Sonder-Newsletter High-Dynamic-Range-Images

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High-Dynamic-Range-Images

von Jürgen Held

Seit etwa zwei Jahren begegnet man immer häufiger Fotografien, die extrem kontrastreich sind, eine fast unnatürliche Schärfentiefe aufweisen oder gar schon surrealistisch wirken. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um ein so genanntes High-Dynamic-Range-Image.



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Betrachter, die diese HDR-Bilder zum ersten Mal sehen, sind nicht selten erstaunt und sofort drängt sich die Frage auf, »Wie funktioniert das?«.

HDR-Fotografien sind Bilder, die technisch eigentlich gar nicht möglich sind, geht man von der klassischen Fotografie aus. Da gibt es auf einmal Zeichnung in den Lichtern und den Tiefen, die zu einem Kontrastumfang führen, der für die normalen Sehgewohnheiten unnatürlich wirkt. Die Detailfülle ist so außergewöhnlich, dass manche Aufnahmen gar an ein Gemälde erinnern, wäre da nicht der fotorealistische Gesamteindruck. Kurz gesagt, mit dem Aufkommen der HDR-Fotografie ist die digitale Fotografie und Bildbearbeitung um ein beeindruckendes Betätigungsfeld reicher geworden. Aus der, von einigen Fachleuten gar als Modeerscheinung betitelten Technik, ist eine faszinierende Form der Bildgestaltung geworden, die mittlerweile ihren Weg in die Print und Onlinemedien gefunden hat.

Oftmals stellt sich ein spektakuläres Motiv, wie beispielsweise der Innenraum eines sonnendurchfluteten Kirchenschiffes, im Nachhinein, als wenig beeindruckend heraus. Was vor Ort noch als Top-Motiv erschien, entpuppt sich am heimischen Monitor als Enttäuschung. Das liegt daran, dass weder die Kamera noch der Monitor in der Lage sind, den Kontrastumfang des menschlichen Auges annähernd abzubilden. Ein sonniger Tag bringt es leicht auf Helligkeitsunterschiede von 1 000 000: 1. Das menschliche Auge hingegen kann, ohne Adaption, einen Kontrastumfang von etwa 10 000: 1 erfassen. Ein handelsüblicher Kamerasensor schafft es lediglich auf einen Kontrastumfang von 1 000: 1. Könnte beispielsweise die Kamera und der Monitor den vollen Kontrastumfang einer Sommerszene abbilden, müsste der Betrachter eine Sonnenbrille tragen. Oder anders gesagt, der Monitor wäre von einem Fenster nicht zu unterscheiden.

Der Trick: aus drei Bildern eines machen

Mit Hilfe der HDR-Fotografie und der HDR-Verarbeitung wird der Kontrastumfang einer Fotografie dem des menschlichen Auges künstlich angepasst. Dies geschieht, indem mehrere unterschiedlich belichtete Aufnahmen, zu einer Aufnahme verrechnet werden.



Normalerweise wird eine Aufnahme auf das Hauptmotiv belichtet. Entweder werden dabei die Lichter optimal abgebildet, wobei die Tiefenzeichnung im Schwarz verschwindet oder es wird auf die Tiefen fokussiert und die Lichter gehen dabei in einer weißen Fläche auf. Durch die Aufnahme mehrerer Belichtungen wird jedoch der gesamte Kontrastumfang aufgezeichnet, der dann mit Hilfe der HDR-Software, wie beispielsweise Photomatix Pro, zu einem Bild verrechnet wird. Dabei entsteht ein 32-Bit Bild, das eigentliche High Dynamic Range Image, welches im Rahmen des Tone Mappings wieder zu einem 16- oder 8-Bit Bild, dem Low Dynamic Range Image, umgewandelt wird.

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• Die Ausstattung

Neben der Kamerasstattung und entsprechendem Zubehör, wie Stativ und Fernauslöser, wird auch eine spezielle Software zur HDR-Generierung benötigt. Als Marktführer genießt die Firma HDRsoft, mit dem Softwarepaket Photomatix, einen sehr guten Ruf. Daneben darf ein gutes Bildbearbeitungsprogramm, für die Vor- und Nachbearbeitung, nicht fehlen.

Dass professionelle Bildbearbeitungsprogramme, allen voran Adobe Photoshop, ressourcenhungrig sind, ist sicherlich keine Neuigkeit. Beim HDR-Imaging kommt noch hinzu, dass fast ausschließlich mit 16- und 32-Bit-Dateien gearbeitet wird. Auch die automatische Verarbeitung der Rohdaten im Batch-Modus verlangt dem Prozessor erhebliche Leistung ab. Neben einer hohen Prozessor- und Grafikleistung des Rechners ist die Speicherkapazität der Festplatte(n) fundamental wichtig.

Im Rahmen des HDR-Imaging entsteht eine große Menge an Ausgangsfotografien, generierten HDR-Aufnahmen und Tonemapped-Bildern. Von den Tonemapped-Bildern werden oftmals noch Kopien mit unterschiedlichen Einstellungen und Stimmungen gespeichert. Und bleibt es bei der 16-Bit-Datei, um bei möglichen Nachbearbeitungen keinen nennenswerten Qualitätsverlust zu erleiden, kann die Dateigröße einer einzigen Fotografie leicht auf 50 MB und mehr anwachsen.

Wenn Sie Panoramen erstellen wollen, sind die Anforderungen noch größer. Sofern die Tonemapped HDR-Aufnahmen in bestmöglicher Qualität vorliegen, kann das Panorama eine Größe von weit mehr als 1000 MB erreichen. Natürlich besteht die Möglichkeit, verkleinerte und komprimierte Kopien zu erstellen, bevor das Panorama weiter bearbeitet wird. Aber wer möchte schon nach den umfangreichen Vorarbeiten noch Kompromisse bezüglich der Qualität eingehen?

Über den Autor:

Der Fachbuchautor Jürgen Held ist als Medienpädagoge tätig, und seit 20 Jahren mit Begeisterung als Reisefotograf unterwegs. Er leitet Workshops und Schulungen zur digitalen Fotografie und Bildbearbeitung sowie Webdesign.

http://www.digitaletiefe.com

• Mini-Glossar: Begriffe und Abkürzungen aus der HDR-Fotografie

HDR: Steht für High Dynamic Range und bezeichnet eine Methode, die aus unterschiedlich belichteten Aufnahmen eine 32-Bit Datei erstellt, die anschließend, im Rahmen des Tone Mapping Verfahrens zu einem 16- oder 8-Bit-Bild heruntergerechnet wird. HDR ist eine eigenständige Technik, die spezielle Software benötigt.

DRI: Steht für Dynamic Range Increase und bezeichnet eine Bearbeitungsmethode, die aus unterschiedlich belichteten Aufnahmen mittels Ebenen und Masken ein Bild mit einem erhöhten Kontrast erzeugt. Dabei werden keine 32-Bit-Dateien erzeugt. Häufig wird DRI auch als Überbegriff für sämtliche Verfahren und Techniken zur Erweiterung des Dynamikumfangs eingesetzt.

Exposure Blending: Steht ebenfalls für die Verarbeitung unterschiedlich belichteter Aufnahmen, mit dem Ziel, diese so zu verarbeiten, dass in den Tiefen Zeichnung vorhanden ist und gleichzeitig die Lichter nicht ausfressen. Die Methode kann automatisiert, mit Hilfe einer Software, durchgeführt werden oder bei voller Kontrolle, jedoch wesentlich zeitaufwendiger, mittels Ebenen und Masken.

LDRI: Das Low Dynamik Range Image ist das Ausgangsbild für die HDR-Verarbeitung. Meist werden zwischen drei und neun unterschiedlich belichtete 8-Bit Aufnahmen (LDRI) zu einem 32-Bit Bild verrechnet. Je nach abzudeckendem Kontrastumfang können dies auch erheblich mehr Bilder sein.

HDRI: Damit wird das eigentliche 32-Bit High Dynamik Range Image bezeichnet. Fälschlicherweise wird häufig auch das Tonemapped Image als HDRI bezeichnet, das eigentlich ein LDRI ist, da es durch das Tone Mapping Verfahren wieder zum 8- oder 16-Bit Bild verrechnet wurde.

Tone Mapping: Der 32 Bit umfassende Dynamikumfang des HDRI muss in einen für Standardgeräte darstellbaren Farbraum umgewandelt werden – also in eine Farbtiefe von 8 oder 16 Bit. Diese Technik wird Tone Mapping genannt. Je nach Verfahren und Art der Anwendung kann durch das Tone Mapping der typische HDR-Effekt verstärkt oder reduziert werden.

Pseudo-HDR: Als Alternative zur Belichtungsreihe bietet sich an, ein so genanntes Pseudo-HDR aus einem Bild zu generieren. Dazu sollte das digitalisierte Foto als RAW-Datei vorliegen. Mit Hilfe der RAW-Software werden Belichtungskorrekturen auf das Ausgangsbild angewendet und als Abzüge der RAW-Datei, im TIF- oder JPEG-Format gespeichert. Die so erstellte „unechte“ Belichtungsreihe wird anschließend, mit Hilfe der HDR-Software, zu einem HDRI generiert. Die Ergebnisse sind nicht so beeindruckend wie die HDR-Bilder aus mehreren Einzelbildern.

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