HDR

High Dynamic Range Image

 HDR / LDR / DRI / HDRI

Heute ist ein ganz besonderer Tag, denn heute muss Tante Gerti mal draussen bleiben; denn das checkt sie sicher nicht....
Jetzt gehts nicht um "Basics", jetzt machen wir eine Exkursion in die Welt der High Dynamic Range Images. Ein High Dynamic Range Image (auch HDR-Bild, „Bild mit hohem Dynamikumfang“, oder HDRI genannt) ist ein digitales Hoch- bzw. "Weit"- kontrastbild, das die in der Natur herrschenden großen Helligkeitsunterschiede relativ real speichern kann. Dem entgegen setzen kann man dann das "klassische" Digitalfoto als LDR- Bild (Low Dynamic Range Images), das dazu nicht in der Lage ist.

Um nun aber doch dem Leitfaden der Fotoschule treu zu bleiben, will ich nicht ganz in die Abgründe der Theorie versinken.....

Einige typische Beispiele:

Beispiel 1:
Du chillst mit Deiner Liebsten (Deinem Liebsten) am Strand von Cala Millor und möchtest den herrlichen sonnigen Moment im Foto festhalten. Die Realität (natürlich leicht vernebelt von denm süseligen Gefühlswirrwarr...): blauer Himmel, noch blaueres Meer, feinsandiger Strand
Dein Foto aus der Digicam: fader weisser Himmel, blasses Meer, ein Strand, der einer monochromen Betondecke ähnelt.

Beispiel 2:
Du wanderst durch die Berge und triffst auf eine wunderschöne kleine Kapelle, die noch wunderschönere Schnitzereien in der Eingangstür hat. Drumherum grüne Wiesen, bunte Blümchen und ganz oben ein blauer Himmel mit ein paar weißen Wölkchen. Dein Foto aus der Digicam: eine schwarze Kapellenfront mit kaum erkennbarer schwarzer Tür, hellgrüner flauer Blumenwiese, schwach blauer Himmel mit ausgefransten weißen Flecken am Himmel


Zu solchen Fotos erreichten mich schon ´zig Emails verweifelter Fotofans, die an ihrem Können und/oder an ihrer Kamera zweifelten. In der Rubrik Email-Fragen habe ich einige Beispiele online hinterlegt, klick bei Interesse HIER.


Was läuft hier falsch?
Schließlich siehst Du doch, wie es am schönen Strand wirklich ist und wie schön die Kirche mit ihrem geschnitzten Tor auf der bunten Blumenwiese wirkt!

Einfach ausgedrückt, eigentlich siehst Du es auch nicht wirklich...



Die Hintergründe:

In der Fotografie (besonders in der Schwarzweiß-Fotografie) wird die "Spanne" zwischen ganz schwarz, allen feinsten Helligkeitsnuancen dazwischen und reinem weiß in Blendenstufen eingeteilt. Ohne allzu tief in die Technikkiste greifen zu wollen, solltest Du zumindest ein paar Begriffe und Hintergründe gelesen haben, denn das macht letztlich das Verstehen des Dynamikumfanges etwas leichter.
Jede Blendenstufe steht für eine Verdoppelung bzw. Halbierung der vorhandenen Lichtmenge oder Helligkeit.
Ein heller Sonnentag im Sommer (also Deine kuscheligen Stunden am Strand von Cala Millor mit Deinem Liebsten...) birgt gute 16 Blendenstufen in sich, das menschliche Auge schafft knappe 14 und eine zur Zeit aktuelle Digicam im Schnitt 7. Gute 10 Blendenstufen schafft eine digitale Spiegelreflex, ebensoviel ein TFT-Bildschirm und ganze 8 Blendenstufen ein guter Fotodrucker (normale Drucker eher 6).
Einfach gesagt heisst das, das was Du siehst, schafft Deine Kamera nicht auf dem Bildsensor zu erfassen, Dein Monitor nur bedingt darzustellen und Dein Drucker nur unzureichend auf´s Fotopapier zu bringen. Übersteigt der Kontrast Deines Motivs die Grenzen Deiner Digicam (bezogen auf den Belichtungsumfang) so hagelt es direkt Schelte:
zugelaufene Schatten und dumpfes schwarz in schwarz ohne sichtbare Durchzeichnung bei geringer Belichtung oder das andere Extrem bei starker Belichtung in Form von überstrahlten Lichtern, ausgefressenem Himmel und strukturlosem
Einerlei-Weiß.

Das ist auch schon das ganze Dilemma, was Deine Fotos so leblos macht.
Die Fotos entstanden bei hohem Motivkontrast, Deine Kamera schafft es nicht, die ganzen Helligkeitsunterschiede darzustellen, die Durchschnittsberechnung der Belichtungsmessung der Kamera versucht einen Kompromiss zwischen viel zu hellem Himmel und viel zu dunklem "Untenrum" zu finden und entscheidet sich programmbedingt für "Untenrum". Diese Entscheidung führt dann aus Mangel der Darstellbarkeit aller Helligkeitswerte im Gegenzug zu einem strukturlosen und weißen Himmel. Ganz besonders krass und entsprechend enttäuschend tritt dieser Effekt bei Fotos mittags am Strand auf.

Neben allen belichtungstechnischen Tricks, die Du anwenden kannst (und in anderen Bereichen der Fotoschule bereits beschrieben sind), birgt die Digitalfotografie eine digitale Lösung Deines Problems:

HDR

Ein HDR-Foto vom Darß bei Prerow
Dieses Bild entstand aus einem Bild im RAW- Format, näheres findest Du in dieser Rubrik weiter unten.

Wie schafft man denn nun eine Dynamikwertzunahme im Digitalfoto?
Wie kannst Du den Kontrast- bzw. Dynamikumfang bei Digitalcameras verbessern?

Wie der Name schon erahnen lässt, handelt es sich mal wieder um eine Klamotte, die dank der digitalen Fotografie zu einem Thema geworden ist. Der gute alte Film verpackt nämlich deutlich mehr Blendenstufen an Dynamik, als der lichtempfindliche Bildsensor der digitalen Kamera (ganz egal, ob Smartphone, DSLR oder Bridge).

Also....

Direkt neben Tante Gertis Marienkäferzuchtverein gibt es bekanntlich ihren Lieblingsbäcker,
die Konditorei Bräsebecker. Neben all den luftigen Sahneteilchen haben Bräsebeckers aber noch eine Spezialität:
die berühmten Cordon-Bleu-Frikadellenkäsebrötchen mit herzhafter Gewürzremoulade, saftig grünen Gurkenscheibchen und prächtig roten Tomaten. Nun kommt es aber manchmal vor, dass die regelmäßigen Marienkäferzuchtvereintreffen dann und wann mal ausfallen, weil die Tantchen um Tante Gerti sich einfach so ihrer Migräne hingeben. Das ist für die Konditorei Bräsebecker gar nicht gut (ich weiß, auch die Marienkäfer haben zu leiden, aber wir lassen das für unser Thema DRI mal außen vor...). Noch mehr leiden aber die ganzen fertigen berühmten Cordon-Bleu-Frikadellenkäsebrötchen mit herzhafter Gewürzremoulade, saftig grünen Gurkenscheibchen und prächtig roten Tomaten. Stetig gammeln sie in der Auslage vor sich hin und verzaubern schon bald alles um sich herum mit einem süßlich fauligen Geruch.

Das wiederum ist die Sternstunde von Deiner geliebten Tante Gerti! Denn wie Du ja weißt, Tante Gerti sieht vielleicht so aus, aber sie ist ja nicht doof. Sie geht freudestrahlend in die Konditorei Bräsebecker und kauft alle nicht mehr so berühmten Cordon-Bleu-Frikadellenkäsebrötchen mit teilweise grünlich-brauner Gewürzremoulade, schrumpelig gelben Gurkenscheibchen und matschig faulen Tomaten zum Schleuderpreis auf und stampft flugs in die Gemeinschaftsküche des Marienkäferzuchtvereins.

Du ahnst es schon.
Genau!
Da macht sie nämlich HDR!

Quasi scheibchenweise nimmt sie von jedem Cordon-Bleu-Frikadellenkäsebrötchen das, was gerade noch gut ist. Ein Scheibchen Schinken fein säuberlich auf die noch nicht stinkende Remoulade der noch nicht verschimmelten Brötchenunterseite des dritten Brötchens und die noch grüne Gurkenscheibe des vierten auf die halbwegs rote Tomate des fünften Brötchens usw. Tante Gerti wäre nicht Tante Gerti, wenn sie es nicht schaffen würde, auf diese Art und Weise ein absolut perfektes Cordon-Bleu-Frikadellenkäsebrötchen mit herzhafter Gewürzremoulade, saftig grünen Gurkenscheibchen und prächtig roten Tomaten hinzubekommen. Und zwar eins, das noch prachtvoller, geiler, schmackhafter, knackiger und besser ist, als es ein Original-Cordon-Bleu-Frikadellenkäsebrötchen der Konditorei Bräsebecker jemals gewesen wäre.

Und das so einfach und effektiv per Brötchen-HDR.

Per Ein-Knopf-DRI optimiert, sprich den dynamischen Bereich eines Bilds mit der Kamera-Tonwertkorrektur verbessert.
Die Farben werden natürlicher und frischer, die Schattenbereich unten im Bild detaillierter und der Himmel schön blau (und nicht weiß).

Eigentlich ist es das auch schon, denn soviel anders ist das mit Deiner Kamera auch nicht.

Wie anfangs beschrieben, schafft der Bildsensor Deiner Kamera zwischen der dunkelsten und hellsten Stelle Deines Motivs rund 9 Belichtungsstufen. Das kann für Fotos bei schwierigem kontrastreichen Licht z.B. in der Dämmerung, zur Blauen Stunde oder nachts zu wenig sein. Helle Lichter werden dann einfach blass weiss und dunklere Bereiche platt schwarz. Wie die Beispiel- Situationen oben bereits zeigen: das kann Dir auch tagsüber bei kräftigem Sonnenschein passieren, entweder ist die Landschaft richtig belichtet und zeigt Details, dafür ist aber der Himmel platschweiß oder der Himmel zeigt prima Strukturen durch schöne Wolkenzeichnungen, die Landschaft darunter schläft dafür schlecht erkennbar in der Dunkelheit.

So haben kreative Fotografen überlegt, was sie denn damals in solchen Fällen machten, als man sich noch mit Gradationen von Fotopapieren rumgeschlagen hat...... genau, die gute alte Belichtungsreihe kramte man hervor. Und was vor Jahren in der Dunkelkammer ein schier hoffnungsloses Unterfangen war, macht der Blechotto nebst Bildverarbeitungsprogramm relativ bequem und einfach möglich.



Du mußt folgendes machen:

Kamera auf´s Stativ und auf keinen Fall verdrehen oder kippen
3 Fotos von dem identischen Motiv (also auch nicht am Zoom spielen) mit jeweils unterschiedlicher Verschlußzeit machen
Die Blende darf dabei nicht verändert werden, sonst ergeben sich später Unschärfen aufgrund der Tiefenschärfe
Möglichst den Bereich von "zu dunkel" bis "zu hell" abdecken (ev-2 bis ev+2), ideal sind Kameras, die Belichtungsreihen automatisch können.

Diese 3 Fotos (mindestens brauchst Du übrigens zwei Fotos) entsprechen dann den einzelnen Leckerchen von Tante Gertis berühmten Cordon-Bleu-Frikadellenkäsebrötchen mit herzhafter Gewürzremoulade, saftig grünen Gurkenscheibchen und prächtig roten Tomaten.

Wie geht´s weiter?

Du brauchst ein Bildverarbeitungsprogramm, das die Ebenentechnologie beherrscht und Dir die Möglichkeit bietet, zu bestimmen, welche Tonwerte Du durch die deckungsgleichen Fotos Deiner Belichtungsreihe austauschen willst. Das können prinzipiell alle "großen Bildverarbeitungsprogramme" wie Photoshop, Paint oder PaintShopPro. Einfach ausgedrückt nimmst Du Dir den richtig belichteten Himmel von dem einen Bild und fügst ihn über die richtig belichtete Landschaft des anderen Bildes. Je mehr Bilder bei Deiner Belichtungsreihe entstanden sind, umso differenzierter kannst Du die Helligkeitswerte korrigieren.

Genaue Anleitungen, wie Du das mit Deinem Fotoprogramm hinbekommst, findest Du auf den Seiten der
Software-Hersteller. Ein einfaches "Mal-Ausprobieren" dürfte Dir aber bei etwas Grundwissen im Bereich der elektronischen Dunkelkammer schnell Erfolge bescheren.

Bilder oben und unten:
Beide Beispiele sind keine “echten” HDR aus mehreren Fotos, sondern eine “Ein-Klick-Optimierung im Programm PhotoImpact 12.
Jeweils links das unbearbeitete Original, rechts das im Tonwert korrigierte Bild.

oben: deutlich zu erkennen ist die Landschaft und die Kirche, der Himmel hat eine natürlichere Farbe.
unten: besonders die Schattenbereiche unten links im Bild und die Schattenseite der Baumäste sind besser belichtet

Klick vergrößert

Wie praktikabel ist das alles und was bringt es Dir?

Nun, ich finde, das ist ansich eine schöne Sache, dass man solche Dinge so beeinflussen kann. Ich nutze diese Technologie in Ausnahmefällen auch. Aber die Praxis ist so ziemlich das allerletzte. Du mußt ständig mit dem Stativ unterwegs sein, geduldig Deine Belichtungsreihe machen und dann ist alles auch noch beschränkt auf sich nicht bewegende Motive (die huschen Dir nämlich während der Belichtungsreihe einfach so weg). Also alles in allem eine theoretische Sache, die wenig praktikabel und vom Einsatz her sehr speziell ist. Klar, das Ergebnis eines sauber verarbeiteten HDR ist beeindruckend, aber doch eher eine Bastelstunde für Begeisterte. Die Schärfe wird durch HDR übrigens nicht gesteigert, es beschränkt sich alles auf ausgleichende Veränderungen der Bildhelligkeiten.


Fazit
Nichts für den bequemen Fotoalltag



Alternativen
Der R@lfonso online Tipp Nr. 1
Ich würde ja nicht eine ganze Rubrik über HDR schreiben, um Dich dann am Ende im Regen stehen zu lassen... :-))
In vielen Bildverarbeitungsprogrammen findest Du eine genial simple Möglichkeit, Tante Gerti´s Cordon-Bleu-Frikadellenkäsebrötchen mit herzhafter Gewürzremoulade, saftig grünen Gurkenscheibchen und prächtig roten Tomaten auf Knopfdruck (sprich Klick) kameratypenspezifisch zu optimieren.

Das heißt dort beispielsweise:
"Dynamischen Bereich eines Bildes mit Kamera-Tonwertkorrektur verbessern"

und arbeitet mit den im Bild verborgenen aber vorhandenen Belichtungsdaten. Die Ergebnisse sind abhängig von der Qualität Deiner Kamera, aber echt verblüffend gut. Der Vorteil liegt klar auf der Hand:
Du brauchst nur ein Foto und kannst prinzipiell jedes Foto im Nachhinein verbessern, es geht schnell und ist unkompliziert.

Ich finde, eine echte Alternative zum professionellen (und echten) HDR und weitaus anwenderfreundlicher, natürlich (und das weiß ich auch) mit qualitativen Zugeständnissen (aber bevor ich gar keine Lust habe überhaupt zu fotografieren, weil ich kein Bock habe das Stativ mitzuschleppen, minutenlang Belichtungsreihen schiessen muß und dann nochmal endlos am Blechotto Ebenen zusammenschustere, ist das allemal besser...).

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Ebenfalls kein “echtes” HDR aus mehreren Fotos, sondern eine “Ein-Klick-Optimierung im Programm PhotoImpact 11, wie oben beschrieben. Das Foto entstand im Hafen von Stralsund, Gorch Fock.

Der R@lfonso online Tipp Nr. 2
Ein weiterer Tipp zur vereinfachten Erstellung von HDR und insbesondere von beweglichen Motiven eröffnet allen Besitzern einer DSLR neue Wege. Wenn Deine Kamera die Möglichkeit bietet, RAW- Dateien zu erstellen, hast Du automatisch brauchbares Ausgangsmaterial für "HDR- ähnliche" Fotografien. Die Ausgangssituation ist ähnlich, wie bei echten HDR- Vorlagen: Du brauchst drei Fotos mit unterschiedlichen Helligkeitswerten (dunkel - ausgewogen - hell).
Beim klassischen HDR erlangst Du sie über die oben beschriebene Belichtungsreihe; dann arbeitest Du dort mit drei LDR- Fotos als Ausgangsmaterial.

So bekommst Du drei LDR- Fotos aus einer RAW- Datei:
die drei Fotos erlangst Du, indem Du aus der RAW- Datei eine im EV- Wert reduzierte Version, eine ausgewogen durchschnittliche Version und eine erhöhte Version (also eine helle Variante) erstellst und jeweils als einzelnes Bild im JPG- oder TIF- Format speicherst. Da das RAW- Format alle Bilddaten ohne ein ausgewogenes Licht-Schatten-Verhältnis enthält, eignet sich dieses "digitale Negativ" sehr gut für solche "Spielchen". Am besten funktioniert das logischerweise mit ausgewogen belichteten RAW- Dateien. Der Hauptvorteil dieser HDR- Vorlagen- Beschaffung ist die Tatsache, dass Du jedes RAW- Foto nehmen kannst, also auch von bewegten Motiven, die keine drei Einzelfotos (mit Stativ) möglich gemacht hätten.

Wenn Du anstelle Deines Bildverarbeitungsprogrammes ein spezielles HDR- Programm nutzt, eröffnen sich für den weiteren Verarbeitungsablauf ganz neue Horizonte. Es gibt zahlreiche gute kostenpflichtige Programme, aber auch zwei sehr gute Freeware- Programme, die verblüffend gute Ergebnisse erzielen:

Traumflieger-DRI-Tool V2.0

Luminance HDR
(vormals Qtpfsgui)

Du lädst die drei LDR- Fotos in das Programm und lässt es ordentlich rechnen. Es entsteht ein Bild mit erweitertem Kontrastumfang, das nun alle hellen und dunklen Details beinhaltet. Leider ist dieses Bild nicht darstellbar. Die Problematik ist oben beschrieben, ein Bildschirm schafft nur 10 Blendenstufen und ein gedrucktes Bild gerade mal 6....

Darum erfolgt ein weiterer Bearbeitungsschritt, der bei den beiden o.g. Programmen mehr oder weniger automatisch abläuft. Das "Herunter-Rechnen" des HDR- Bildes in ein darstellbares LDR- Bild mit ausgewogenen Lichtverteilungen nennt man Tone- Mapping. In vielen Programmen bestehen hier noch diverse Eingriffsmöglichkeiten und bieten unterschiedliche Varianten, wie das endgültige Bild später aussieht.
Wenn Du Spaß an Bildveränderungen hast, kannst Du hier diverse künstlerische Einflüsse umsetzen.

Ein HDR-Foto vom Darß bei Prerow
Dieses Bild entstand aus einem Bild im RAW- Format, wie oben beschrieben.

Noch ein weiteres Beispiel:

Ein weiteres HDR-Foto vom Darß bei Prerow
Dieses Bild entstand aus einem Bild im RAW- Format, wie oben beschrieben.

Wenn Du Spaß an Bildveränderungen hast, kannst Du mit der Kombination HDR / Tone-Mapping diverse künstlerische Einflüsse umsetzen:

Diese drei Beispiele sind mögliche Varianten, die sich aus dem Tone- Mapping ergeben können. Da ist Deine Kreativität gefragt. Aber auch ohne derartige Ergebnisse, führt das nachträgliche Korrigieren der Kontrastwerte und des Dynamikumfanges zu deutlich schöneren Fotografien. Diese Methode, aus einem RAW- Foto ein HDR- Bild zu generieren ist natürlich kein echtes HDR, aber allemal hilfreich und, wie erwähnt, besonders tauglich für sich bewegende Motive.



Abschließend noch eine kleine Anmerkung:

HDR sind künstlich veränderte Fotografien. In einem HDR- angepasstem Foto sind alle Kontrastzonen eines Bildes zusammen geführt und gleichzeitig sichtbar gemacht. Das kann bei manchen Fotos befremdend wirken, denn der Betrachter kennt die Welt nunmal kontrastreich mit hellen Flecken und dunklen Ecken. Darum solltest Du Dein Bildergebnis dahingehend kritisch hinterfragen, ob der erzielte Effekt auch wirklich so gewünscht ist und gegebenenfalls nochmal mit anderen Werten experimentieren.

Hier gehts weiter in der Fotoschule.

In der Rubrik Email-Fragen habe ich konkrete Tipps und Einstellungsbeispiele für Nachtaufnahmen hinterlegt.
Guckst Du HIER
 

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