Rubrik: Bildbearbeitung

HDR-Fotografie – Das Tonemapping

2011-03-14 Die Belichtungsreihe ist "im Kasten", und die HDR-Software hat ein großes HDR-Foto mit 32 Bit Farbtiefe erstellt. Leider sieht dies auf einem herkömmlichen Ausgabegerät wie dem Monitor alles andere als ansehnlich aus. So muss der wohl wichtigste Schritt vollzogen werden, damit aus dem üppig dimensionierten Bildmaterial ein auf jedem Ausgabemedium vorzeigbares Bildergebnis präsentiert werden kann. Hier kommt dann das sogenannte "Tone Mapping" zum Einsatz, welches verschiedenste Bildkonzepte unterstützen kann.  (Jürgen Held)

Nachdem man ein HDR-Bild aus den unterschiedlich belichteten Ausgangsbildern generiert hat, ist der erste Eindruck meist recht ernüchternd: Es ist kaum etwas zu erkennen, und die Qualität erinnert eher an eine misslungene Aufnahme. Grund dafür ist die mangelnde Kontrastfähigkeit der handelsüblichen Monitore. Ein Ausdruck der Datei wird ebenfalls nicht den Erwartungen an eine professionelle Fotografie entsprechen. Auch hier liegen die Gründe in der mangelnden Darstellbarkeit des 32-Bit-HDRI durch die Standardmedien. Zwar gibt es mittlerweile Monitore und Drucker, die den vollen Kontrastumfang eines HDRI anzeigen können, doch bewegen sich die Preise für diese Geräte noch fernab vom Consumer-Bereich. Der 32 Bit umfassende Dynamikumfang des HDRI muss also erst in einen für Standardgeräte darstellbaren Farbraum umgewandelt werden – also in eine Farbtiefe von 8 oder 16 Bit. Diese Technik wird Tone Mapping genannt.

Beim Tone Mapping handelt es sich nicht um ein einheitliches Verfahren, und es gibt auch keine ideale Lösung. Zwar wird eifrig an der Optimierung der Tone-Mapping-Methoden geforscht, jedoch mit unterschiedlichen Ansätzen. Die eigentliche Kunst des Tone Mappings besteht darin, den Dynamikumfang, der Millionen Helligkeitswerte umfassen kann, auf 32.768 Tonwerte bei einem 16-Bit-Bild oder gar nur auf 255 Tonwerte bei einem 8-Bit-Bild herunterzurechnen. Dabei ist das Ziel, das HDR-Bild so zu transformieren, dass die Anzeige auf dem Monitor die selben Sinneseindrücke und Reaktionen hervorruft wie das Betrachten der realen Szene. Aus diesem Grund ahmen die unterschiedlichen Tone-Mapping-Verfahren die physiologische Wahrnehmung des menschlichen Auges nach.

Je nach Verfahren und Anwendungsparametern können die HDR-Bilder durch das Tone Mapping realitätsnah bis hin zu völlig verfremdet erscheinen. Die in den HDR-Programmen verwendeten Tone-Mapping-Verfahren und deren Auswirkungen auf das Bild sind meist knapp beschrieben. Am besten probiert man unterschiedliche Verfahren aus, um je nach Geschmack und passend zum Motiv die richtige Anwendung auszuwählen.

Fototipp: HDR Tonemapping [Foto: Galileo Design] Fototipp: HDR Tonemapping [Foto: Galileo Design]

Workflow zum Tonemapped HDRI Das HDR-Imaging eignet sich nicht für die spontane oder Schnappschussfotografie. Wie auch in anderen Spezialgebieten der Fotografie bedarf es bei HDR-Projekten einer detaillierten Planung. Zum einen ist dieses »Projektmanagement« Voraussetzung dafür, den Überblick über die Zeit- und Datenressourcen zu behalten, und zum anderen lässt sich häufig schon beim Formulieren der Projektidee feststellen, ob und mit welchem Aufwand ein Projekt umsetzbar ist.

Am Anfang steht die Idee. Mit der Etablierung der digitalen Fotografie hat auch die »Knipserei« ein ungeahntes Ausmaß angenommen. Waren die Aufnahmen bei der analogen Fotografie noch überlegt und Mehrfachbelichtungen den Profis vorbehalten, wird in der digitalen Fotografie häufig nur noch in Serie ausgelöst – frei nach dem Motto: Irgendein Bild wird schon passen. Die Speicherkarten und Festplatten sind groß und günstig wie noch nie. Aussortieren und Löschen ist nicht mehr notwendig. Dass hierbei schnell der Überblick verlorengehen kann, liegt auf der Hand. Das betrifft insbesondere die HDR-Fotografie. Wer hier wahllos drauflosfotografiert, wird sich schnell einer unübersichtlichen Datenflut gegenübersehen. Um ein HDR-Bild zu erstellen, sind je nach Motiv schnell zehn oder mehr Ausgangsfotografien notwendig. HDR-Panoramen können auch schon mal aus achtzig und mehr Fotografien erstellt werden. Nach oben sind hier keine Grenzen gesetzt, denn abhängig vom Qualitätsanspruch kann eine Belichtung mehr nicht schaden.

Fototipp: HDR Tonemapping [Foto: Galileo Design]Hinzu kommt der Aufwand, der in Verbindung mit der eigentlichen Fotografie anfällt. Aber auch die Sortierung, Verarbeitung sowie die Nachbearbeitung sind zeitlich sehr aufwendig. Umso ärgerlicher ist es, wenn das Ergebnis nicht den Erwartungen entspricht oder sich im Laufe des Projektes herausstellt, dass es nicht wie ursprünglich vorgestellt umsetzbar ist. In jedem Fall zahlt es sich aus, die eigenen Vorstellungen und Möglichkeiten sowie deren Umsetzung im Vorfeld zu prüfen und zu skizzieren. Über die folgenden zwei Punkte sollten man sich also Klarheit verschaffen:

Was ist das Ziel des HDR-Projekts? Bei einem Kundenauftrag sind das Motiv und das Ziel zumindest grob definiert, auch wenn der Kunde gelegentlich selbst nicht weiß, was er will. Es stellt sich eher die Frage: Möchte ich die »Queen Mary« zum x-ten Mal im Hamburger Dock ablichten und als Referenz ins Internet stellen? Oder den Klassiker »Kirchenfenster« mit großem Aufwand erstellen, um anschließend festzustellen, dass kaum ein Unterschied zu den anderen 1.000 Kirchenfensterbildern besteht? Zum Üben ein klares Ja. Aber auch nicht mehr.

Wie ist der Aufwand einzuschätzen? Der Aufwand bis zum fertigen HDR-Bild ist nicht zu unterschätzen. Bei HDR-Panoramen multipliziert sich der Aufwand entsprechend. Mit seiner Kamera und dem Zubehör sollte man vertraut sein, ebenso wie mit Mehrfachbelichtungen, Farb- und Lichtverhältnissen. Ein HDR-Bild besteht ja aus wenigstens zwei deckungsgleichen Aufnahmen. Auf der sicheren Seite ist man jedoch erst ab sieben und mehr Aufnahmen, die alle unterschiedlich belichtet sind.

Tipp: Zwar lassen sich, beispielsweise in der Adobe Bridge, nahezu alle Aufnahmeparameter der RAW-Dateien anzeigen, trotzdem haben Zettel und Stift nach wie vor ihre Berechtigung. Notizen zu den Aufnahmebedingungen, den Gründen, weshalb mit diesen Einstellungen exakt dieses Motiv gewählt wurde, sind in den EXIF-Daten der Aufnahme nicht zu finden.

Voraussetzungen für die HDR-Fotografie Neben den Anforderungen an die Kameraausrüstung benötigt man für die Vor- und Nachbearbeitung der Aufnahmen auch einiges an Hard- und Software. An dieser Stelle folgt ein Überblick über die notwendige Ausstattung des PC-Arbeitsplatzes, der einen großen Anteil des erfolgreichen HDRImagings ausmacht.

Vorderseite von

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. Photomatix beispielsweise hat die Angewohnheit, bei mangelhaften Systemressourcen stillschweigend die Batch-Verarbeitung abzubrechen und sich zu schließen.

Wenn man Panoramen erstellen will, sind die Anforderungen noch größer. Sofern die HDR-Aufnahmen als Tonemapped TIFF-Dateien in bestmöglicher Qualität vorliegen, kann das Panorama eine Größe von weit mehr als 1.000 MBytes erreichen. Natürlich besteht die Möglichkeit, verkleinerte und komprimierte Kopien zu erstellen, bevor beispielsweise Photomerge das Panorama zusammenfügt. Aber wer möchte schon nach den umfangreichen Vorarbeiten noch Kompromisse bezüglich der Qualität eingehen? Auch wenn die Kopien für jedes Panorama aus den Ausgangsfotografien neu erstellt werden können, ist dies letztendlich mit einem erhöhten Zeit-, Organisations- und Arbeitsaufwand verbunden.

Neben einer hohen Prozessor- und Grafikleistung des Rechners ist auch die Speicherkapazität der Festplatte(n) fundamental wichtig. Im Rahmen des HDR-Imagings entsteht eine große Menge an Ausgangsfotografien, generierten HDR-Aufnahmen und Tonemapped Bildern. Von den Tonemapped Bildern entstehen oftmals auch Kopien mit unterschiedlichen Einstellungen und Stimmungen. Bleibt es bei der 16-Bit-Datei, um bei möglichen Nachbearbeitungen keinen nennenswerten Qualitätsverlust zu erleiden, kann die Dateigröße einer Fotografie leicht auf 50 MBytes und mehr anwachsen. Wohlgemerkt einer Fotografie – Nachbearbeitung und der Einsatz von Ebenen etc. sind hier nicht eingerechnet.

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