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HDR-Fotografie – Die Grundlagen

2011-02-14 Was ist High-Dynamic-Range-Fotografie genau (kurz HDR-Fotografie)? Wie geht man vor um ein HDR zu erstellen und welche technischen Voraussetzungen benötigt man dazu? Diese Fragen und noch viel mehr beantwortet Jürgen Held in seinem Buch "HDR-Fotografie – das umfassende Handbuch". In Zusammenarbeit mit dem Galileo-Verlag aus Bonn präsentiert digitalkamera.de erstmals einen in sich geschlossenen Teil aus dem Fachbuch. In diesem ersten Teil geht der Autor auf die Basics, die wichtigsten Hilfsmittel und Dateiformate ein.  (Jürgen Held)

Fototipp: HDR Fotografie 2 [Foto: Galileo Design]Ein HDR-Bild besteht aus mindestens zwei unterschiedlich belichteten Aufnahmen. Der Belichtungsunterschied beträgt ein bis zwei Belichtungsstufen (EV). Aus diesen unterschiedlich belichteten Aufnahmen wird später das HDR-Bild generiert. Mittels der unterschiedlichen Belichtungen wird versucht, den gesamten Dynamikumfang einer Motivszene aufzuzeichnen, was der Kamera und dem Sensor mit einer Aufnahme nicht möglich wäre.

Die Anzahl der Aufnahmen und die Größe des Belichtungsunterschiedes sind demnach abhängig vom Motiv, von den Lichtverhältnissen und natürlich von den eigenen Ansprüchen. Es ist nicht möglich, allgemeingültige Aussagen zur Anzahl der Aufnahmen und Belichtungsstufen zu treffen. In der HDR-Fotografie spielen mehrere Faktoren eine Rolle, die zum Teil erst im Rahmen der Bearbeitung am Computer beurteilt und abgewogen werden können. Die Kombination aus Motiv, Lichtsituation, Kontrastumfang, Auflösung des Sensors, Bildformat und nicht zuletzt der eingesetzten Software hat zum Teil erheblichen Einfluss auf das HDR-Ergebnis.

Erfahrene HDR-Fotografen, die ihre Kamera kennen, Motiv und Lichtsituation analysieren können und wissen, wie ihre favorisierte HDR-Software mit den Aufnahmen umgeht, können auf Anhieb sagen, ob drei, fünf, sieben oder gar mehr Belichtungen notwendig sind, um das gewünschte Fototipp: HDR Fotografie 3 [Foto: Galileo Design]Ergebnis zu erhalten. Bis dahin heißt es für alle ambitionierten HDR-Fotografen: Im Zweifelsfalle lieber eine Aufnahme beziehungsweise eine Belichtungsstufe mehr. In vielen Fällen genügt es aber schon, drei verschieden belichtete Aufnahmen zu erstellen, um ansprechende HDR-Fotos zu erhalten. Diese drei Aufnahmen sollten einen Belichtungsunterschied von jeweils zwei EV haben. Dabei ist ein Bild unterbelichtet, eines korrekt und ein Bild überbelichtet. Mit Hilfe des Histogramms lässt sich die Verteilung der Tonwerte direkt überprüfen.

HDR-Bilder sind Dateien mit 32 Bit Farbtiefe, und man benötigt eine spezielle Software, um sie zu verarbeiten. In einem Bildbearbeitungsprogramm wie Photoshop kann das auch ein entsprechendes Plug-in zur Anzeige und Weiterverarbeitung sein. Je nach Farbtiefe lassen sich drei Arten von Bildern und deren häufig verwendete Grafikformate unterscheiden: LDR-Bilder werden typischerweise im JPEG –Format abgespeichert (8 Bit), während sich für MDR-Bilder (Medium Dynamic Range) das TIFF -Format anbietet (16 Bit). Für HDR-Bilder schließlich mit sehr hoher Farbtiefe ist beispielsweise das Format HDR reserviert (32 Bit). Neben dem (für die Software »Radiance«) entwickelten HDR-Format (.hdr/.pic) gibt es weitere Alternativen: Beispielsweise bietet das Open-Source-Format EXR (.exr) neben dem hohen Dynamikumfang auch eine hohe Präzision. Sofern das verwendete HDR-Programm dieses Format unterstützt, sollte es neben dem oben genannten Radiance HDR zur ersten Wahl gehören.

Bild im RGB-Farbmodus und die dazugehörigen Histogramme (oben das Gesamthistogramm, darunter die Histogramme der einzelnen Farbkanäle R, G und B) [Foto: Galileo Design]Darüber hinaus gibt es eigens entwickelte Formate für spezielle Programme und Anwendungszwecke, zum Beispiel das Format PIX (.pix) der amerikanischen 3D-Animationsfirma Pixar. PIX wurde speziell für den Austausch unter Pixar-Firmenrechnern entwickelt und integriert dreidimensionale Bilder sowie Animationen. Adobe Photoshop kann HDR-Bilder in seinem eigenen PSD-Format abspeichern. Da das Photoshop-Format weit verbreitet ist, kann man PSD also durchaus zu den HDR-Formaten zählen, obgleich es ein sogenanntes proprietäres Dateiformat ist. Abschließend sind noch drei interessante Formate zu erwähnen: das LogLuv-TIFF-Format, das Fließkomma-TIFF sowie das JPEG-HDR-Format.

Die Firma SGI entwickelte das LogLuv -Format, das sich durch die Speicherung eines besonders großen Dynamikumfangs bei einer hohen Präzision auszeichnet. Den größten Dynamikbereich mit 96 Bit/Pixel bietet jedoch das Fließkomma-TIFF. Dabei ist der Speicherbedarf der Dateien auch dreimal so groß wie bei einer HDR-Radiance-Datei. Das JPEG-HDR-Format hat den Vorteil, dass es mit dem bisherigen JPEG-Standard kompatibel ist. Das bedeutet: In herkömmlichen Programmen, die keine Möglichkeit der 32-Bit-HDR-Verarbeitung haben, wird ein 8-Bit-JPEG-Bild angezeigt.

Vorderseite von Diese drei Formate sind bisher jedoch noch kaum verbreitet. Für die Arbeit in der HDR-Fotografie empfiehlt es sich, eines der gebräuchlichsten Formate zu verwenden. Mit dem HDR-Format (.hdr/.pic) kann nahezu jede HDR-Software arbeiten. Somit ist bei einem Programmwechsel oder beim Ausprobieren unterschiedlicher HDR-Tools gewährleistet, dass die Dateien auch geöffnet werden können. Nicht zu empfehlen sind die Speicherung und der Austausch in den proprietären Formaten der Software-Hersteller. Ob FLX von Lightware, ATX von Artizen oder MAP von Softimage: Wird die Spezifikation des Formats geändert oder verschwindet gar das Unternehmen vom Markt, sind die HDR-Formate schnell Geschichte.

Im nächsten Teil der Fototipp-Serie geht der Autor auf das Verfahren des Tonemappings ein und erläutert, welche technischen Hintergründe das Verfahren hat und was man damit alles anstellen kann. Wer nicht zwei Wochen warten möchte, der kann einen Blick in das Buch werfen (siehe weiterführende Links), es im sortierten Buchhandel oder direkt hier bei digitalkamera.de kaufen.

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