setzen erfolgte blind, also ohne Sichtkontrolle. Schriftbildträger war eine Schriftscheibe mit den Negativen der Buchstaben und Zeichen. Die Diatype war ein sehr erfolgreiches Fotosatzgerät für Akzidenzen, wurde aber nicht zum Setzen von Mengentext konzipiert. Insofern unterschied sich dieses Gerät vom Photosetter oder der Monophoto ganz wesentlich. Ihre Gemeinsamkeit mit den beiden anderen hatte die Diatype im Schriftbildträger und der Anwendung reiner Optomechanik.

Unabhängig, aber zeitgleich zu den optomechanischen Fotosetzanlagen Photosetter und Monophoto, entwickelten zwei Fernmeldeingenieure, René Higonnet und Louis Moyroud, zwischen 1949 und 1956 ein konzeptionell vollkommen anderes Fotosatzsystem, die Lumitype, die in den USA die Bezeichnung Photon erhielt.

Der Blickwinkel dieser beiden Elektroingenieure auf die Fonttechnologie war ein vollkommen anderer als der von traditionellen Bleisatz-Maschinenherstellern. Von 1924 bis 1948 waren René Higonnet und Louis Moyroud bei Le Matériel Téléphonique, einer französischen Tochtergesellschaft der ITT Corporation , beschäftigt . ^[1] Man erzählt die Geschichte, dass bei einem Besuch einer Druckerei in den frühen 1940er Jahren Moyroud und Higonnet den Fertigungsweg für ein im Offsetdruck zu druckendes Produkt mit einer Linotype Zeilensetzmaschine sahen. Der in Blei gesetzte Texte wurde zuerst auf Papier gedruckt, um dann von der gedruckten Seite ein für den Offsetdruck notwendiges Negativ fotografisch zu reproduzieren. Die beiden Elektroingenieure sollen die Umständlichkeit dieses Produktionsprozesses nicht verstanden haben und glaubten, durch Kombination der Fotografie mit der Elektromechanik, ohne den Umweg über das Blei, bald belichtete Textfilme herstellen zu können.

 

Die Idee des Fotosatzes war zu der Zeit nicht neu, aber ihr Weg zum Ziel war es dagegen schon. Sie fingen an, aus einer Schreibmaschine, Relais aus der Telegrafie und einer Scheibe mit den fotografischen Negativen der Buchstaben die erste Fotosetzanlage zu basteln, die außer einem fotografischen Schriftbildträger zusätzlich elektromechanische Relais-Speicherschaltungen verwendete. Nicht im fotografischen Schriftbildträger, sondern in den Relais-Speicherschaltungen bestand die eigentliche Innovation ihrer Fonttechnologie. Aus dem optomechanischen Fotosatz wurde der erste optoelektronische Fotosatz.

Mit der Lumitype/Photon war es möglich, eine komplett gesetzte Zeile vor ihrer Belichtung elektromechanisch zu speichern. Der Setzer oder die Setzerin tippten mittels einer Schreibmaschinentastatur den Text und gaben mittels einer zusätzlichen Tastatur die Satzbreite und die Schriftgröße ein. Über einen Dicktenstecker wurden die Dickten der auf der Schriftscheibe befindlichen Schriftzeichen erkannt. Die Schriftscheibe im Innern der Lumitype/Photon drehte sich während des Betriebs kontinuierlich. Zur Belichtung eines einzelnen Buchstabens wurde bei jedem neuen Buchstaben ein Blitzlicht positioniert, um ihn auf den zu belichtenden Film zu projizieren. Bevor die Belichtung jedoch begann, wurde die gesetzte Zeile im Relaisspeicher elektrisch festgehalten. Passte am Ende der Zeile kein Buchstabe mehr hinein, dann wurde die Tastatur blockiert. Auf dem Klarschriftausdruck der Schreibmaschine konnten nun zu viel gesetzte Buchstaben durch Tastendruck gelöscht und korrekte Worttrennungen gesetzt werden. Diese Korrekturen und Worttrennungen wurden im Relaisspeicher gespeichert. Und genau hierin bestand die Innovation gegenüber dem optomechanischen Fotosatz. Erst mit der Weiterschaltung zur nächsten Zeile wurde die gesetzte und ggf. korrigierte Zeile zur Belichtung geschickt, während der Schriftsetzer oder die Schriftsetzerin schon mit der nächsten Zeile beginnen konnte. Mit der Photon 200 war es auch möglich, vorab ein Lochband zu lochen, mit dem erst anschließend die Belichtungseinheit gesteuert wurde.

Mit der Erfindung der Lumitype/Photon hatte die aus der Telegrafie stammende Elektromechanik in die Fonttechnologie des Fotosatzes Eingang gefunden. Es ist heute weit verbreitet, diese Fonttechnologie als Fotosatz der zweiten Generation zu bezeichnen, was aus technikhistorischer Sicht etwas irreführend ist, weil Lumitype/Photon nahezu zeitgleich mit der ersten Generation erfunden wurde. Ihre Vermarktung vollzog sich zwar nur sehr zögerlich, aber ihre technologische Neuerung, Buchstaben und Satzbefehle mit Hilfe einer Relais-Speicherschaltung als elektrische Signale temporär ohne materiellen Träger (z.B. einem Lochband) speichern zu können, wurde rückblickend betrachtet zum Schlüssel einer Entwicklung, die durch die Monotype bereits eingeführte Trennung zwischen Texterfassung und Textausgabe weiter zu zementierten.

Mit der binären elektromechanischen Speicherung von Buchstaben und Zeichen konnte die optoelektronische Fonttechnologie darüber hinaus nahtlos an die Möglichkeit zur Übertragung binärer elektrischer Signale von A nach B anknüpfen, wie sie seit der Erfindung der Telegrafie zur direkten Ansteuerung von Drucktelegrafen, Bildtelegrafen und Fernschreibern bereits möglich war. ^[10]

Neue Fonttechnologie schafft neue Probleme

Sowohl der optomechanische wie auch der elektromechanische Fotosatz verwendeten bis zur Erfindung des Lichtsatzes Mitte der 1960er Jahre nach wie vor fotografische Negative als Schriftbildträger. Das führte in dieser Zeit zur Bezeichnung „schwereloser Satz“, wenn der Fotosatz mit dem Handsatz verglichen wurde, weil der Handsatz von den etwa 30 kg schweren Setzkästen befreit wurden. Zur Bezeichnung „kalter Satz,“ kam es hingegen, wenn es um den Vergleich zwischen Fotosatz und Maschinensatz ging, weil der heiße Bleiguss durch den Fotosatz entfiel.

Diesen augenscheinlichen Vorteilen eines fotografischen Schriftbildträgers standen aber auch Nachteile gegenüber. Einer dieser Nachteile ergab sich aus der physikalischen Natur der Fotografie: Ein Schriftnegativ durch Projektion auf andere Schriftgrößen zu projizieren war ohne optische Streueffekte kaum möglich. Die Gesetzmäßigkeiten der Optik und der fotografischen Materialien schafften dadurch ganz neue Probleme, die zu Einschränkungen in der Qualität des Fotosatzes im Vergleich zum Bleisatz führten. Der Fotosatz war beispielsweise nicht in der Lage, die Buchstaben mit der gewohnten Konturenschärfe wie im Bleisatz abzubilden. Die Hersteller von Fotosatzanlagen wandten sich deshalb an die besten Typografen der Welt, um mit neuen Schriftentwürfen und Schriftüberarbeitungen die Unzulänglichkeiten des Fotosatzes möglichst auszugleichen. Eines der bekanntesten Beispiele dafür ist die Schriftart Univers des Schweizer Typografen Adrian Frutiger. Das Ziel der Mitte der 1950er Jahre entworfenen neuen Schrift bestand darin, Futura als Sans-Serif-Schrift für Fotosatzmaschinen zu ersetzen. Für Frutiger war das Ergebnis ein Produkt der Notwendigkeit, nicht der Kunst:

„Die Schriftarten [des Fotosatzes] haben keinen historischen Wert [ …] Wenn ich nur an die Fehltritte denke, die ich produzieren musste, um auf der Lumitype ein gutes Ergebnis zu erzielen! V und W benötigten riesige Gabelungen, um offen zu bleiben. Ich musste beinahe Serifen einbringen, um abgerundete Ecken zu vermeiden. Statt einer Sans Serif waren die Entwürfe ein Haufen verunstalteter Würstchen.“ ^[11]

Die physikalischen Einschränkungen des Fotosatzes waren nicht die einzigen neuartigen Probleme. Andere ergaben sich aus den vorher nicht gekannten Gestaltungsmöglichkeiten, die der Fotosatz zu bieten hatte. Alle Fotosatzgeräte brachen mit der bei Metalllettern bestehenden unveränderlichen Verbindung zwischen Zeichenbreite und der erforderlichen Vor- und Nachbreite, also dem horizontalen Raum, in dem ein Zeichen sitzt. Dieser als Dickte bezeichnete horizontale Raum konnte nun beim Fotosatz unabhängig von der Zeichenbreite variiert werden, was ein Unterschneiden von Buchstaben durch ihr stärkeres Zusammenrücken genauso ermöglichte wie das Spationieren, was allerdings auch schon im Bleisatz möglich war. Diese neue Freiheit in der Schriftgestaltung sollte sich für Typographen bald als Fluch erweisen. Horizontale und vertikale Schriftverzerrungen, optisches Kursivstellen und vieles mehr wurde neben der optischen Schriftgrößenänderung mit dem Fotosatz möglich.

Rückblickend schrieb Peter Karow, der Gründer und URW ^[12] 40 Jahre später über den Irrweg des Fotosatzes:

„Die Qualität des Satzes erlitt […] leider eine erhebliche Einbuße. Wurde zu Zeiten des Schriftgusses für jede Satzgröße ein optimal gestalteter Zeichensatz angeboten, so mußten die Setzer und Typographen fortan mit einer Buchstabenform für alle Größen auskommen. Die Folge war in der Regel ein zu enges und mageres Bild in den kleinen Größen und ein zu weiter und fetter Eindruck in den großen Größen. Um diesem Mangel entgegenzuwirken, entschlossen sich einige Hersteller, in bestimmten Fällen vollkommen neue Zeichnungen für die Technik des Photosatzes herzustellen.“ ^[13]

Ein weiterer Nachteil des Fotosatzes wurde ebenfalls bald erkannt: notwendige Textkorrekturen am belichteten Film waren im Vergleich zum Hand- und Maschinensatz nur sehr schwer durchzuführen. Die alten Bleisetzverfahren ermöglichten es noch, vom gesetzten Text auf einfache Weise eine Korrekturfahne für die Erstkorrektur und Autorenkorrektur zur Verfügung zu stellen. Zu beachten war lediglich, dass die Korrektur keine nennenswerte Umbrüche zur Folge hatte. Erforderliche Korrekturen im Handsatz und Monotype-Satz konnten durch Austausch der Lettern unkompliziert bewerkstelligt werden und im Linotype-Satz war dies durch Neusetzen der fehlerhaften Zeile leicht möglich.

In den Anfängen des Fotosatzes musste dagegen entweder der gesamte Text neu gesetzt werden oder das korrigierte Wort wurde neu belichtet und musste auf komplizierte Weise mittels Filmmontage eingesetzt werden.

Und noch ein weiteres Problem hatte der frühe optomechanische und optoelektronische Fotosatz. Für die Texterfassung mittels Tastatur oder Wählhebel wie bei der Diatype bestand keine unmittelbare Sichtkontrolle über den gerade gesetzten Text. Ein Problem, das allerdings auch der Maschinensetzer schon hatte. Eine Sichtkontrolle war beim frühen Fotosatz mittelbar über die Klarschrift der Schreibmaschine oder das Blindsetzen an der Diatype möglich. An der Diatype stellte sich dieses Problem besonders dramatisch dar. In der Bedienungsanleitung zur Diatype liest sich das wie folgt:

„Blocksatz erfordert zweimaliges Setzen. 1. Der Setzer setzt die auszuschließende Zeile blind. Der Blindsatzschalter wird hinuntergekippt, wobei ein rot aufglühendes Lämpchen signalisiert, daß die getasteten Buchstaben zwar transportiert, jedoch nicht belichtet werden. Als Wortzwischenraum wählt man das kleinste, noch eine ausreichende Lesbarkeit sichernde Spatium. Es wird von den zur Verfügung stehenden Wortzwischenräumen in der Regel der zweitkleinste genommen, der im anschließenden Ausschließvorgang grundsätzlich nur noch erweitert wird.“ ^[14]

Das Ausschließen der Zeile erfolgte während des Blindsatzes durch Setzen und Merken der Anzahl der kleinsten Spatien, die bis zum Auffüllen der Zeilenbreite erforderlich waren. Diese Anzahl musste beim „Scharfsatz“ nach Ausschalten des Blindsatzschalters nach typografischen Regeln manuell auf die Wortzwischenräume verteilt werden. Das Bedienerhandbuch hatte dafür die folgenden tröstenden Worte parat: „Mit ein wenig Übung ist leicht abzusehen, welches Spatium man zur Erweiterung nimmt.“ Aber immerhin, bei dieser manuellen Tätigkeit konnten typografische Regeln des Handsatzes beachtet werden, die der maschinelle Bleisatz schon nicht mehr berücksichtigen konnte.

Die neue Fonttechnologie des Fotosatzes brachte neben ihren unbestreitbaren Vorteilen auch eine Menge neuer Probleme mit sich, die es vorher zumindest im Handsatz nicht gab. Da die natürliche Laufweite einer Schrift in jeder Art von Bleisatz durch die Dickte der Bleilettern in jeder Schriftgröße vom Schriftgestalter unveränderlich vorgegeben war, musste diese nun wegen der veränderlichen Skalierungsmöglichkeiten der Schrift im Fotosatz individuell justiert werden. Dazu diente bei der Diatype die abgebildete Mikrometerschraube, mit der aber zusätzlich auch ein Versalausgleich ermöglicht wurde. (Abb. unten)

 

Eines der vielleicht größten Probleme war die mangelnde simultane Sichtkontrolle bei der Texterfassung und beim Ausschließen der Zeilen, die es schon seit der Einführung des Maschinensatzes gab, die sich aber durch den Fotosatz wegen seiner schlechten Korrekturmöglichkeit noch verschärfte. Wo Probleme sind, wird nach Abhilfe gesucht. Und die wurde bald im Fernschreiber gefunden.

Vom Fernschreiber zum Perforator

Fernschreiber verwendeten für die Codierung der Buchstaben den 5er-Lochstreifencode.^[15] Die Verbreitung von Fernschreibern im Teletype-Setting führte in der deutschen Zeitungsindustrie der 1960er Jahre durch die Einführung von Lino-Quick S Schnellsetzmaschinen mit TTS-Steuerung zu der schon in anderen Teilen dieses Blog-Beitrags dargestellten Trennung zwischen Texterfassung und Zeilenguss ^[16], die folgenreich für den Beruf des Schriftsetzers und der Schriftsetzerin wurde.

„Der Setzer bediente nun nicht mehr wie bisher die Tastatur der Setzmaschine, diese Aufgabe ging an den Perforatortaster über, der seinerseits keinen Kontakt mehr mit der Setzmaschine hatte. Der Perforatortaster erstellte anhand des Manuskripts einen Lochstreifen, vermittels dessen die umgerüstete Setzmaschine gesteuert wurde. Mit diesem Rationalisierungsschritt, der ein Blindschreiben am Perforator ermöglichte, konnte die Tastleistung von 6 000 Buchstaben in der Stunde auf 9 000 gesteigert werden. Da die Gießmaschine nun nicht mehr von dem Taster, sondern von einem Lochband gesteuert wurde, erhöhte sich deren Leistung auf 25 000 Buchstaben in der Stunde. Die Arbeitsanforderungen und die Qualifikation des Maschinensetzers spalteten sich damit auf: Dem Perforatortaster oblag die Schreibtätigkeit, während sich die Aufgaben an der Schnellsetzmaschine darauf beschränkten, das Lochband einzulegen, die Maschine zu kontrollieren, instandzuhalten und Störungen zu beheben. Die Reduktion der Tätigkeiten an der Setzmaschine ermöglichte es, daß ein „Setzer” zwei Maschinen bediente. Vom Perforatortaster wird im wesentlichen Fingerfertigkeit erwartet; der TTS-Gießer nimmt überwiegend Kontrollaufgaben an der Maschine wahr.“ ^[17]

Da es zum Betreiben einer Linoquick- S- TTS Zeilensetzmaschine zur Realisierung der Groß- und Kleinschreibung und zur Codierung von Satzbefehlen notwendig war, einen 6er-Code statt eines 5er-Codes zu verwenden, brachte Linotype-Mergenthaler dazu den Lino-Quick-Perforator und den Lino-Quick-Setter auf den Markt. Der Lino-Quick-Perforator bestand aus einer Schreibmaschinentastatur mit elektronischer Buchstabenanzeige, die mit einem 6-Kanal-Lochstreifen-Stanzer verbunden war. Dieser Perforator war speziell dafür gedacht, die Texterfassung vom Gießprozess zu trennen. Da beim Setzen für das Ausschließen und der Durchführung der Worttrennungen während der Texterfassung Zeit benötigt wurde, war die erwähnte Produktivitätserhöhung der Linotype-Bleisetzmaschine möglich geworden. Voraussetzung war der Anschluss des Linotype-Quick-Setters, der mit der Lino-Quick-S-Zeilengussmaschine verbunden wurde, um den Lochstreifen lesen und damit die Setzmaschine steuern zu können.

In Deutschland wurde die digitale Fonttechnologie zur gleichen Zeit von einem absoluten Newcomer im Graphischen Gewerbe nicht nur vorangetrieben, sondern am Ende sogar erfunden. Es war die 1947 in Kiel-Dietrichsdorf neu gegründete Fa. Dr. Ing. Rudolf Hell, die im Verbund mit der Siemens AG in großen Schritten die Entwicklung vom Fernschreiber zum Perforator mit integriertem „Taschenrechner“ und, noch wichtiger, vom Perforator zum Satzcomputer voranbrachten.

„Schon früh, eigentlich schon seit der Lizenzvergabe für den Hellschreiber im Jahre 1929, aber erst recht nach dem Vertragsabschluss zur Überlassung des Geschäftsfeldes Bildtelegraphie im Jahr 1948, entwickelte sich zwischen Dr. Hell und der Siemens AG ein inniges Verhältnis […] Zunächst gab es eine Kommanditbeteiligung von Siemens an der Dr. Ing. Rudolf Hell KG mit einer Minderheitsbeteiligung von 49 % […] Auch in der Fertigung erfolgte eine enge Kooperation“ ^[18]

Die Siemens AG, die 1866 aus der 1847 von Werner von Siemens und dem Mechaniker Johann Georg Halske gegründeten Telegrafenbauanstalt Siemens & Halske hervorgegangen war, baute 1958 den Fernschreiber 100. Aus diesen Siemens-Fernschreiber wurde der „Tastaturlocher PERFOSET“ entwickelt, der von der Dr. Ing. Rudolf Hell KG zu Beginn der 1960er Jahre vertrieben wurde. Zu seinem Aufbau und seiner Arbeitsweise hieß es in einer Siemens-Zeitschrift:

„Die Weiterentwicklung des Fernschreibers 100 zum PERFOSET […] läßt sich in drei Stufen aufgliedern:

1. Umwandlung des Fernschreibers in eine elektrische Schreibmaschine mit Streifenlocher, auch Tastaturlocher mit Kontrolldruck genannt.

2. Weiterer Ausbau durch Einführung eines Sechsschritt-Alphabetes für die Codierung der Zeichen anstelle des Fünf-Schritt-Fernschreibalphabetes.

3. Berücksichtigung des Randausgleichs der Zeilen unter Verwendung verschiedener Schriftarten.“ ^[19]

Der PERFOSET unterschied sich vom Lino-Quick Perforator dadurch, dass er Zeilen ausschließen konnte. Ein Vorgang, der für den Lino-Quick Perforator ohne nennenswerten Aufwand realisierbar war, weil das Ausschließen die Spatienkeile die Linotype-Zeilensetzmaschine übernahm.

Im PERFOSET übernahm eine Art elektromechanischer „Rechner“, die sogenannte „Magnetbox,“ die Berechnung des Zeilenausschlusses. Mittels einer darin befindlichen Mechanik teilte der PERFOSET die größte einstellbare Schrift von 12 typografischen Punkten in 128 Zähleinheiten mit einer Größe von 0,035mm ein. Diese Einheiten bildeten die Rechengrundlage für das Addieren der Wort- und Wortzwischenraumbreiten.

 

„Die verschiedenen Zählwerte lassen sich von der Tastatur durch Impulse mit Hilfe von Elektromagneten einstellen. Um den Aufwand dafür möglichst gering zu halten, ist nur für jeden achten Zählwert ein Magnet vorgesehen; diese Zählwerte bezeichnet man als Grundwerte. Die Magnete sind als Tauchankersysteme ausgeführt und gemeinsam in einem Baustein, der Magnetbox, zusammengefaßt. Dort sind sie nach ihrer Breitenwertigkeit stufenförmig angeordnet. Ein ab- und aufwärts geführter Schieber fühlt beim Eintasten eines Zeichens die Magnetbox nach dem eingestellten Grundwert ab. Seine jeweils zurückgelegte Weglänge entspricht der Größe des eingestellten Wertes, sie wird über Zahnradgetriebe auf die Anzeigeneinrichtung übertragen.“ ^[20]

Der PERFOSET mutet in dieser Beschreibung wie ein elektromechanischer Digitalrechner für den Zeilenausschluss an.

Aber Dr. Hell und Siemens blieben nicht allein. Bereits im gleichen Jahr wie der PERFOSET kam in den USA der Linasec I und II von der Firma Compugraphic auf den Markt. Bill Garth, ehemaliger Präsident von Photon, gründete 1963 die Compugraphic Corporation mit dem Ziel, kleine kostengünstige Fotosatzsysteme zu bauen. Er beschäftigte gleich nach der Gründung Ellis Hansen, David Lunquist und Leslie A. Clark bei sich, die alle drei ebenfalls zuvor bei der Photon Corp. beschäftigt waren, die das erste optoelektronische Fotosatzsystem herausgebracht hatte.

Der Linasec machte sich die neue Speichertechnik des optoelektronischen Fotosatzes zunutze, um die Texterfassung und Textaufbereitung an Perforatoren vor allem für lochbandgesteuerte Fotosatzmaschinen zu beschleunigen. Der Fotosatz bot im Unterschied zum Bleisatz, wie bereits erwähnt, keine Möglichkeit, während des Gießens durch Spatienkeile wie bei der Linotype oder Sets wie bei der Monotype die Wortabstände zu realisieren. Der Denkansatz zur Konzeption eines Perforators für den Fotosatz war deshalb ein anderer, zugleich aber richtungsweisender. Zwischen den auf Endlos-Lochstreifen befindlichen korrigierten Textdaten eines Lochstreifen-Lesers und dem Lochstreifen-Locher wurde der Linasec als halbautomatisch arbeitender Satzrechner geschaltet. Der Linasec nutzte bereits Flip-Flop-Schaltungen zur Speicherung der letzten 24 Buchstaben einer durchlaufenden Zeile, die über den Lochstreifen eingelesen wurden. Mit dem eingegebenen Parameter für die Satzbreite und die von einem Dicktenstecker empfangenen Dickten der eingelesenen Buchstaben sorgte eine elektronische Addition für das Erkennen des Zeilenendes und brachte dies zur Leuchtanzeige eines Displays. Eine erforderliche Worttrennung oder Löschung zu viel gesetzter Buchstaben konnte nun unter Sichtkontrolle durch Tastendruck erfolgen.^[21] Für die Sichtkontrolle war die Tastatur des Linasec mit einer 8 x 8 LED-Matrixanzeige gekoppelt. Diese machte nur die von der Tastatur kommenden Tastenanschläge vor der Lochung des Bandes sichtbar. Interessant zu wissen ist, dass die Linasec auch von der Fa. Linotype vermarktet wurde, wie aus einer englischen Ausgabe der Linotype-Nachrichten entnommen werden kann. ^[22]

 

Die ähnliche Arbeitsweise der Linasec mit der Photon war nicht zufällig. Schließlich war Bill Garth, der Gründer von Compugraphic, vorher bei Photon angestellt. Mit der Linasec konnte wie mit einer Art elektronischen Taschenrechner der Zeilenausschluss berechnet und ein bereits fertig ausgeschlossener Blocksatz auf Lochstreifen ausgegeben werden. Ein Streit über verletzte Patentrechte führte dazu, dass Compugraphic den Streit zwar verlor, aber gegen Zahlung einer Geldsumme weiter produzieren konnte. Die Firma Photon ging hingegen daran zugrunde. ^[23]

Durch das Einlesen fertig ausgeschlossener Lochstreifen, unabhängig davon, ob mit Linasec oder Perfoset hergestellt, konnte mit Perforatoren die Leistung von lochbandgesteuerten Bleisetzmaschinen und Fotosetzmaschinen gesteigert werden. Der Name der Linasec leitete sich übrigens aus Line (Zeile) pro Second (Sekunde) ab, mit welcher der halbautomatische Satzrechner gearbeitet hat. Die tatsächliche Leistung hing jedoch vom Bedienungspersonal während der manuell durchzuführenden Worttrennungen ab.

Von einem Computer war der Linasec noch weit entfernt, aber den Weg in diese Richtung hatte er in der Fonttechnologie durchaus vorgezeichnet. Diese schaute vor allem wegen des beabsichtigen stärkeren Einsatzes des Offsetdrucks und des Fotosatzes nach dem Zweiten Weltkrieg auf die Entwicklungen in der Computertechnik.

In einer Retrospektive zum Thema „Die Entwicklung in der satztechnischen Software in der Fa. Hell“ aus dem Jahre 1970, die sich in den Unterlagen der Fa. Dr. Ing. Rudolf Hell befand und vom Hellverein Kiel aufbewahrt wird, hieß es in der Einleitung:

„Ende 1963 verdichteten sich aus den USA kommende Informationen, wonach man dort in rasch wachsendem Umfang Datenverarbeitungsanlagen für satztechnische Zwecke einsetzte.“ 1964 wurde unter der Leitung von Herrn Zeyen „unter Einsatz neuester Siemens Datenverarbeitungsanlagen eine leistungsfähige satztechnische Software sowohl für den Bleisatz als auch für die soeben aufkommenden lochstreifengesteuerten Fotosetzmaschinen und insbesondere später auch für unsere Lichtsetzanlage Digiset zu entwickeln.“ ^[24]

Es war weniger der Blick auf den deutschen Markt, auf dem Bleisetzmaschinen den Zeitungsmarkt noch voll im Griff hatten und der Fotosatz 1961 mit der Diatype gerade erst begann, den Dr. Hell dazu ermunterte, die Siemens 3003-Datenverarbeitungsanlage zum Satzrechner zu entwickeln. Das war einerseits weitsichtig, andererseits aber auch kühn.

In Zusammenarbeit mit der Universität Kiel wurde Grundlagenforschung für die Entwicklung eines deutschen Silbentrennprogramms betrieben. Herr Röttgermann wurde als erster Programmierer zu diesem Zwecke bei Hell eingestellt. Im Frühjahr 1965 wurde das erste Silbentrennungsprogramm für den Bleisatz in München vorgeführt, welches alsbald bei den Nürnberger Nachrichten in Betrieb genommen wurde. ^[25] Weitere Aufträge folgten und weckten nach dem Vortrag von Dr. Hell zur Vorstellung der Lichtsatz-Entwicklung 1965 auf der TPG in Paris Interesse bei Kunden:

„Springer für den Satz der HÖR ZU, HABARA-LUX für den Satz von Akzidenzen aller Art, bis hin zum Neckermann-Katalog, die Kopenhagener Telefonbuchgesellschaft KTAS für den Satz des Kopenhagener Telefonbuches und wöchentlich aktualisierter Unterlagen für den Auskunftsdienst.“ ^[26]

Der Satzrechner für die Bleisatzprogramme wurde 1967/68 für den Siemens Kleinrechner 303 umgeschrieben und bediente unter der Bezeichnung Satzrechner Hellcom damit einen Markt für Anwender von Satzrechnern für lochbandgesteuerte Blei- und Fotosetzmaschinen.

Gerade im Zukunftsmarkt der Fotosatztechnik waren Korrekturen nach der Belichtung der Textfilme schwierig durchzuführen. Fehlerhafte Zeilen mussten im Textfilm ausgeschnitten und manuell eingeklebt werden. Aber es ging Dr. Hell um mehr als die Produktion von Satzrechnern; es ging um den Quantensprung vom Fotosatz zum Lichtsatz, und der hätte ohne Computer nicht stattfinden können:

„Jede Fotosetzmaschine kann mit einem Satzrechner zusammenarbeiten, eine Lichtsatzanlage muß mit einem Satzrechner zusammenarbeiten.“ ^[27]

Für die HABARA-Lux wurde das Standardprogramm LS 1 entwickelt. Die Programmentwicklungen für die Digiset stellten sich für Hell bald als sehr aufwendig heraus. Die Kunden selbst und Siemens Dienststellen schrieben daran bereits mit. 1969 war die Schrift-Software-Entwicklung bei Hell bereits auf 60 Personen angewachsen.

„Ende 1969 entschloß sich Dr. Hell zu einem Schnitt. Es kam zu einer Aufgabenteilung mit Siemens, wobei Siemens die Entwicklung von Lichtsatz-Software für Großrechner übernahm.“ ^[28]

Ob aus dem Blickwinkel der Fotosatztechnik oder des Lichtsatzes betrachtet, die Augen beider Akteure waren gespannt auf die Entwicklungen der Computer gerichtet. Der größte Impetus zur Weiterentwicklung von Perforatoren zu Satzrechnern und schließlich zum Lichtsatz kam in Deutschland vor allem von Konrad Zuse.

Konrad Zuse: Algorithmen revolutionieren die Fonttechnologie

Schon mit der Erfindung des weltweit ersten Computers, dem Z 1 von Konrad Zuse, wurde zwischen 1936 und 1938 ein auf reiner Mechanik beruhender Rechner erfunden, der nicht nur in der Fonttechnologie, sondern bald in allen Bereichen des Lebens das technische Denken mit einem Denken in Algorithmen revolutionieren sollte. Die Ausbreitung dieses Denkens sollte gut 50 Jahre später der Schwarzen Kunst Gutenbergs endgültig ihre Magie nehmen und zu einer Alltagstechnik für alle werden.

Wodurch unterschied sich nun ein Perforator, den man als ein mechanisches Dickten- und Wortabstands-Addiergerät bezeichnen konnte, von einem Computer?

Die Antwort darauf erhält man bereits aus dem Titel zu Konrad Zuses erster Patentanmeldung vom 11.4.1936: „Verfahren zur selbsttätigen Durchführung von Rechnungen mit Hilfe von Rechenmaschinen.“ Die Betonung lag auf „Selbsttätigkeit.“ Den Zweck seiner Erfindung beschrieb er damit, dass

„häufig wiederkehrende Rechnungen beliebiger Länge und beliebigen Aufbaus, die sich aus elementaren Rechenoperationen zusammensetzten, mit Hilfe von Rechenmaschinen selbsttätig“ durchführen ließen. ^[29]

Die „selbständige Durchführung von Rechnungen“ sollte auf der Grundlage eines „Rechenplanes“ oder eines Programms, wie wir heute dazu sagen würden, ausgeführt werden. Das neue daran war, dass damit ein verallgemeinbarer Algorithmus bezeichnet wurde, der aus einer Folge sich wiederholender Verarbeitungs­vorschriften bestand. Diese wurden bei Zuses ersten Computern auf einem Kinofilmstreifen gelocht und steuerten den ZUSE-Computer.

 

Mit Zuses Computer aus dem Jahre 1941 begann die Programmsteuerung von Computern und damit die Trennung der Hardware von der Software. Die „Verarbeitungsvorschriften“ beschränkten sich bei Konrad Zuse nicht auf die Durchführung mathematischer Berechnungen, sondern wurden abstrakter formuliert und ließen sich auch auf die Algorithmen des Setzens übertragen. Aus dem nur rechnenden Computer Konrad Zuses wurde ein Computer, der auch setzen konnte, und den man deshalb kurz als Satzrechner oder Satzcomputer bezeichnete. Das revolutionäre von Zuses neuem Denkansatz bestand in der Trennung der reinen Hardware einerseits von den zu programmierenden Algorithmen (Software) andererseits.

Was verstand man damals unter einem Algorithmus in der Fonttechnologie? In dem Fachbuch von Manfred Siemoneit veranschaulicht der Autor den Algorithmus eines Satzrechners mit einer groben Gegenüberstellung der Verfahrensschritte (Algorithmen) im Handsatz einerseits mit dem Algorithmus eines Satzrechners andererseits (Abb. unten).

 

Bevor es aber in den 1960er Jahren dazu kam, dass Algorithmen in Satzrechnern die Aufgaben des Setzers oder der Setzerin durch Programme und Unterprogramme übernahm, musste die technische Entwicklung von lediglich rechnenden DV-Anlagen einen Stand erreichen, der Computer zu einer kommerziellen Nutzung im Graphischen Gewerbe überhaupt erst anschlussfähig machte.

Konrad Zuse war dafür in mehrfacher Hinsicht ein wichtiger Wegbereiter. Er baute die weltweit ersten Rechner, dessen mathematischen Algorithmen nicht mit dem Dezimalzahlsystem, sondern in binärer Form mit dem Dualzahlsystem rechneten. Das Dualzahlsystem als Alternative zum Dezimalzahlsystem hatte Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 – 1716) schon Ende des 17. Jahrhunderts erdacht. Daran knüpfte Konrad Zuse an und schrieb in seinen Erinnerungen:

„Nur weil der Mensch zehn Finger hat, müssen wir es [das Dezimalsystem] benutzen. Aber es gehört eine gewisse Portion Unverfrorenheit dazu, […] auch diese Tradition über Bord zu werfen und durch Einführung des binären Zahlensystems neue Wege zu gehen. Damit war der Weg gewiesen, neue Bauelemente in die Rechentechnik einzuführen: Die Mittel der Fernmeldetechnik, besonders das Relais.“ ^[30]

Das binäre Dualzahlsystem war mit dem Binärcode der Lochstreifen für die Codierung von Buchstaben an den TTS-Perforatoren von Anbeginn kompatibel. Das Rechnen mit Dualzahlen funktionierte bereits bei Zuses ersten auf rein mechanischer Basis arbeitenden Computern. Dazu zählten die Zuse-Computer Z1 und Z2. Beide sind zwar während des Zeiten Weltkrieges zerstört worden, wurden aber originalgetreu mehrfach nachgebaut und befinden sich heute im Zuse-Computermuseum in Hünfeld, im Deutschen Museum in München und im Technikmuseum Berlin als Nachbau. In seinen beiden ersten Digitalrechnern verwendete Zuse noch mechanische Bleche, die mit Schaltstiften und Steuerblechen ( siehe Abb.unten rechter Teil) aus ihrer Ausgangsstellung entweder  nach oben zur Repräsentation einer 1 oder nach unten zur Repräsentation einer 0 gezogen werden konnten (siehe Abb.unten linker Teil). Dabei sei an dieser Stelle darauf aufmerksam gemacht, dass der Begriff „digital“ keineswegs untrennbar mit der Elektronik verbunden ist. Der Brockhaus definiert den Begriff „digital“ in der Informatik mit:

 

Digital bezeichnet „stufenförmig, nur diskrete, d. h. nicht stetig veränderliche Werte annehmend; in diskrete Einzelschritte aufgelöst. Die Darstellung digitaler Signale oder Messgrößen geschieht in Form von Zahlen (z. B. binär oder dezimal). Gegensatz: analog (im Sinne von stufenlos, stetig, kontinuierlich).“ ^[31]

Nun wurde schon darauf hingewiesen, dass es bei Konrad Zuses Erfindung nicht allein um das Rechnen im engen Sinn ging, sondern um die automatische Abarbeitung von Verarbeitungsvorschriften ganz allgemein. So heißt es schon in einem ersten Heft zum Zuse Z 1 Computer:

„Die von Dipl.Ing. Konrad Zuse begonnene Gerätentwicklung ermöglicht es, über das Rechnen mit Zahlen hinausgehend, das gesamte Gebiet der schematischen kombinatorischen Denkoperationen zu mechanisieren[…] Wie der Begriff „Rechnen” in der Umgangssprache auch auf Operationen angewendet wird, die mit Zahlen nichts zu tun haben brauchen, indem wir z. B. sagen, daß wir mit dem Eintreten dieser und jener Ereignisse „rechnen”, so ist auch der Aufgabenbereich der Zuse-Rechenmaschinen ein allgemeiner, in welchem die Zahlenrechnung zwar eine große Bedeutung hat, sie aber nur einen Teil der mechanisierbaren schematischen Denkaufgaben darstellt.“ ^[32]

Man ist heute geneigt noch hinzuzufügen, dass es nicht nur um schematisierte Denkaufgaben, sondern auch Handlungen ging. Die schematischen Handlungen des Setzers und der Setzerin gehören in diese Kategorie.

Möglich wurde dies durch die Verwendung logischer Verknüpfungsbausteine, die als Grundbausteine zur technischen Realisierung von Algorithmen in Computern unerlässlich sind. Logische Verknüpfungen verfügen über ein oder zwei Eingänge mit jeweils einem Ausgang (Abb. unten Relais-Schaltung mit zwei Eingängen und einem Ausgang).

 

Die Eingänge repräsentieren „Bedingungen“, mit denen darauf bezogene Ja- oder Nein-Entscheidungen getroffen werden können. Als Beispiel einer solchen logischen Entscheidung kann der Algorithmus zum Satzrechnber von der Abb oben dienen, in der die in der Raute stehende Frage „Zeile voll?“ eine Bedingung im Sinne einer „Wenn-dann-Beziehung“ repräsentiert, die ja oder nein zur Antwort haben kann, um damit den Fortlauf des weiteren Programms mit Programmverzweigungen zu ermöglichen. Bei einer logischen UND-Verknüpfung müssen zwei Bedingungen am Eingang zutreffend sein, um ein „Ja“ am Ausgang zu erhalten. Bei einer ODER-Verknüpfung reicht es, wenn einer von zwei Eingängen die Bedingung erfüllt (siehe Abb. oben).

Claude Shannon hat in seiner Master-Abschlussarbeit A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits von 1937 die logische Algebra analysiert, die auf derartigen logischen Bausteinen gründet. Danach ist es mit drei logischen Grundbausteinen, dem UND-, ODER- sowie dem Negations-Baustein, möglich, durch Kombination dieser Bausteine die meisten Algorithmen sowie das Rechenwerk von Computern technisch zu realisieren. Konrad Zuses Z1 und Z2-Computer hat dies mit einfachen verschiebbaren Blechen realisiert (Siehe Abb. unten Zuse mit AND-Gatter).

 

Die Abbildung zeigt ein logisches UND. Dieses logische Verknüpfungsglied schaltet nur dann eine 1 auf den Ausgang, wenn am Eingang A und am Eingang B eine 1 geschaltet war. (Klick auf das Bild öffnet die Simulation auf Youtube). Als Eingabebleche dienten die mit Stiften verbundenen roten Bleche A und B, die sich nach links und rechts verschieben ließen. Damit war es mit beiden Blechen möglich, entweder die 1 oder die 0 einzugeben. Als Ausgabebleche diente das untere gelbe Blech, das sich vertikal verschieben ließ, um eine 0 oder eine 1 als Ergebnis anzuzeigen. Das blaue speziell für die UND-Verknüpfung ausgefräste Blech realisierte die logische Verknüpfung, indem es sich durch die beiden Stifte ebenfalls vertikal verschieben ließ. Ausgelöst wurde die Schaltung über das oben links befindliche gelbe Taktblech, welches sich, weil es ebenfalls über die Stifte verbunden war, vertikal bewegen ließ. Alle Bleche waren übereinander angeordnet, wie dies unten in der Mitte der Abbildung gezeigt wird. Links daneben bzw. rechts vom AND-Symbol befindet sich in der Abbildung die Wahrheitstabelle. Aus dieser ist ersichtlich, dass nur dann eine 1 als Ausgabe erschien, wenn beide Stifte des Verknüpfungsblechs nach links eingerastet wurden und damit nach Auslösung des Taktes das Ausgabeblech auf 1 gezogen haben. Dank der Animation vom Nachbau der Zuse-Z1-Computers im Konrad Zuse-Museum in Hünfeld können wir heute den Beginn der Computertechnik gedanklich hervorragend nachvollziehen.

 

Zur technischen Realisierung von fest programmierten Berechnungsabläufen hatten Zuses erste Rechner ein Eingabewerk, ein Speicherwerk, ein Steuerwerk für die Ablaufsteuerung der Berechnungen und einen Bus für den Transport der Daten zur Ein- und Ausgabe.

 

Konrad Zuses 1941 gebauter Z3-Computer funktionierte in vergleichbarer Weise, wurde aber im Unterschied zu seinen Z1 und Z2-Rechnern bereits in Relaistechnik realisiert und 1941 vorgestellt.

 

Schon hundert Jahre nach der Erfindung des Relais zeigte sich, dass diese Bauteile über ihren Einsatz in der Telegrafie hinaus viel universeller waren. George Stibitz demonstrierte 1939 mit seinem Modell-K Addierer die grundsätzliche Möglichkeit zur Realisierung logischer Schaltungen mit Relais. Auch Flip-Flop-Schaltungen zum setzen und speichern eines binären Signals, das solange gespeichert blieb, bis es von einem Reset (Löschsignal) wieder zurückgesetzt wurde, gab es schon vor der Erfindung des ersten Computers durch Konrad Zuse. William Henry Eccles und Frank W. Jordan erfanden diese sogenannten Flip-Flop-Schaltungen bei ihren Versuchen mit Radioröhrenverstärkern und meldeten sie 1918 zum Patent an.

Obere Abbildung zeigt Konrad Zuse vor seinem Z3-Computer, sein erster Computer, der 1941 in Relaistechnik realisiert wurde. In der Abbildung sind die Schränke mit den Schaltrelais hinter Konrad Zuse erkennbar.

Mit dem Z 11 produzierte die Zuse KG 1955 ihren ersten Computer, der in Serie ging. Er enthielt mehrere fest verdrahtete Programme, die über Relaisschalter abgerufen werden konnten. Zur nächsten Generation von Computern aus der Zuse KG gehörte der in Röhrentechnik realisierte Z 22-Computer aus dem Jahre 1955. Erkennbar war die neue Computergeneration an der Nummerierung, weil von nun an eine 2 statt einer 1 vorangestellt wurde. In dieser neuen Computergeneration verrichtete erstmalig ein Ferritkernspeicher die Aufgabe als Schnellspeicher und ein Trommelspeicher diente an der Peripherie als zusätzlicher Massenspeicher. Der Rechner bestand aus 450 Röhren und 2300 Dioden. Der Ferrit-Schnellspeicher verfügte über 5 Bit für 14 bis 25 Worte. Die Ferritkernspeichertechnik war eine entscheidende Innovation auf dem Weg in die digitale Fonttechnologie und die Entwicklung von Satzrechnern.

 

Im Vergleich zu den DV-Anlagen der amerikanischen Konkurrenz baute die Konrad Zuse KG verhältnismäßig kleine Rechner, konnte diese aber sehr erfolgreich vermarkten. Die frühen DV-Anlagen in den 1940iger Jahren wurden wegen ihrer hohen Investitionen nur von Universitäten oder dem Staat betrieben und waren deswegen weder technisch noch wirtschaftlich zur damaligen Fonttechnologie anschlussfähig.

„Die 1940er waren ein Jahrzehnt, in dem man grundsätzliche Fragen darüber aufwarf, welches die richtige Rolle des Menschen bei der Interaktion mit komplexen Steuermechanismen sein sollte. Sollen wir Maschinen konstruieren, die tun können, was technisch möglich ist, und den Menschen an ihre Fähigkeiten anpassen, oder fragen wir uns, was Menschen nicht gut leisten können, und versuchen wir Maschinen zu konstruieren, die auf diese mangelnden Fähigkeiten eingehen?“ ^[33]

Diese großen Fragen sind in den 1940er entstanden und sie haben bis in unsere heutigen Tage keine befriedigende Antwort gefunden. Für die Akteure im Graphischen Gewerbe wurde diese Frage in den 1960er Jahren virulent. Aus der Sicht vieler Hand- und Maschinensetzer war die Antwort klar; für sie stellten Satzrechner in typografisch gestaltender Hinsicht eine Entwertung ihrer Tätigkeit dar:

 „Die Entwicklung des Satzrechners setzte an den komplizierten, spezifische Kenntnisse erfordernden Tätigkeiten des Perforatortasters an. Obwohl der Perforator bereits eine Reihe, vor allem gestaltender, Qualifikationen überflüssig machte, oblag dem Perforatortaster weiterhin das Ausschließen der Zeile und die Silbentrennung am Zeilenende – Tätigkeiten, die gewisse typografische und orthografische Kenntnisse erforderten. Beide Aufgaben übernahm der Satzrechner. Der Perforatortaster konnte nunmehr den Text „endlos” auf Lochstreifen schreiben, ohne die Aufteilung des Textes und die Silbentrennung zu beachten. Der Satzrechner wandelt das Endlosband dergestalt um, daß es direkt in die Schnellsetzmaschine eingegeben werden kann. Die kontinuierliche Weiterentwicklung des Satzrechners gestattete es zunehmend, auch komplexe Manuskripte (wie Anzeigen und Tabellen) vom Perforatortaster schreiben zu lassen.“ ^[34]

Doch bis es soweit kam, mussten die Großrechner der 1940iger und 1950iger Jahre in jeder Hinsicht zum Graphischen Gewerbe erst noch anschlussfähig werden. Sie verfügten über keinen Bildschirm und die Kommunikation zwischen Mensch und Rechenmaschine fand über Fernschreiber, Lochstreifen oder Lochkarten statt. Der Bau der ersten amerikanischen Rechenmaschine mit vollelektronischer Basis begann während des Zweiten Weltkrieges in den USA. Im Auftrag der US-Army bauten  J. Presper Eckert und John Mauchly zwischen 1943–1945 den ENIAC. Diese Rechenanlage verfügte über 18.000 Röhren, war 30 Tonnen schwer und kostete an die 10 Mill. Dollar. Von den 18.000 Röhren waren immer welche kaputt, weil sie wie Glühbirnen durchbrannten. Deshalb wurden sie zur Erleichterung ihrer Auswechselbarkeit mit schraubbaren Fassungen versehen.

 

Ab 1953 kam in den USA die erste für den kommerziellen Gebrauch konzipierte DV-Anlage mit Röhrentechnik auf den Markt. Es war der UNIVAC 1 der Firma Remington. Eine Braun`sche Röhre diente in der UNIVAC 1 als Kontrollinstrument zur Überprüfung der tausenden darin befindlichen Röhren. Er wog nur noch 13 Tonnen und hatte einen Preis von etwa 1,25 – 1,5 Millionen Dollar. Auch das war noch ein Dinosaurier wie alle Röhrenrechner, die noch keine nennenswerte Relevanz für die Fonttechnologie erreichen konnten.

 

Erst mit der Erfindung des Transistors durch William Bradford Shockley, der 1957 zusammen mit seinen wissenschaftlichen Kollegen John Bardeen und Walter Houser Brattain die Fa. Fairchild Semiconducters gründete, sorgte die dynamische Entwicklung der Halbleiterindustrie für die Anschlussfähigkeit von Computern zum Graphischen Gewerbe.

 

Vom Perforator zum ersten Satzrechner mit Transistoren

Die Erfindung des Transistors im Jahre 1947 hatte im 20. Jahrhundert eine dynamische Technikentwicklung zur Folge, die sich nicht nur auf die Fonttechnologie allein, sondern auf nahezu alle Technikbereiche auswirkte und bis heute anhält. Auf diese Erfindung setzten die Miniaturisierungen der Transistortechnik wie die integrierten Schaltungen (IC) und die spätere Mikroprozessortechnik auf. Zurecht kann man die Erfindung des Transistors deshalb als die wichtigste Erfindung des 20. Jahrhunderts ansehen, die auch in der Fonttechnologie ihre tiefen Spuren hinterließ. Da Entwicklungen zur Miniaturisierung der Transistorschaltungen über ICs bis hin zur Entwicklung von Mikroprozessoren am Prinzip von Transistorschaltungen und Dioden nichts Grundlegendes änderte, die Entwicklung der Fonttechnologie seit den 1960er Jahren damit aber untrennbar verbunden blieb, soll das Wesentliche der Transistortechnik nachfolgend kurz umrissen werden. Wie kam es zu dieser Erfindung und worin unterscheidet sich ein Transistor von einem Relais und einer Röhre?

Es war wieder eine Telefongesellschaft, die Bell Telefongesellschaft, deren Mitarbeiter nach elektronischen Schaltern suchte, die die elektromechanischen Schalter in den Telefonzentralen ablösen könnten. Sie experimentierten mit dem Halbmetall Germanium und fanden heraus, dass dieses als Halbeiter geeignet war. Halbleiter sind Festkörper, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der von elektrischen Leitern und der von Nichtleitern blitzschnell ohne Mechanik oder Magnetismus wechseln kann. Ideal also für die Realisierung sehr schneller und Energie sparender elektrischer Schaltungen.

 

Um diese Eigenschaft zu erreichen, hatte man zuerst das vierwertige Halbmetall Germanium mit einem fünfwertigen Antimon, z.B. Stibium, verunreinigt und erhielt dadurch in der Kristallstruktur des Germaniums freie negative Ladungsträger, die sich mit nur geringer Energiezufuhr herauslösen ließen. Man sprach in diesem Falle von einer negativen Schicht oder n-Dotierung.

Bei einer Verunreinigung (Dotierung) des Germaniums mit dem nur dreiwertigen Indium (In) gingen im Germanium-Kristall hingegen nur drei Valenzelektronen in Bindung. Das hatte zur Folge, dass ein Valenzelektron ungebunden blieb und deshalb bei benachbarten Atomen positive Elektronen einzufangen versuchte. Man sprach von einer p-Dotierung, auch Mangelleitung oder Elektronenlöcher genannt, weil jetzt die Defektelektronen die Leitfähigkeit verursachten. Die Elektronen-Löcher, oder auch Mangelleitung genannt, verhielten sich wie positive Ladungen.

 

Zum Bau eines Transistors brachte man nun beide unterschiedlich dotierten Schichten zusammen (Abb. oben). So entstand an der Grenze zwischen beiden Schichten durch Diffusion der negativen in die p-dotierte Schicht und umgekehrt eine elektrisch ausgeglichene Diffusionszone. Es floss kein Strom. Diese Diffusionszone an der Grenze zwischen den p- und n-dotierten Schichten konnte aber nun durch Anlegen einer positiven und negativen Spannung beeinflusst werden. Lag eine negative Spannung an der n-dotierten Schicht und eine positive an der p-dotierten Schicht, so schaltete der Transistor durch und es floss Strom durch die Sperrschicht hindurch. Polte man die Spannung hingegen um, so dass die n-dotierte Schicht an der positiven Spannung anlag und die p-dotierte an der negativen, so verbreiterte sich die Sperrschicht und es floss kein Strom. (siehe Abb.). Führte man an der Übergangzone zwischen der p- und n-dotierten Schicht einen zusätzlichen kleinen Strom zu, so ließ sich damit wie bei einem Wasserhahn, den man auf- und zudreht, die Größe des Stromflusses zwischen der p-und n-dotierten Schicht regulieren. Damit war das Prinzip des Transistors geboren.

 

Von seiner Funktionsweise her gesehen glich ein p-n-Transistor einer Trioden-Röhre. Statt, wie bei der Triode, durch eine Glühkathode Elektronen-Emissionen zu erzeugen, die zur Anode flossen und mit dazwischen liegender Stromzuführung über ein Gitter zu steuern, waren es beim Transistor freie negative Elektronen innerhalb eines n-dotierten Germanium-Kristalls und fehlende Elektronen, sogenannte Löcher, innerhalb eines p-dotierten Germanium-Kristalls, die durch Umpolung zum Stromfluss oder deren Sperren gebracht wurden und die in ihrer Stärke mit einem dritten Strom gesteuert werden konnten.

Zum großen Vorteil des Transistors gegenüber der Röhrentechnik gehörte seine viel kleinere Größe, weit weniger Energiebedarf, geringere Wärmeentwicklung, höhere Zuverlässigkeit und deutlich höhere Schaltgeschwindigkeit. Eine wesentliche Verbesserung der Transistortechnik wurde damit erreicht, dass statt Germanium Silizium Verwendung fand. Das Silizium war namensgebend für das Silicon Valley, der HighTech-Schmiede der USA. Begonnen hat das Silicon Valley jedoch mit den Firmen der Halbleiter-Industrie namens Fairchild-Seminconductor im Jahre 1955.

Der im Jahre 1957 erfolgte Start des ersten künstlichen sowjetischen Satelliten Sputnik in die Erdumlaufbahn löste in den USA und allen westlichen Staaten einen Schock aus und zugleich den Glauben an die technologische Rückständigkeit des Westens gegenüber der Sowjetunion. Die daraufhin 1958 gegründete NASA wurde mit einem Jahresetat von 100 Milliarden Dollar ausgestattet. Zu einem der ersten technologischen Förderungsprojekte gehörte die Weiterentwicklung der Transistortechnik, die zuverlässiger, kleiner und hitzebeständiger werden musste. Der Bedarf der NASA und die gleichzeitig steigende Anwendung von Transistoren in der Unterhaltungselektronik senkte bald die Produktionskosten und machte Computer mit Transistortechnik für kommerzielle Anwendungen anschlussfähig. Aus der Dynamik der technischen Entwicklung der Transistortechnologie und ihrer beginnenden Minituarisierung zu integrierten Schaltungen und zum Mikroprozessor erklärt sich im Rückblick die Dynamik des Quantensprungs vom Fotosatz zum Lichtsatz in den 1960er und 1970er Jahren

Die Firma Siemens gehörte mit der Siemens-2002-DV-Anlage aus dem Jahre 1959 in Deutschland zu einem der ersten Anbieter einer volltransistorisierten Großrechenanlage. Wie kam es dazu? Es begann 1903; Siemens & Halske machte gemeinsame Sache mit seinem Konkurrenten AEG. Der Grund: es ging um Patentstreitigkeiten bei der drahtlosen Telegrafie. Um diese zu vermeiden, wurde die gemeinsame Firma Telefunken gegründet. Telefunken baute erfolgreich Sende- und Empfangsgeräte für die Funktelegrafie, den Rundfunk sowie die drahtlose und kabelgebundene Übertragungstechnik. Schon 1950 erreichte Siemens nach dem Zweiten Weltkrieg wieder 90 Prozent der Produktion von 1936. Auch in der Halbleiterentwicklung war Siemens 1953 mit der Entwicklung eines Verfahrens zur Erzeugung von hochreinem Silizium erfolgreich und revolutionierte damit die Elektrotechnik und Elektronik. Ab 1954 begann bei Siemens der Einstieg in die Datentechnik, in der IBM zu dieser Zeit marktführend war. Auf der Industriemesse in Hannover wurde 1959 einer der ersten deutschen Datenverarbeitungsanlagen mit Transistorbasis auf dem Stand der Siemens & Halske AG vorgestellt. Es war die Siemens 2002-DV-Anlage, mit der das Engagement des Münchner Konzerns im Markt der Mainframes seinen Anfang nahm.  Im Jahre 1963 erschien die Siemens-3003-DV als Nachfolgemodell zur Siemens-2002 auf den Markt. Als die Zuse KG mit ihren ersten Transistorrechnern in wirtschaftliche Schwierigkeiten geriet und 1964 von Brown, Boverie & Cie (BBC) komplett übernommen wurde, übernahm 1967 ihrerseits die Siemens AG 70% der Zuse KG von BBC und 1969 die restlichen 30%. Dr. Rudolf Hells Erfindung des Hellschreibers und die bereits erwähnten guten Verbindungen zur Siemens AG dürften wesentlich dazu beigetragen haben, die auf Transistoren basierende Computer-Technologie auf die Fonttechnologie anzuwenden.

 

Für die Verwendung eines Computers in der Fonttechnologie sprach neben den Fortschritten in der Transistortechnik auch die Annäherung in der Codierung zwischen Telegrafie und Computertechnik, die am 17. Juni 1963 mit der Verabschiedung des American Standard Code of Interchange Information (ASCII) durch die amerikanische Standardisierungsbehörde American Standards Association (ASA) ihren Anfang nahm. Es ging dabei um die Einigung auf einen gemeinsamen Code zwischen Teleprint-Systemen und Computern bei der Verwendung alphanumerischer Zeichen und deren gegenseitigem Austausch. Um eine genügende Anzahl von Zeichen unterbringen zu können, wurde statt der 6-kanaligen Teletype-Codierung ein 7-bit-Code zur Festlegung vorgeschlagen. Der Vorschlag einiger Gremium-Mitglieder, stattdessen einen 8-Bit-Code zu standardisieren, um mit jeweils 4 Bit die Codierung von jeweils zwei Dezimalziffern als Dualzahl zu ermöglichen, wurde zugunsten der Möglichkeit zur Einführung eines Prüfbits bei der Datenübertragung abgelehnt. Der erste verabschiedete Standard ASA X 3.4-1963 bestand aus einem einen 7-Bit-Code mit 28 freien von 128 möglichen Festlegungen. Diese Reserve wurde damals als ausreichend für mögliche Erweiterungen angesehen. Der Fernschreiber der Teletype Corporation Teletype Modell 33 verwendete seit 1963 diesen ASCII-Code für den Datenaustausch im TeletypeWriter eXchange Netzwerk.

Ein Erlass von Präsident Johnson aus dem Jahre 1968 verpflichte alle Computerlieferanten dazu, dass sämtliche von der US-Regierung gekauften Computer den ASCII-Code unterstützen müssten. Spätestens mit diesem Erlass war der 7-Bit-ASCII-Code wie in Stein gemeißelt. In den Folgejahren wurde er durch weitere Festlegungen ergänzt. Die linke Tabelle zeigt den Stand aus dem Jahr 1972. Die ersten 32 Zeichen waren die nicht druckbaren Steuerzeichen, die aus der Fernschreibetechnik übernommen worden sind.

 

Mit der stärkeren Verbreitung von Computern erwies sich der ASCII-Code in den Folgejahren als eine resourcenschonende Zeichencodierung für Drucker oder Bildschirmterminals. Mit dem VT 220 Terminal der Fa. Digital Equipment Corporation legte dieses Unternehmen 1983 den DEC Multinational Character Set (kurz DEC MCS) fest, der als proprietärer 8-Bit Zeichensatz auf der Grundlage des ASCII später maßgebend für die Normfestlegung durch den ISO 8859 Zeichensatz wurde. Dieser als erweiterter 8-Bit ASCII-Code mit 10 Latins normierte später die Buchstaben und Akzente der meisten europäischen Sprachen, ohne dabei die Kompatibilität zu 7-Bit-ASCII aufzugeben. In gleicher Weise blieb dies auch bei dem viel später standardisierten Unicode der Fall. So schloss sich in den 1960er Jahren der Kreis vom Morsecode der 1830er Jahre zum Computercode der 1960er Jahre.

Aber zurück zum Satzrechner. Ob Lino-Quick-Perforator, PERFOSET oder Linasec, sie waren alle keine Computer, die digitale Fonttechnologie ermöglichten. Dr. Hell inspirierte augenscheinlich der Blick in die USA zur Anwendung der Computertechnik in der Fonttechnologie, wenn es 1965 in einer HELL-Broschüre zum „Siemens-Hell-Satzrechner im Zeitungsbetrieb“ hieß:

„In den USA werden seit drei Jahren mit Erfolg Elektronenrechner für die Automatisierung auch des technischen Aufgabenbereiches der graphischen Industrie eingesetzt, insbesondere des Zeitungs- und Zeitschriften-Satzes.“ ^[35]

Zunächst ging es dabei um die Konzeption eines Satzrechners. Das ist erst eine Art Vorstufe zur digitalen Fonttechnologie. Darin übernahm der zwischen Perforator und DV-Anlage geschaltete Kernspeicher eine neue Funktion. Hier hinein wurden Programme geladen, die zum Beispiel die Worttrennung am Ende der Zeile automatisierte, den Zeilenausschluss durchführte und Textkorrekturen ausführen konnte, die über den Korrekturlochstreifen eingelesen wurden. Möglich wurde dies durch die kompatible „Binärsprache“ zwischen Lochstreifen-Code und Ferritkernspeicher. Der aus der TTS-Maschinensatztechnik bekannte 6-Kanal-Lochstreifen konnte im Ferritkern-Speicher der DV-Anlage durch eine Gruppe von 6 Ringkernen übernommen werden.

 

„Jede solche Zelle kann […] ein Lochstreifenzeichen (Schriftzeichen oder Gießmaschinen-Steuerzeichen) aufnehmen. Es ist damit möglich, Zeichenfolgen, also z.B. Texte mit eingestreuten Gießmaschinen-Steuerkommandos, wie sie der Perforator liefert, im Ringkernspeicher abzulegen.“ ^[36]

 

Die Steuerung einer TTS-Bleisetzmaschine oder einer lochbandgesteuerten Fotosetzmaschine war bis zur Erfindung des Computers nichts aufregend Neues. Schon zu Beginn des 18. Jahrhunderts hatte Jean Baptiste Falcon einen Webstuhl entworfen, der von Holzbrettchen mit eingebohrten Lochmustern gesteuert wurde. Jacques Vaucanson und Joseph Marie Jacquard knüpften daran an und verwendeten statt Holzbrettchen Karten aus Karton. Auch der erste Telegraf Alexander Bains machte nichts anderes, als ein Bild in ein binäres Muster von Loch oder kein Loch zu zerlegen, um es in dieser Form zu übertragen und ein Ausgabegerät direkt anzusteuern.

Der Einsatz eines Computers als Satzrechner entkoppelte durch einen dazwischengeschalteten speicherprogrammierbaren Ferritkernspeicher technikgeschichtlich nun erstmalig die Texterfassung von der Textverarbeitung. Nun ging es bei der Eingabe des Binärcodes in den Computer um eine klare Unterscheidung zwischen den codierten Textdaten einerseits und dem Programmcode für den Algorithmus eines Computerprogramms andererseits. Die Abbildung unten macht den Arbeitsablauf eines Siemens-Hell-Satzrechners für den Zeitungsbetrieb deutlich.

 

Die dazu erforderliche Arbeitsweise bei sogenanntem Ein-Lochstreifenverfahren wurde wie folgt beschrieben:

„a) Eingabe der zu setzenden Texte mit eingestreuten Satzanweisungen mittels 6-Spur-Lochstreifen in den Satzrechner. b) Aufbau der Zeilen gemäß gewünschter Schriftart und Zeilenbreite, falls notwendig mit Silbentrennung, und Durchführung der im Eingabe-Lochstreifen eingestreuten Satzanweisungen. c) Ausgabe eines setzreifen 6-Spur Steuerlochstreifens für Bleisetzmaschinen über den Lochstreifenstanzer.“

Die Endlostexterfassung bezeichnete die Texteingabe über Tastatur ohne Berücksichtigung der Zeilenlänge. Dieser Lochstreifen wurde über einen Lochstreifenleser in die Siemens 3003 DV-Anlage, das Nachfolgemodell der Siemens 2002, schrittweise eingelesen und dort bearbeitet. Das Ausgabeprodukt war komplett ausgeschlossener Text auf Lochstreifen zur Steuerung einer Blei- oder Fotosetzmaschine.

Was hatte sich technikgeschichtlich durch den Einsatz von Satzrechnern nun verändert? Um eine digitale Fonttechnologie handelte es sich trotz Einsatzes eines Computers noch nicht. Weil das Endprodukt des Satzrechners ein Lochband mit fertig ausgeschlossenem Satz gewesen ist, ging es auch beim Einsatz eines Satzrechners lediglich – wie in der Telegrafie und im Teletype-Setting – um die Adressierbarkeit von Ausgabegeräten, sei es der Drucktelegraf, die TTS-Bleisetzmaschine, der Monotype-Gießapparat oder die Fotosetzmaschine. Das heißt konkret, es ging um die Aktivierung der materiell vorhandenen Schriftbilder der angesteuerten Glyphen. Mehr machte ein mittels Satzrechner komplett ausgeschlossener Lochstreifen nicht, weder mit dem Einloch-Streifen- noch mit dem Zweiloch-Streifen-Verfahren.

Das aufwendigere Zweiloch-Streifenverfahren erlaubte mit Hilfe eines Satzrechners die rationellere Durchführung mehrerer Korrekturdurchläufe zu realisieren. Dieses Verfahren machte vor allem dann Sinn, wenn über eine angeschlossene Digiset-Lichtsetzanlage schnell eine Korrekturfahne ausbelichtet werden konnte. Der auf dem Urtext-Lochstreifen korrigierte Text blieb im Arbeitsspeicher des Computers abrufbar, auf dem Korrekturlochstreifen brauchten deshalb nur die typografischen Korrekturbefehle stehen. Urtext und Korrekturanweisungen wurden zusammengeführt und durch das Korrekturprogramm vom Computer sukzessive abgearbeitet.

 

Der Urtext-Lochstreifen wurde seinerseits an einem zeilenzählenden Perforator wie dem PERFOSET gelocht. Die Klarschrift des zeilenzählenden Perforators wurde dabei gleichzeitig ausgedruckt und auf dem Ausdruck der Zweitkorrektur unterzogen. Die Klarschriftausdrucke der Perforatoren waren die ‚Datensichtgeräte‘ der 1960er Jahre, denn Bildschirme zur Textanzeige gab es noch nicht. Auf dem Korrekturlochstreifen wurden durch die Zeilennummerierungen der Klarschrift und die gezählten Buchstaben/Dickten der Zeile addressierbar und konnten durch entsprechende Lösch- oder Austauschbefehle in den Korrekturlochstreifen gelocht werden. Am Hellcom-Satzrechner, der z.B. aus einer Siemens 3003-DV-Anlage bestand, konnten im nächsten Schritt über zwei Lochstreifenleser der Urtext-Lochstreifen und der Korrektur-Lochstreifen mit den Korrekturbefehlen vereint werden. Das zeigt die Abbildung oben.

Aus einem Satzrechner wurde in den 1960er Jahren noch kein Lichtsatz mit digitaler Fonttechnologie. Wodurch erklärte sich nun der Quantensprung in den Lichtsatz und damit in die digitale Fonttechnologie?

Vom elektrischen Licht zum Kathodenstrahl des Lichtsatzes

Zu einer Lichtsatzanlage mit digitaler Fonttechnologie wurde eine Siemens-3003- oder Siemens-3004-DV-Anlage erst durch ihre zusätzlich mit der online oder offline über Lochstreifen verbundene Digiset für die Ausgabe des gesetzten Textes. In der Technik des Lichtsatzes übernahm die DV-Anlage zusätzlich zu ihrer Funktion als Satzrechner die Speicherung der in binärem Code auf Lochstreifen oder Magnetband befindlichen Glyphen (Abbildung unten).

 

Der technikhistorisch entscheidende Unterschied zum Fotosatz bestand in der zusätzlichen Funktion des Ferritkernspeichers als „elektronische Matrize“ aus dem die Zeichen während des Setzens in Sekundenbruchteilen aufrufbar sein mussten, um die im Digiset befindliche Kathodenstrahlröhre steuern zu können. Das zeigt die Abbildung oben. Der Digiset-Schriftkernspeicher diente als ‘elektronischer Setzkasten’ der weltweit ersten digitalen Fonttechnologie in den 1960er Jahren. Die kleinsten speicherbaren Einheiten waren darin die Magnetkern-Ringe, die von Hand gefädelte elektrische Schreib- und Leseleitungen durchzogen (siehe Abbildung oben). Der elektrische Strom dieser Leitungen konnte jeden einzelnen Ferritkern magnetisieren und entmagnetisieren. Weil deren Hauptaufgaben in den ersten Großrechenanlagen darin bestand, Berechnungen auf der Basis von Dualzahlen durchzuführen, wurde ein einzelner Kern dieses Speichers mit dem Kunstwort Bit bezeichnet, was sich aus Binary Digit (Binärzahl) ableitet. Ein Bit kann eine duale 0 oder 1 repräsentieren, während die dezimale 2 dual bereits mit zwei Stellen als 10 und die 3 mit 11 dual repräsentiert wäre.

Kernspeicher waren in der Computertechnik seit 1957 zudem die ersten Arbeitsspeicher eines Computers mit einem wahlfreien Zugriff (RAM Random Access Memory), die ihren Speicherinhalt auch dauerhaft speichern konnten. Der Arbeitsspeicher, auch Hauptspeicher genannt, ist das Kurzzeitgedächtnis eines Computers, in dem alle gerade zur Abarbeitung eines Programms benötigten Kommandos und zusätzlichen Informationen kurz gespeichert sein mussten.

Ferritkernspeicher kamen bereits im Hellschreiber ab 1960 zum praktischen Einsatz. Diese elektromagnetische Speichertechnik ermöglichte in den als xy-Matrix angeordneten Magnetkernen beliebige binäre Muster einzuschreiben und wieder auszulesen. Wie bereits dargestellt, ermöglichten sie auch den Inhalt von Lochstreifen oder Lochkarten zu speichern, die keine Zahlen, sondern Buchstaben, Interpunktionszeichen o.ä. repräsentierten.

Zum Kernstück des Digiset gehörte die Kathodenstrahlröhre zur analogen Ausgabe der digitalisierten Fontdaten. Das Prinzip der Kathodenstrahlröhre wurde 1897 erfunden und war durch die elektronische Fernsehbildübertragung seit der Funkausstellung von 1931 lange bekannt. Datensichtgeräte für DV-Anlagen gab es in den 1960er Jahren trotzdem noch nicht. Für die Großrechenanlagen der 1950iger bis 1970er Jahre war der Fernschreiber oder der Perforator mit leuchtenden kleinen Matrix-Displays die einzige Möglichkeit zur Visualisierung der Dateneingabe. Mehr nicht. Ein Dialog mit einer DV-Anlage fand wie weiter oben erwähnt nur über Klarschriftausdrucke statt.

Der Einsatz der Siemens-3003-DV-Anlage erfüllte in der ersten Lichtsatzanlage mit digitaler Fonttechnologie zwei Aufgaben: Einmal als Satzrechner oder vielleicht besser als in Algorithmen programmierter „Schriftsetzer“ und zum anderen als Prozessrechner zur Ansteuerung einer analogen Kathodenstrahlröhre mit digitalen Font-Daten für die Digiset als Ausgabeeinheit.

Bereits 1924 arbeitete Rudolf Hell als Assistent bei Dr. Max Dieckmann, der zu dieser Zeit an Versuchen zum drahtlosen mechanischem Fernsehen mit der Nipkow-Scheibe und der Kathodenstrahlröhre arbeitete. 1925 wurden Dr. Max Dieckmann und Rudolf Hell aus dieser gemeinsamen Arbeit das Patent für eine „Lichtelektrische Bildzerlegerröhre für Fernseher“ zuerkannt. So ist in Rudolf Hells Erfindergeist ein roter Faden zwischen dem Hellschreiber und seiner Zusammenarbeit mit Max Dieckmann im Bereich Telegrafie und Fernsehtechnik erkennbar, der ihn zur Erfindung der digitalen Fonttechnologie geführt haben könnte.^[37]

Rudolf Hell nannte seine Erfindung Lichtsatz, um damit den nicht materiellen Schriftbildträger der neuen Fonttechnologie des Digiset von der Materialität des Fotosatzes abzugrenzen. So heißt es in einem Text von Martin Wetzels, damaliger Mitarbeiter bei Hell, über den Lichtsatz aus den 1960iger Jahren:

„Das Aufzeichnungsgerät, der Digiset, besteht aus zwei Einheiten: aus dem Digitalteil mit Kernspeicher zur Schriftenspeicherung und aus dem sogenannten Analogteil zur Schriftwiedergabe.^[38]

Und in dem von Dr. Ing. Rudolf Hell gehaltenen Vortrag zur Vorstellung einer „Hochleistungs-Lichtsetzmaschine als Ausgabe einer Datenverarbeitungsanlage“ heißt es:

„Dieses Setzgerät verwendet keine Spezialröhre und auch keine mechanischen Matrizen. Die Schriftzeichen werden hier auf rein elektronischem Wege durch Entnahme der einzelnen Schriftzeichenimpulse aus dem Speicher erzeugt und mit einer Kathodenstrahlröhre handelsüblicher Art auf einen kontinuierlich laufenden oder auch schrittweise bewegten Film aufgezeichnet.“ ^[39]

Der von Dr. Hell eingeführte Begriff Lichtsatz hat in der Druckgeschichte häufig zu Verwirrungen geführt, weil der Fotosatz schließlich ebenfalls mit Licht die Buchstaben auf den Film belichtet hat. So kam es zu einer bis heute andauernden fälschlichen synonymen Verwendung der Begriffe Fotosatz und Lichtsatz. Ein weiterer Blick in Dr. Hells Vortrag auf der TPG 1965 macht den Unterschied zwischen Fotosatz und Lichtsatz klar:

„Das Gerät enthält Schriftzeichenmagazine zur Aufnahme nicht materieller, sondern rein elektronischer Matrizen. Diese Magazine werden durch einen elektronischen Speicher dargestellt, der die Impulsfolge für jedes einzelne Zeichen speichert.“^[40]

Zur Zeit der Vorstellung der Digiset im Jahre 1965 waren die Arbeitsweise elektronischer Rechenanlagen, die Ferritkern-Speichertechnik und auf Lochstreifen codierte Buchstaben nichts Neues. Auch das Herzstück des Ausgabegerätes, die Kathodenstrahlröhre, die sich in der Digiset befand, war nichts Neues. Deren Erfindung ging, wie bereits erwähnt wurde, sogar auf das Jahr 1897 zurück und wurde mit der Vorstellung des ersten elektronischen Fernsehens durch ihren Erfinder Manfred von Ardenne auf der IFRA am 22. August 1931 zu einer „Kathodenstrahlröhre handelsüblicher Art.“ In der Hardware des Digiset, der ersten Lichtsatz-Anlage der Welt, befand sich bei ihrer Vorstellung 1965 auf der TPG in Paris also tatsächlich keine wirklich neue Technik. Neu und innovativ wurde die Hardware der Lichtsatz-Ausgabe allein durch die Kombination zweier elektronischer Technologien und ihr verbindendes Glied: die Software. Bei der Ausgabe des gesetzten Textes auf der Digiset ging es nicht mehr um typografische Textverarbeitung oder Textkorrektur; das hatte vorher der Satzrechner, also faktisch dieselbe Siemens 3003-DV-Anlage, bereits erledigt. Zum Kern der Software des Digiset gehörte, wie die in elektrischen Impulsen gespeicherten Glyphen einer Schrift in den Computer hinein und dann auch wieder schnell genug heraus zu bringen waren. Dazu mussten zuerst ‚elektronische Matrizen‘, das waren die digitalisierten Schriftbildzeichen in den Kernspeicher, geladen werden. Zur Software gehörte außerdem ein ganz schneller Algorithmus, um die für den zu setzenden Text benötigten Buchstaben schnellstmöglich auch wieder aus dem elektronischen Setzkasten herauszuholen und mit diesen Informationen die Kathodenstrahlröhre zu steuern. Klingt nicht einfach und war es auch nicht. Das Ganze sollte in der Digiset nicht nur mit elektrischen Impulsen, sondern auch mit Licht erfolgen, weswegen es sich ja um Lichtsatz handelte.

Tatsächlich handelte es sich bei dem, was Rudolf Hell als Licht bezeichnete, um Kathodenstrahlen. Auch wenn Kathodenstrahlen kein sichtbares Licht sind, so ließ sich ihre Entdeckung tatsächlich auf die Erfindung des elektrischen Lichtes und der Glühlampe zurückführen.

Kathodenstrahlen können ebenso wie Röntgenstahlen einen fotografischen Film schwärzen (Röntgen-Bild) oder wie bei einem Röhren-Monitor andere Substanzen (z.B. Phosphore) zum Leuchten bringen und über diesen Umweg sichtbar werden. Die Entdeckung der Elektronenstrahlen begründete Ende des 19. Jahrhunderts das Forschungsgebiet der Elektronik als Teilbereich der Elektrotechnik. Alles begann mit der Erfindung des elektrischen Lichts und dessen Erforschung. Wenn man das Patent für die Erfindung der Glühbirne als den frühesten Beginn der elektrischen Beleuchtung unserer Städte ansetzt, dann begann diese etwa um 1880 herum. Die Erfindung der Telegrafie lag zu diesem Zeitpunkt schon rund 50 Jahre zurück. In den Telegrafenämtern schickten also die Telegrafisten schon mehrere Jahrzehnte lang elektrische Nachrichten über weite Entfernungen, während ihr Arbeitsweg zum Telegrafenamt noch mit Gaslaternen beleuchtet wurde.

Thomas Alwa Edison galt lange Zeit als der Erfinder der Glühlampe und damit des elektrischen Lichtes, was sich aber bald als nicht haltbar herausgestellte. Tatsächlich wurde die Glühlampe von dem Briten Joseph Swan zwei Jahre vor Edison erfunden. So kam es zu einem Patentstreit, bei dem sich die beiden jedoch gütlich einigten und gemeinsam die Firma Ediswan gründeten. Den Bekanntheitsgrad als Erfinder erlangte jedoch der sehr viel geschäftstüchtigere Thomas Alwa Edison.

Die technikgeschichtliche Genese der Kathodenstrahlröhre begann also bei der von Joseph Swan erfundenen Glühlampe oder genauer, bei der Entdeckung des darin auftretenden glühelektrischen Effekts. Wie kam es zu dieser Entdeckung?

 

Die ersten Glühbirnen brachten einen Kohlefaden in einem evakuierten Glaskolben zum Glühen. Dies hatte zur Folge, dass sich Ruß auf dem Glaskolben absetzte und dadurch die Lichtausbeute stark beeinträchtigte. Die Suche nach den Ursachen der Verrußung war Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Untersuchungen und Experimente. Schon zuvor, im Jahre 1873, wurde von Frederick Guthrie der glühelektrische Effekt erstmals entdeckt und beschrieben. Er konnte mit Hilfe eines Messgerätes zum Messen elektrischer Ladung und Spannung nachweisen, das glühendes Metall neben dem sichtbaren Licht offensichtlich zusätzlich unsichtbare negative Ladungen abgab, die, wie wir heute wissen, die Ursache für die Rußablagerungen in den Kohlefadenlampen gewesen sind. Diese unsichtbaren negativen Ladungsemissionen wurden nachweisbar, wenn zwischen der beheizbaren Kathode des Glühfadens und dem oberen Ende der Glühlampe eine Anode angebracht wurde. Legte man an die Anode den negativen Pol einer Spannungsquelle und an die Kathode den positiven Pol derselben Spannungsquelle, so wurden die von der Kathode ausgehenden Elektronen von der Anode angezogen, was am Messgerät durch einen fließenden Anodenstrom nachweisbar gemacht werden konnte. Wechselte man hingegen die Polung derart, dass die Kathode am positiven Pol und die Anode am negativen angeschlossen war, so wurden die von der Kathode emittierten negativ geladenen Elektronen von der Anode abgestoßen. Es floss nun kein Strom mehr (Abbildung oben).

Thomas Edison hat diese Erscheinung im Jahr 1880 bei seinen eigenen Experimenten mit Glühlampen eigentlich nur wiederentdeckt und meldete trotzdem 1883 eine darauf beruhende Anwendung zum Patent an. Abermals erwies er sich als geschäftstüchtiger als sein eigentlicher Entdecker.

Die Erzeugung von Kathodenstrahlen war die Grundlage für die Erfindung der Kathodenstrahlröhre durch Ferdinand Braun (siehe Abbildung unten). In ihrer Weiterentwicklung zur Fernsehbildröhre begründete sie die Hardware für die erste digitale Fonttechnologie. Statt „Lichtsatz“ wie sie ihr Erfinder Rudolf Hell selbst nannte, wäre die Bezeichnung Kathodenstrahl-Satz oder CRT-Satz wahrscheinlich zutreffender und weniger missverständlich gewesen. Wie funktionierte CRT-Satz mit dem Digiset nun?

 

Eine beheizbare Kathode sorgte auch hier wie in einer Glühbirne mit zusätzlich angeschlossener Anode zur Erzeugung eines Elektronenstrahls. Zusätzlich sorgten Bündelungsspulen für die Fokussierung des Strahls. Die Stärke des Elektronenstroms konnte über ein an Strom angeschlossenes Steuergitter, das über der Kathode angebracht war, kontinuierlich reguliert werden. Magnetische oder elektromagnetische Ablenkspulen sorgten für eine waagerechte und senkrechte Ablenkung des Elektronenstrahls, der dadurch eine zeilenweise Bewegung ermöglichte, die mit sehr hoher Geschwindigkeit alle Zeilen 50 mal pro Sekunde erneut aufbaute. Die Innenseite der evakuierten Röhre war mit Phosphor beschichtet, der bei jedem Auftreffen des Elektronenstrahls zum Leuchten gebracht wurde. Erst durch diesen Phosphor wurden die Elektronenstrahlen sichtbar. Durch die hohe Aufbaugeschwindigkeit und durch das Nachleuchten des Phosphors war das Auge kaum dazu in der Lage, die schnelle Bewegung des Zeilenaufbaus wahrzunehmen. Mit diesem Prinzip der Bildzerlegung war die elektronische Fernsehtechnik mit der Digiset absolut vergleichbar. Im Unterschied zur Fernsehtechnik erfolgte im Lichtsatz die Wiedergabe unbewegter Buchstaben. Deren zeilen- und punktweiser Aufbau wurde durch die hohe Geschwindigkeit des Kathodenstrahls visuell nicht wahrgenommen.

Der Algorithmus zur Ausgabe der Buchstaben über eine Kathodenstrahlröhre folgte im Lichtsatz einerseits dem analogen elektronischen Aufzeichnungsprinzip der CRT, andererseits aber auch der digitalen Ansteuerung. Digital wurde die Fonttechnologie des Lichtsatzes durch die binäre elektronische Speicherung des Schriftbildes im Ferritkernspeicher der Digiset. Von digitalen Signalen spricht man, wenn eine analoge Bild- bzw. Schriftbildvorlage aus diskreten, d.h. theoretisch abzählbaren Bildpunkten, mit ebenso diskreten abzählbaren Tonwerten pro Bildpunkt zerlegt und elektronisch gespeichert werden kann. Und genau dies traf auf die in elektrische Impulse zerlegten Schriftzeichen im Ferritkernspeicher der Digiset zu. Die Tonwerte waren abzählbar, weil die Schriftzeichen nur aus zwei Tonwerten bestanden, schwarz oder weiß.

Aus dem Original-Dokument zum „Zeitablauf der Digisetentwicklung“ ^[41] , das auf der Internetseite des Hell Vereins zur Verfügung steht, ist ersichtlich, dass in der Entstehungsgeschichte der Digiset auch die Abzählbarkeit der Bildpunkte wörtlich genommen werden konnte. ^[42] Im Februar 1964 erteilte Dr. Hell „dem Labor mündlich den Auftrag, ein Lichtsetzgerät zu entwickeln. Erste Versuche wurden mit einem Fernsehprojektor von Phillips VE 2600 gemacht.“ Für die darin befindliche Bildröhre wurden ein Monat später die dafür „angepasste Ablenkaggregate“ und eine „Kontaktmatrix für 30 x 30 Bildpunkte“ gebaut. „Als Schriftzeichenvorlagen dien[t]en Papiermasken“. Für die Kontaktmatrix wurde ein „elektronisches Abfragegerät“ für den Speicher noch im April 1964 gebaut.

„Die ersten elektronisch erzeugten Schriftzeichen wurden vom Bildschirm der Projektorröhre (7 cm Durchmesser) photographiert.“

Eine im Hell-Dokument beigefügte Skizze veranschaulicht das abzählbare Prinzip zur Erzeugung der elektronischen Schriftbildzerlegung in eine 30 x 30 Matrix am Beispiel des Buchstaben „A“ (siehe Abbildung unten).

 

Im Mai 1964 erfolgte ein neuer Versuchsaufbau mit einer Projektorröhre von nun 19 cm Durchmesser. Der Bau der erforderlichen elektronischen Steueraggregate, eine Alphabet-Eingabe, Speicherausgabe, Rohransteuerung und das Schriftzeichenbreitenregister erfolgte im Juni des gleichen Jahres. Im Juli folgte das Filmtransportaggregat für 35 mm Film mit kontinuierlichem Vorschub. Im August wurde die Kontaktmatrix auf 30 x 48 Bildpunkte erweitert und am 23. April 1965 wurde der erste Text von einem 5er-Spur-Lochstreifen auf 35 mm Film mit den Worten „Frohe Ostern“ gesetzt.

Nun stellt sich die Frage, wie kamen die Schriftbilder in den Ferritkernspeicher hinein? Eine schnelle Antwort darauf verfasste Dr. Roland Fuchs 1970 in der Hell-Broschüre Klischograph mit dem bezeichnenden Titel „Do it yourself. Die Herstellung von Schriftzeichen für den Digiset.“ Hier betonte der Autor, dass die „Stärke des Digiset“ darin bestünde, dass „sich dessen Benutzer Schriftzeichen, insbesondere unvorhergesehene Sonderzeichen, in beliebiger Gestalt und in unbegrenzter Zahl selbst anfertigen können.“ Schriftgestalter ade? Jetzt kommen die Nerds?

„Die Programmierung eines Zeichens dauert etwa zwei Stunden und kann vom Bedienerpersonal der Digiset ausgeführt werden. Die notwendigen Hilfsmittel sind denkbar einfach, sie kosten nur wenige hundert Mark […]“^[43]

Hieraus wird klar: Um die Erfindung eines neuen digitalen Werkzeugs zur Gestaltung von Schrift ging es Dr. Hell nicht.

Die Firma Hell bot für die manuelle Digitalisierung vorhandener Schriftzeichen oder Signets Rasterkarten mit einer festen Höhe von 180 mm für die Schriftdigitalisierung von Hand an, um mit eigenen Sonderzeichen den Zeichenvorrat eines Fonts erweitern zu können. Dazu musste der Anwender über die Rasterkarte, die wie ein Millimeterpapier aussah, ein transparentes Papier legen, worauf ein einzelnes Glyph einer Schrift sauber gezeichnet werden sollte. Gemäß des von links unten nach oben laufenden Elektronenstrahls des Digiset wurden nach dem gezeichneten Glyph die darunter sichtbaren Rasterfelder nacheinander in der Anzahl weißer und schwarzer Felder ausgezählt. Zum Auszählen der Felder diente ein Lineal, das von Hell mitgeliefert wurde. Für jede senkrechte Abtastlinie wurden die ermittelten Zahlen in ein Formular eingetragen und in einen 8-stelligen Dualzahlcode umgerechnet. ^[44] Diese Binärcodierung der Bildlinien mussten anschließend am Perforator in einen Lochstreifen gelocht und mittels Lochstreifenleser in den Ferritkern-Speicher des Digiset eingelesen werden. Für einen Buchstaben wurden etwa 20 cm eines Lochstreifens benötigt. Die Speicherung aller Schriftzeichen einer Schriftart konnte deshalb durchaus 20 m lang werden. In der Mitte der 1970er Jahre konnte mit dem Digigraph 40 A 20 durch elektronische Linienabtastung eines Signets oder Zeichens die Digitalisierung der Zeichen für die Lichtsatzanlage automatisiert werden.

Beim Einlesen über einen Lochstreifen-Leser in den Kernspeicher des Digiset wurden für jeden 8er-Code acht Ringkerne des Kernspeichers in einen bestimmten Magnetisierungszustand gebracht. Auf diese Weise wurde jede Buchstabenform in eine Impulsfolge von magnetisierten und nicht magnetisierten Werten gewandelt (digitalisiert). Beim Lesen des Magnetkernspeichers repräsentierten die Ringkerne die elektrischen Impulse und konnten auf diese Weise das ursprüngliche Schriftbild durch binäre Ansteuerung der Kathodenstrahlröhre wiederherstellen und linienweise auf fotografisches Material projizieren. ^[45] Mit dieser Aufzeichnungstechnik durch die CRT wurde für die unvermeidlichen optischen Streuungen der materiellen Fotosatztechnik eine Lösung geboten.

Weil die Kathodenstrahlröhre seit 1931 wesentlicher Bestandteil des Mediums Fernsehen wurde, ist es hilfreich, noch einmal den Unterschied zwischen der Fernsehsehtechnik der 1960iger Jahre und der digitalen Fonttechnologie des Lichtsatzes zu erwähnen. Anlass zur Nutzung der Kathodenstrahlröhre mehr als 30 Jahre nach ihrer praktischen Anwendung in der Fernsehtechnik war die Ausbreitung des Fernsehens in Deutschland und die damit gesunkenen Produktionskosten für Kathodenstrahlröhren. Zwischen 1952 und 1958 stieg die Anzahl der Fernsehnutzer von weniger als 1000 auf 1.000.000 und 1968 waren es bereits 14 Mill. Das führte zu fallenden Preisen in der Produktion von Kathodenstrahlröhren. ^[46]

 

Das elektronische Fernsehen arbeitete bis zu seiner endgültigen Abschaltung im Jahre 2019 in Deutschland rein analog. Das heißt, zu dieser Zeit wurde das optische Bildsignal in der Fernsehkamera zeilen- und punktweise abgetastet und in analoge elektrische Signale zerlegt. Diese analogen elektrischen Signale wurden analog und synchron zwischen Sender und Empfänger übertragen und steuerten den Kathodenstrahl des Fernsehempfängers (siehe Abbildung oben). Den ursprünglichen Helligkeitswerten während der Abtastung durch die Fernsehkamera entsprachen beim Empfänger die kontinuierlich wechselnden Intensitäten des Kathodenstrahls bei der Ausgabe des Signals am Fernsehbildschirm. Für den Zeilenwechsel wurde der Kathodenenstrahl sowohl bei der Abtastung in der Fernsehkamera, als auch zur Aufzeichnung beim Empfänger synchron dunkel geschaltet, d.h. es wurde in dieser Zeit nichts abgetastet und auch nichts aufgezeichnet. In der obigen Abbildung ist die Dunkelschaltung gestrichelt gezeichnet. Eine Speicherung der Fernsehsignale war für die Aussendung der Signale in den 1960er nicht erforderlich.

Anders war dies im Lichtsatz. Als Ersatz für einen materiellen Speicher – sei er aus Blei oder einem fotografischen Schriftbildträger – trat hier, wie bereits erwähnt, der Kernspeicher. Um die technisch notwendige Zerlegung der Schriftbilder in einzelne Zeichenelemente an Rundungen und schrägen Konturen der Buchstaben nicht sichtbar werden zu lassen, musste die Auflösung in Zeichenelemente (Punkte pro Geviert) für die digitalisierte Speicherung der Fontdaten wesentlich höher erfolgen als bei ihrer Ausgabe. Im Vergleich zur damaligen Fernsehtechnik waren die Zeilenauflösungen im Lichtsatz sowohl für die digitale Speicherung der Fontdaten als auch bei ihrer Ausgabe um ein Vielfaches höher.

Um außerdem dem Hochformat der Buchstabenkegel besser gerecht zu werden, wurde für den Lichtsatz die Kathodenstrahlröhre um 90 Grad gedreht in die Digiset eingebaut. Die Aufzeichnung eines Buchstabens erfolgte deshalb immer von links unten nach rechts oben und nicht wie bei einem Fernsehgerät von links oben nach rechts unten.

 

Die bei Dr. Hell durchgeführten Versuche während der Entwicklungsphase der Digiset hatten zu dem Ergebnis geführt, dass die erste Digiset bei einer Schriftgröße zwischen 4 Punkt bis 12 Punkt das Geviert in 6000 Bildelemente und bei einer Schriftgröße von 8 Punkt bis 24 Punkt in 12000 Bildelemente digital auflösen musste.^[47] Die unterschiedlichen Schriftgrößen wurden durch ein Objektiv optisch skaliert. Die Ausgabe auf dem Film erfolgte vertikal mit 120 Einheiten pro Bildlinie für alle Schriftgrößen. Horizontal wurde das Geviert bei einer Schriftgröße von 4 Punkt bis 12 Punkt in 50 Bildlinien und bei einer Schriftgröße von 8 Punkt bis 24 Punkt von 100 Linien pro Geviert aufgelöst.

Für diese im Ferritkernspeicher abgelegten digitalen Fontdaten musste nun eine Möglichkeit zum blitzschnellen Auslesen der binären Schriftbildmatrix technisch realisiert werden, um damit die Kathodenstrahlröhre schnell genug versorgen zu können. Diese Möglichkeit boten in den 1960iger Jahren nur die großen Datenverarbeitungsanlagen. Durch die seit 1929 mit der Lizenzvergabe der Hellschreiber entstandene enge Verbindung zwischen Dr. Hell und der Siemens AG lag es nahe, für den ersten Satzrechner als auch die erste digitale Fonttechnologie die Siemens 3003 DV-Großrechenanlage zu verwenden.

In den 1960er Jahren war die Digiset zusammen mit der Siemens 3003-DV-Anlage mit ihrer Setzgeschwindigkeit von 600 Zeichen/ sec allen anderen Fonttechnologien klar überlegen. Das hatte jedoch auch seinen Preis. Nur mit der Siemens 3003-Datenverarbeitungsanlge war es damals möglich, eine Seite DIN A 4 in 30 Sekunden, 1 Zeitungsseite in 2 Minuten und 1,5 Millionen Schriftzeichen in 1 Stunde zu setzen. Diese Setzgeschwindigkeit war weniger eine Reaktion auf eine bestehende Nachfrage ihrer Anwender, als vielmehr eine Folge der neuartigen Fonttechnologie. In den 1960er Jahren war der Bedarf für diese neue Technik wegen ihres hohen Preises auf eine überschaubare Anzahl begrenzt.

 

Die in der Abbildung ersichtliche Zentralsteuerung der Digiset musste alle erhaltenen Kommandos blitzschnell interpretieren sowie die für die Ausführung erforderlichen Zusatzinformationen aus dem Kernspeicher abrufen und an die Kathodenstrahlröhre weiterleiten. In einer Beschreibung der Funktionsweise der ersten Digiset aus dem Jahre 1966 heißt es:

„Durch die vorher erfolgte Programmierung sind im Kernspeicher des Digiset sämtliche Schriftzeichen enthalten und können jederzeit und beliebig oft abgerufen werden. Jede Speicherzelle gibt auf Abfrage die ihrer Speicherung entsprechende Information weiter. Entsprechend den Aussagen der blitzschnell nacheinander abgefragten Speicherzellen wird der Kathodenstrahl des Aufzeichnungsrohres abgelenkt bzw. gesteuert.“ ^[48]

Statt in den Matrizen für Schriftguss oder den Negativen der Fotosetzanlagen bestand der Schriftbildspeicher für den Lichtsatz der 1960iger Jahre aus einem Lochband mit 6 oder 8 Kanälen oder befand sich auf Magnetbändern mit 7 oder 9 Spuren gespeichert. Die Eingabe der zur „Software“ mutierten Schrift in die DV-Anlage erfolgte innerhalb weniger Minuten mit 1000 Zeichen/sek bei Lochband-Eingabe bzw. 28.000 Zeichen/sec bei Magnetband-Eingabe. Einmal eingelesen existierte das „Fontformat“ nur intern und war vom Ferritkern-Speicher der Siemens 3003-DV-Anlage nicht loslösbar. Dieser Speicher umfasste eine Kapazität, je nach Ausbaustufe, von 32.768 Bytes oder 65.536 Bytes. Der Kernspeicher der DV-Anlage hatte neben der Speicherung des Fonts die Aufgabe der gesamten Steuerung des Digiset. Aus diesem Grunde erfolgte eine Aufteilung in unterschiedliche Speicherbereiche. Für das „Fontformat“ wurde der Kernspeicher aufgeteilt in einen Adressspeicher für die etwa 90 Zeichen umfassenden Primäradressen dieser Zeichen und einen Speicherbereich für die Dickten dieser Zeichen.

Der Adressspeicher bestand innerhalb des Kernspeichers aus 6 oder 8 festgelegten Speicherzellen, in denen es möglich war, mit 2⁶ (128) Kombinationen von Nullen und Einsen 128 Schriftzeichen zu codieren, wie das mit den sechs Einheiten (Loch oder kein Loch) eines 6-Kanal-Lochbandes auch möglich war. Diese Codierung entsprach den Codierungsmöglichkeiten der TTS-Bleisetzmaschinen. Damit der Kernspeicher auch für die 8-Kanal-Lochstreifen aufnahmefähig war, bestand der Adressspeicher aus 8 Bit für die Codierung von 2⁸ (256) Zeichen. In diesem Falle entsprach das den 256 Dualzahlen einer achtstelligen Dualzahl.

Bits repräsentierten im Lichtsatz, wie bereits erwähnt, sogenannte Binary Digits, das sind Dualzahlen, die im Unterschied zu Dezimalzahlen aus nur 2 statt 10 Ziffern bestehen, ansonsten aber gleich aufgebaut sind. Für die Adresscodierung wurde damit jedoch nicht gerechnet, sondern die Bits dienten im internen Fontformat des Lichtsatzes lediglich zur digitalen Identifikation der Zeichen. So wie im Setzkasten des Bleisatzes jede Letter ihr eigenes Fach hatte oder in einer Linotype Zeilensatzmaschine jede Matrize ihre individuelle Zahnung für die Rückführung ins Magazin aufwies, so verwandelten sich diese Codierungen im Lichtsatz zu binär codierten Speicherstellen.

Kam über die Dateneingabe des Lochbandes ein Kommando zum Aufruf eines Zeichens, so sorgte der Dekoder in der Siemens 3003-DV-Anlage für die Interpretation des Kommandos, übergab es an die Zentralsteuerung, die ihrerseits die zu dem Kommando gehörende Speicheradresse mit der Primäradresse des Zeichens und der dazu gehörenden Dickte aktivierte. Die Zentralsteuerung sorgte in der Digiset dafür, die unter der Speicheradresse gespeicherten binären Informationen zum punkt- und zeilenweisen Aufbau des Zeichens zur Kathodenstrahlröhre zu transferieren. Die im Dicktenspeicher befindliche Dickte beendete den Aufzeichnungsvorgang des Schriftzeichens durch die Kathodenstrahlröhre. Der Aufruf des nächsten Zeichens konnte beginnen. Für diesen Ablauf musste ein entsprechend programmierter Algorithmus in der Siemens 3003-DV-Anlage sorgen.

Technikgeschichtlich ermöglicht wurde die Erfindung der Digitalisierung des Schriftbildes in der Digiset durch die Kombination aus Faksimile-Technik, zu deren Erfinder Frederik Collier Bakewell gehörte,^[49] und der Ferritkern-Speichertechnik. Statt, wie bei Bakewell, die elektrischen Impulse vom Sender punkt- und linienförmig direkt zum Empfänger zu übertragen, wurden sie in der Digiset, wie bereits dargestellt, über Lochband in den Ferrit-Kernspeicher eingelesen. Geräte für die Faksimile-Technologie mit der Bezeichnung Hellfax-Geräte dienten bereits seit 1963 zur Übertragung von gedruckten Zeitungsseiten mit Text und Bild für die Fernübertragung, um Zeitungen im Hoch- und Offsetdruck an mehreren Orten gleichzeitig drucken zu können.

Dr. Hell führte in seinem Vortrag zur Vorstellung des neuartigen Lichtsatzes deshalb auch die seit 1963 eingesetzte Faksimiletechnik der Hell-Pressfax-Geräte als Beispiel an.

„Um sie über die Arbeitsweise dieses neuen elektronischen Lichtsetzgerätes vertraut zu machen, berichte ich über ein Verfahren der Faksimiletechnik, mit dem der Schriftsatz einer ganzen Zeitungsseite einschließlich den gerasterten Bildern über Leitungs- oder Funkkanäle übertragen wird.“

Es ging ihm in diesem Beispiel darum zu erläutern, wie die Erhöhung der Linienauflösung bei der Abtastung der gedruckten Zeitungsseiten die Wiedergabequalität erhöhen konnte, wenn die Abtastrate angehoben wurde und die dadurch bedingte Verkleinerung der binären Abtastelemente dazu führte, schräge oder runde Konturen trotz ihres diskontinuierlichen Aufbaus aus einzelnen Elementen für das Auge nicht wahrnehmbar werden zu lassen.

Der Quantensprung vom Fotosatz zum Lichtsatz war 1965 ein Bruch mit jeder Form von materiellen Schriftbildträgern zugunsten der digitalen Ansteuerung einer analogen Kathodenstrahlröhre mittels Computer. Mit der Erfindung des Transistors, des Computers und des Lichtsatzes begann nach dem Zweiten Weltkrieg im Grafischen Gewerbe der Weg in die Digitalisierung. Schon 15 Jahre früher wurde mit dem Hell-Klischographen K 151 die analoge elektronische Bildreproduktion in der grafischen Produktion eingeführt. Der weiterhin sich fortentwickelnde Fotosatz konvergierte in den 1970er bis 1980er Jahren vor allem durch die Entwicklungen von Datensichtgeräten, Integrierten Schaltungen und der Mikroprozessortechnik immer mehr zum Lichtsatz. Die Entwicklung von Schriften erfolgte lange Zeit für den Fotosatz, denn digitale Werkzeuge für die Herstellung von Schriften, die fotografische Negative durch Vektor-Schriften ersetzt haben, gab es in den 1960er Jahren noch nicht. Peter Karow von URW bemerkte rückblickend auf die Technikgeschichte der Digiset:

„Mit der Erfindung des Digisets (Dr.-Ing. R. Hell hat 1965 diese CRT-Maschine in Kiel erfunden) sind zum ersten Mal Schriften in digitaler Form notwendig gewesen. Das waren noch keine digitalen Schriften; denn Dr. Hell wollte nur origi­nale Vorlagen von Schriften Zeichen für Zeichen scannen und sozusagen 1:1 speichern und ausbelichten. Man konnte sich damals nicht von den Vorlagen und ihrer originalgetreu­en Abbildung befreien. So wurden zunächst alle Abtastfehler oder sonstige Unzulänglichkeiten an den Rasterbildern sogar hingenommen, in jedem Fall die analoge Vorlage als Original angesehen.“ Quelle: Peter Karow: Schrifttechnologien. Methoden und Werkzeuge. Heidelberg 1992; S. 42

Das wird u. a. das Thema des 8. Teils dieses Blog-Beitrags sein.

1. Beinert https://www.typolexikon.de/fotosatz/ ↑
2. Christoph Reske: Die Ablösung des maschinellen Bleisatzes durch den Fotosatz. In: Der maschinelle Bleisatz.Aspekte zur Technik-, Wirtschafts- und Sozialgeschichte. Jahrestagung des Internationalen Arbeitskreises Druck- und Mediengeschichte in Leipzig. 2008; S. 66 IADM  ↑
3. Christoph Reske: Die Ablösung des maschinellen Bleisatzes durch den Fotosatz; S. 61 ↑
4. Siehe Teil 3 dieser Blog-Beiträge ↑
5. “Caractères Lumitype”. Adrian Frutiger – Schriften: Das Gesamtwerk, edited by Heidrun Osterer, Philipp Stamm and Schweizerische Stiftung Schrift und Typographie, Berlin, Boston: Birkhäuser, 2012, pp. 74-87. https://doi.org/10.1515/9783034609890.74 ↑
6. Film (engl.) zur Monophoto: https://www.typografie.info/3/typo-videos.htm/getting-to-know-monophoto-filmsetters-1963-r174/ ↑
7. Siehe Teil 3 dieses Blog-Artikels ↑
8. Blog-Beitrag auf https: druck-mediengeschichte.org.: Kirsten Solveig Schneider: Überzeugungsarbeit und Stehvermögen — Günter Gerhard Lange und der Fotosatz bei der H. Berthold AG
9. Siehe Blog-Beitrag von Kirsten Solveig Schneider. Amerk. 8 ↑
10. Vergleiche Blog-Beitrag Teil 2 ↑
11. https://en.wikipedia.org/wiki/Phototypesetting ↑
12. Kurzbeschreibung URW ist seit 1971 eine Unternehmensberatungsfirma zur Herstellung digitaler Schriften. Siehe Anmerk. 13 ↑
13. Karow Digitale Schriften S. 71 Die Firma URW wurde als Unternehmensberatung Rubow Weber GmbH 1971 von Gerhard Rubow und Jürgen Weber gegründet. Bald kam Peter Karow als dritter Partner hinzu, und später wurde die Firma umbenannt in URW Software & Type GmbH (kurz:URW). Ab 1975 engagierte sich unter maßgeblicher Leitung von Peter Karow das Unternehmen für die digitale Schriftenentwicklung mit dem Programm Ikarus ↑
14. Satztechnik Diatype. Instruktionen ; S. 4 ↑
15. Vergleiche Teil 3 dieses Blog-Artikels  ↑
16. Nähere Informationen dazu in Teil 3 dieses Blog-Artikels ↑
17. Rainer Erd/ Walther Müller-Jentsch:Ende der Arbeiteraristokratie? Technologische Veränderungen, Qualifikationsstruktur und Tarifbeziehungen in der Druckindustrie; S. 13 ↑
18. Boris Fuchs und Christian Onnasch: Dr.-Ing. Rudolf Hell. Der Jahrhundert Ingenieur im Spiegelbild des Zeitgeschehens. Sein beispielhaftes Wirken. Heidelberg 2005; S. 145 ↑
19. Broschüre Tastaturlocher PERFOSET für Druckereibetriebe; S. 4 Hellverein Kiel ↑
20. Tastatorlocher PERFOSET für Druckereibetriebe, S. 7 ↑
21. Sepp Dußler, Franz Kolling: Moderne Setzerei. Ein Handbuch für Setzer und Lehrlinge, ein Nachschlagewerk für den Hersteller, Studierende und Lehrende der Grafischen Industrie. München 1973; S. 113 f ↑
22. Beschreibung der Linasec in: Linotype Nachrichten Nr. 1/1963 (englische Ausgabe)  ↑
23. https://en.wikipedia.org/wiki/Phototypesetting ↑
24. Retrospektive Hell Verein Kiel „Die Entwicklung der satztechnischen Software in der Fa. Hell” ↑
25. Retrospektive, S. 3 ↑
26. Retrospektive, S. 4 ↑
27. Manfred Siemoneit: Fotosatz und Computertechnik. Eine verständliche Einführung in neue Satzverfahren. Elmshorn 1974; S. 23 ↑
28. Retroperspektive, S. 6 ↑
29. Zit nach F. Naumann:  Vom Abakus zum Internet. Die Geschichte der Informatik, Darmstadt 2001;    S. 139 ↑
30. Vom Abakus zum Internet, S. 137f ↑
31. Brockhaus Enzyklopädie Online, digital (Informatik). https://brockhaus.de/ecs/enzy/article/digital-informatik (aufgerufen am 2023-03-14), NE GmbH Brockhaus ↑
32. Zuse Rechengeräte hrsg. vom Zuse Ingenieur-Büro Hopfenau, 1947 Zit in: W. Beauclair: Rechnen mit Maschinen, S. 77 ↑
33. Paul E. Ceruzzi: Computer. Eine kurze Geschichte, Berlin 2014; S. 67 ↑
34. Ende der Arbeiteraristokratie? Technologische Veränderungen, Qualifikationsstruktur und Tarifbeziehungen in der Druckindustrie; S. 32f ↑
35. Siemens-Hell-Satzrechner im Zeitungsbetrieb; S. 3 Hellverein ↑
36. Siemens-Hell-Satzrechner; S. 4 ↑
37. Ausführlicher dazu Teil 4 dieses Blog-Beitrags ↑
38. HELL-Dokument. Arbeitsweise einer Digiset-Lichtsetzanlage.  ↑
39. Hochleistungs-Lichtsetzmaschine als Ausgabeelement einer Datenverarbeitungsanlage
    Vortrag von Herrn Dr.-lng. Rudolf Hell, gehalten auf dem
    Kongreß zur TPG in Paris am 23. Juli 1965 ↑
40. Hell auf der TPG 1965 ↑
41. Hell-Verein Kiel ↑
42. Nachzulesen auch bei Fuchs und Onnasch in Hell der Jahrhundert-Ingenieur. Siehe Anmerk. 18 ↑
43. Dr. Roland Fuchs: Do it yourself. Die Herstellung von Schriftzeichen für den Digiset. Klischograph 1970.  www.hell-kiel.de ↑
44. Dr. Roland Fuchs a.a.O ↑
45. Hell: Arbeitsweise einer Digiset Lichtsetzanlage ↑
46. https://www.ndr.de/geschichte/chronologie/Deutsches-Fernsehen-Als-sich-das-Fenster-zur-Welt-oeffnete,fernsehen256.html ↑
47. Digiset Broschüre von Hell. www.hell-kiel.de ↑
48. Hell Digiset Broschüre 1966, S. 10 ↑
49. Teil 4 des Blog-Beitrags ↑
50. Berhard Laufer: Vom Federkiel zum Satzcomputer. Die Geschichte der Textreproduktion, Manheim 1987; S. 63 ↑