Adventskalender Türchen 6 - HDR/DRI

Die 6

Die letzten Wochen habe ich Euch mehrmals mit HDR-Bildern belästigt. Viele von Euch fanden diese Bilder schön oder zumindest interessant. Nur die Hardcore-Fotofans wussten mit dem Begriff HDR etwas anzufangen. Das soll sich heute ändern, denn ich nutze das heutige Türchen zur möglichst einfachen Erklärung des Begriffes HDR. Als Beispiel soll uns das schon bekannte Bild aus dem Botanischen Garten Jena dienen.

Jeder hat bestimmt schon einmal in einem Gewächshaus gestanden und sich über Farben und Licht gefreut. Viele haben auch schon die Kamera rausgeholt, um die Stimmung einzufangen. Leider stellt sich am Ende meist Ernüchterung ein, denn entweder sind die vielen Farben im Schatten verschwunden oder das viele Licht im Dach ist einfach nur eine langweilige weisse Fläche. Wenn es doof kommt, dann fallen sogar beide Probleme zusammen.

Warum passiert das?

Zuerst muss man erklären, dass das Auge ein Wunderwerk der Natur ist. Es sieht Formen und Farben im Schatten und gleichzeitig auch Formen und Farben im hellen Licht. Das nennt man Kontrastumfang und der ist beim Auge gigantisch. Unsere moderne Technik kann leider nur einen Bruchteil davon wiedergeben. Entweder die Details im Licht oder die Details im Schatten, aber nie beides.

Hier soll HDR helfen. HDR heisst High Definition Range und sorgt durch einen technischen Kniff dafür, dass wir trotz limitierter Technik Bilder machen können, die uns Dinge im Licht, wie im Schatten gleichermassen detailliert zeigen.

Dazu machen wir nicht ein Bild, sondern meist mindestens drei. Die Profis machen manchmal bis zu 9. Da mittlere Bild ist der Normaleindruck der Kamera, so wie sie es automatisch macht. Die anderen Bilder sind jeweils Über- und Unterbelichtungen. Die Überbelichtungen zeigen Details im Schatten, aber dafür verschwinden alle hellen Stellen in einem weissen Brei. Die Unterbelichtungen erzeugen dagegen im Schatten nur schwarze Flächen, dafür erkennt man in den sonst zu hellen Flächen plötzlich Details.

Mit HDR nimmt man nun aus allen Bildern das Beste. Wir diskutieren hier nicht die mathematischen Details, dass rafft sowieso kaum jemand, auch nicht die meisten Fotografen... aber wozu gibt es denn Software?!

Vereinfacht gesagt, besteht jedes Bild aus (sehr vereinfacht!) 100 Farbtönen. Alle drei Bilder zusammen kommen damit auf bis zu 300 Farbtöne. Cool... es ist viel mehr und schöner. Dumm nur, dass auch Monitor und Drucker total limitiert sind und deswegen die 300 Töne nicht darstellen können. Aus diesem Grund sieht das HDR-Bild auch total schlecht aus. Es ist einfach nur dunkel.

Nun wird mit weiteren mathematischen Verfahren aus den 300 Farbtönen wieder ein Bild mit 100 Tönen produziert. Ein sogenantes LDRI - Low Dynamic Range Image. Man nennt dieses Verfahren Tone Mapping. Durch die Abstimmung der Parameter kann man natürliche oder extrem künstlich wirkende Bilder erzeugen. Letztere machen für viele Leute das HDR-Verfahren schon wieder langweilig, weil sie unweigerlich übertriebene Bilder für HDR halten. Leider ist hierbei einfach nur ein Bild entstanden, wie es das Auge auch nicht sehen würden - quasi ein Bild mit Nachtsichtsonnenbrillenpolarisationsgerät.

Nun werdet Ihr sagen: "Aber wenn das Ergebnis wieder 100 Töne hat, wie kann es dann besser sein?" Ganz einfach. Die Kamera sieht immer nur die gleichen 100 Töne. Das Auge weiss, dass diese 100 Töne im hellen und im dunklen Bereich des Gewächshauses zu finden sind. Die Kamera bekommt es aber nicht gleichzeitig auf die Reihe, diese Töne zu erfassen. Deswegen sagen wir der Kamera: "Vergiss mal die Töne im Dunklen, mach mir nur den hellen Teil bzw. nur den dunklen Teil, kümmere Dich nicht um das grelle Licht." Aus dem Ergebnis greifen wir uns nun die jeweils besten rund 30 Töne aus jedem Bereich und packen sie in unser finales Bild.

Damit haben wir ein Foto, das zwar nicht noch nicht mit dem Auge konkurrieren kann, aber wir haben uns aus dem Tuschkasten ein Bild gemischt, das näher an der Wahrheit liegt, als das pure digitale Kamera-Original-Bild ohne Tricks. Das Ergebnis ist übrigens kein HDRI - High Dynamic Range Image Bild mehr, da wir uns wieder auf den darstellbaren Teil zurückgezogen haben. Es ist es ein LDRI - Low Dynamic Range Image.

Es gibt auch Nachteile bei diesem Verfahren. Es geht momentan nur gut mit Stillleben, sonst gibt es Striche von bewegten Objekten oder es wird teilweise unscharf. Man braucht ein Stativ, man braucht einen Computer und Software und man braucht Geduld. Ausserdem darf man es nicht übertreiben, sonst sieht das Endbild einfach nur spacig aus.

Das angefügte Beispiel ist nicht perfekt, da es keine extremen Hell- und Dunkeleffekte zeigt. In der oberen Bildreihe sieht man die unterschiedlichen Belichtungen. Das unterbelichtete Bild zeigt Details im Dach, während die Überbelichtung Details unter den Farnen(?) zeigt. Das Normalbild zeigt die Mitten am besten, also z.B. das Schilf im Hintergrund.

Wie schon erwähnt, kann man das HDR-Bild nicht darstellen, weil es einfach zuviele Töne enthält und diese sind (noch) nicht auf dem Monitor darstellbar. Also müssen wir ein Tone Mapping machen und uns das Bild wieder in den darstellbaren Bereich zurückholen. Da die ganze Sache etwas kontrastarm geworden ist, wird es noch kurz durch eine konventionelle Bildbearbeitung geschleust. Damit sind wir den Grauschleier losgeworden und der Himmel über unserem Dach ist noch deutlicher.

Ergebnis: Wir haben den Himmel zurück und damit einen natürlichen Tageseindruck. Beim Tone Mapping ist uns aber etwas das dynamische Grün der Wasserpflanzen abhanden gekommen. Mit viel Geduld und Spucke kann man sich hier noch mehr dem Optimum nähern, aber fürs Erste reicht es uns.

Ich hoffe, der Artikel war nicht zu langweilig für die Amateure und die Profis verzeihen mir meine Fehler. Die Ansel-Adams unter Euch verzeihen mir bitte das profane Bild. Mit einer Landschaft aus einem Nationalpark wäre es natürlich besser geworden, aber ich habe noch kein eigenes Material zur Hand.

P.S. Wer das Beispiel hier und meinen ersten Beitrag vergleicht, der wird merken, dass das ursprüngliche Bild deutlich mehr Farben zeigt. Die Erklärung ist einfach, ich habe ein anderes Programm zur Erstellung des HDR-Bildes genutzt.

Photo of a 6 by Timothy Lloyd under CC-BY-2.0

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Annett

Man klingt das kompliziert. Wie lange braucht man denn um dann so ein Bild hinzubekommen mit dem ganzen Bearbeitungsschnickschnack ?
2007-12-06 - 08:16:33 - Annett

bee

Wow, vielen Dank für diesen Artikel! Ich habe vor ein paar Wochen angefangen, meine ersten HDR-Bilder zu machen (noch mit bescheidenem Erfolg, man sollte ein wackelfreies Stativ haben ;) ). Dieser Artikel hat mich nochmal ein Stück weiter gebracht im Verständnis dieser tollen Technik.
2007-12-06 - 09:16:46 - bee

Rene99

@Annett: Für das Bild steht man einige Minuten, damit man auch sicher keine Einstellung vermehrt hat und man muss mehrere Serien machen, damit man die richtige findet.
Das Bearbeiten geht nochmal mit 15-30min in die Rechnung ein.
2007-12-06 - 09:36:18 - Rene99

Jospeh Conrad

Welche Programme gibts denn da, bzw. sind empfehlenswert?
2007-12-06 - 10:15:34 - Jospeh Conrad

Rene99

http://qtpfsgui.sourceforge...
http://www.fdrtools.com/
http://www.hdrsoft.com/
http://www.easyhdr.com/
und noch viele mehr.

FDR Tools sind einfach zu bedienen. qtpfs hat viele Funktionen und ist Open Source. Photomatix ist einfach langsam, kann aber an der freien Version liegen, die ich nutze... EasyHDR macht auch nen guten Eindruck.
2007-12-06 - 10:34:08 - Rene99

Thomas Schewe

Wow, ein schöner inhaltsreicher Beitrag Deiner vorweihnachtlichen Wissensreihe.

Du hast das Thema sehr schön erklärt.

Freue mich schon auf den morgigen Artikel.
2007-12-06 - 10:38:39 - Thomas Schewe

Rene99

@Thomas: Bitte... und da war schon wieder mein nächstes Problem... was kommt morgen? ;)
2007-12-06 - 10:41:26 - Rene99

Annett

Du hast zuviel Geduld und Zeit ;), ich erkenne zwischen dem 2. und dem 6. Bild keinen zu großen Unterschied, außer daß der Himmel blauer und das Licht natürlich besser ist, aber für mich hätte es das 2. Bild auch getan. Erkennst Du das ob ein HDR Bild ist ?
2007-12-06 - 10:57:13 - Annett

Rene99

@Annett: Es ist ein doofes Beispiel!
Man kann an manchen Bilder erkennen, dass es HDR/DRI ist, wenn es übertrieben eingesetzt wird.
2007-12-06 - 10:58:58 - Rene99

Thomas

"Nachtsichtsonnenbrillenpolarizationsgerät" - warum bin ich nicht auf dieses fantastische zweimallesenwort gekommen.
Als Programm kann ich auch http://www.picturenaut.de/ empfehlen.
2007-12-06 - 11:02:46 - Thomas

emily

das haben Sie aber schön erklärt. sogar ich als völlig ahnungslose habe es verstanden :)
2007-12-06 - 15:51:25 - emily

Roman

Interesting article.

"Nachtsichtsonnenbrillenpolarizationsgerät" ... ahh... music to my ears :)
2007-12-06 - 16:38:54 - Roman

pokesilber

Nachtsichtsonnenbrillenpolarizationsgerät

Nur das z ist etwas amerikaniziert...
2007-12-21 - 17:56:23 - pokesilber

Rene99

@pokesilber: Danke für den Hinweis ;)
2007-12-21 - 17:59:12 - Rene99

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