Fotografie: High Dynamic Range & Tone-Mapping

[boris]

Vor ein paar Tagen entdeckt und jetzt mit Begeisterung ausprobiert - hat zwar schlußendlich mit Fotografie nicht mehr soviel zu tun, sondern eher mit digitaler Spielerei, aber die die Ergebnisse echt "lustig" aussehen, habe ich mich mal ein wenig informiert und damit experimentiert.


High Dynamic Range (HDR)

bezeichnet das Kontrastverhältnis in einem Bild. In einem normalen JPG liegt dieses Verhältnis bei ca. 250:1, bei einem HDR-Bild bei 60.000:1 !
Da normale Monitore aber nur 255 Helligkeitsstufen haben, braucht man für HDR-Bilder spezielle HDR-Monitore.
Ein aus normalen Bildern umgerechnetes HDR-Bild sieht auf einem Monitor aus, wie ein Bild mit zuviel Farbe, Helligkeit und Kontrast - ein HDR-Anzeigeprogramm macht die Kontraste "sichtbarer".

Mit dem Verfahren Tone-Mapping können die nicht-sichtbaren Kontrastbereiche wieder auf ein sichtbares Maß heruntergerechnet werden. Dabei können (je nach Absicht) Effekte auftreten, so daß man den Bildern nachher kaum noch ansehen kann, daß es sich mal um Fotos gehandelt hat. Die Mitglieder diverser Foto-Communities schreien schon auf und sprechen von einer "Unsitte, die um sich greift" - ich finde, die Bilder haben genaus ihre Berechtigung, wie alles anderen, nur daß es sich dabei nicht mehr um (reine) Fotografie handelt ... Beispiele folgen später.


High Dynamic Increase (HDI)

Da Digitalkameras im Vergleich zu analogen Kameras einen geringeren Spielraum im Kontrastbereich haben, wird das HDI-Verfahren angewendet, um einen höheren Kontrasbereich zu "simulieren".
Dazu werden verschiedene Aufnahmen des exakt selben Motivs gemacht. Ein Stativ ist hier Pflicht, bewegliche Szenen sind fast unmeisterbar. Die Aufnahmen entstehen mit unterschiedlichen Belichtungszeiten, d.h. es wird eine Serie produziert von "komplett überbelichtet" in mehreren Stufen zu "komplett unterbelichtet". Dadurch wird jeder Helligkeitsbereich des Motivs mehrfach abgelichtet, beim unterbelichteten Bild z.B. sind die (sonst) zu hellen Bereiche erkennbar, beim überbelichteten Bild der Serie kann man die (sonst) zu dunklen (bis völlig schwarzen) Bereiche erkennen.

Aus dieser Serie wird dann entweder manuell oder mit Hilfe von speziellen Programmen wieder EIN Bild zusammengebaut, indem die am besten ausbelichteten Bereiche des Motivs aus den einzelnen Bildern zusammengesetzt werden.

Hier ein Beispiel:

Die Belichtungsreihe zeigt meinen Schreibtisch und meinen Laptop, links komplett unterbelichtet, nur die Sonne, die durch die Vorhänge knallt, ist noch gut sichtbar. Rechts dagegen ist der Vorhang komplett überbelichtet, dafür erkennt man das Desktop-Motiv des Laptops.

Und jetzt das DRI-Ergebnis nach Umrechnung:

Das Bild ist jetzt alles andere als spektakulär, aber man erkennt deutlich, wie die kontrastreichen Bereiche der einzelnen Bilder "zusammengerechnet" wurden, es ist weder der Vorhang über- noch der Bildschirm unterbelichtet.
Hierbei wurde allerdings Tone-Mapping noch nicht angewendet, ein paar krasse Beispiele dafür poste ich gleich in die Lichtbildausweisung.

(wen es interessiert: mehr über HDI gibt es z.B. hier)

[boris]

Nachdem ich jetzt ein paar Serien geschossen habe, hier ein paar Erfahrungen für Leute, die die Spielerei auch mal ausprobieren wollen.

Belichtungszeiten:
Manuelle Einstellung an der Kamera ist Pflicht. Die Belichtungsautomatik erzeugt "nur" richtig belichtete Bilder, für die HDR-Serien braucht man aber das Gegenteil.
Wenn die Kamera es nicht hergibt, komplett manuell einzustellen, sollte man nach einer Über-/Unterbelichtungsfunktion kucken, die Kameras auch oft bereithalten.
Analoge Kameras sind natürlich (immer noch) am besten geeignet, aber der hohe Materialverbrauch und die Unmöglichkeit, die Bilder nach der Aufnahme direkt zu sichten, machen mir diese Alternative doch eher unsympathisch. (Auf der Hohenzollernbrücke ratterte mir bei jedem zweiten Bild ein Zug durchs Motiv, hätte ich da überall noch Abzüge von bezahlen müssen, wäre mir ganz schnell die Lust vergangen.)

Bei meiner Kamera (SONY DSC-W15) kann ich auf "manuell" stellen und bekomme dann unten rechts angezeigt, um wieviel Blenden die Belichtung vom optimalen Wert abweicht (Bereich -2 bis +2). Zusätzlich gibt es bei der automatischen Belichtung die Möglichkeit, die Belichtung im selben Bereich (-2 bis +2) zu verändern - mit dieser Kamera sind also beide Wege möglich, ich nehme meist den manuellen, weil man da die Belichtungszeit noch über das angezeigte Limit hinaus verändern kann.

Bilderserien:
Ich mache pro Motiv meist 5-8 Bilder, je nachdem, wie das Ergebnis der ersten paar Bilder ausfällt. Eine normale Belichtungsserie sieht so aus:
-2 Blenden (unterbelichtet)
-1 Blende
korrekte Belichtung
+1 Blende
+2 Blenden (überbelichtet)

Oft mache ich noch weitere Bilder, indem ich die Belichtungszeit über das (bei meiner Kamera) angezeigte Limit von -2 bis +2 Blenden verändere.
Damit man immer denselben Ausschnitt erhält und bei den extremen Belichtungszeiten (bei den Bildern am Rhein teilweise bis zu 30 Sekunden), ist natürlich ein Stativ vonnöten.

Meiner Erfahrung nach ist es besser, wenn man mehr Bilder hat. Ich hab mal einen Test gemacht und ein "Endbild" nur aus dem hellsten, dem mittleren und dem dunkelsten Bild einer Serie gemacht, das Ergebnis fand ich nicht so prickelnd, da die extremen Bilder das Endprodukt zu stark beeinflussen und - besonders bei sehr hellen Punkten - sehr harte Ränder entstehen.