High-Dynamic-Range-Bilder ohne Spezialhardware

Bei einer Szene im Freien mit Sonnenschein und Schatten nimmt das Auge Kontraste bis zu 1:1000 000 wahr. Die für Displays übliche Farbtiefe von 24 Bit wirkt dagegen bescheiden: Pro Farbkanal stellt sie maximal 256 Abstufungen dar. Der Kontrastumfang von TFT-Monitoren beschränkt sich typischerweise auf 1:700. Digitalkameras bilden Kontrastwerte von rund 1:1000 ab. Keines der heute gängigen digitalen Medien kommt den Fähigkeiten des menschlichen Auges auch nur nahe.

Zwar gibt es Profi-Drucker, -Scanner, -Kameras und -Monitore [1], die mehr Farbschattierungen erfassen, sie schlagen aber mit Preisen zwischen mehreren Tausend und Zigtausend Euro zu Buche. Wenn der Begriff HDR (High Dynamic Range) fällt, handelt es sich daher meist um Etikettenschwindel. Verfahren, die den Dynamikumfang der Digitalkamera durch Belichtungsreihen erhöhen oder die Darstellung auf normalen Monitoren durch lokale Kontrastoptimierung verbessern, sollten eher DRI heißen (Dynamic Range Increase) und nicht HDR.

DRI-Verfahren (Abbildung 1) versuchen die Detail- und Kontrastwiedergabe zu optimieren, obwohl Low-Dynamic-Range-Geräte die Bilddaten zur Verfügung stellen (Digitalkamera) und anzeigen (Bildschirm oder Drucker). Lediglich zum Speichern der Bilddaten auf dem Rechner kommen HDR-Dateiformate zum Einsatz. Dafür ist keine spezielle Hardware erforderlich. Die geeignete Software stellt diese Bitparade vor.

Abbildung 1: DRI-Verfahren (Dynamic Range Increase) nutzen die gesamte Farbtiefe von Mehrfachbelichtungen, um Aufnahmen mit besonders leuchtenden Farben und besser sichtbaren Details in den hellen und dunklen Bildbereichen zu erzeugen.

Sandwich-Technik

Eine Art Poor Man\'s HDR entsteht mit Hilfe des Tricks, neben einer richtig belichteten Aufnahme das Motiv auch noch gezielt über- und unterzubelichten. Dies ist die einzige Möglichkeit, mit konventionellen Digitalkameras in den HDR-Bereich vorzustoßen. Abbildung 2 zeigt die Dreierserie eines Motivs. Zusammengenommen bilden die drei Bilder sowohl die hellen als auch die dunklen Stellen in der Szene kontrastreich ab. Drei Aufnahmen reichen in diesem Fall also aus. Wer besonders helle Gegenstände wie eine leuchtende Glühlampe samt Umgebung abbilden möchte, braucht eine Reihe mit mehr Fotos.

Abbildung 2: Eine Belichtungsreihe hilft dem Sensor der in die Jahre gekommenen Digitalkamera Canon EOS 300D auf die Sprünge: Auf dem unterbelichteten Bild links (1/800, f16) ist die Sonne erkennbar, auf dem rechten, überbelichteten (1/400, f8) die Fassade. Die Aufnahme in der Mitte mit korrekter Belichtung (1/400, f11) zeigt, wo die Grenzen der Kamera liegen: Die Sonne ist nicht erkennbar und die Fassade wirkt kontrastarm.

Viele aktuelle Digitalkameras erstellen Belichtungsreihen automatisch. Ist dies nicht der Fall, wie etwa bei der eingesetzten Canon EOS 300D, hilft manuelles Einstellen einer Über- und Unterbelichtung von zwei Zeit- und Blendenstufen bei Außenaufnahmen mit Sonnenschein. So entstehen Dreierreihen mit brauchbarem Kontrastumfang.

Qtpfsgui

Wenn die Kamera während der Aufnahme der Belichtungsreihe nicht verrutscht ist, dann ist das Zusammenfügen der Aufnahmen mit Qtpfsgui [2] leicht: auf »New HDR« klicken und mit »Load Images« die Dateien laden. Danach auf »Next« klicken, und schon öffnet sich der »Bearbeiten«-Screen, in dem der Anwender überprüft, ob die Teilbilder passgenau übereinanderliegen, und bei Bedarf verschiebt.

Eine Autoalign-Funktion, die auf der Panoramabild-Software Hughin [3] basiert, gibt es auch. Sie setzt das Kompilieren der SVN-Version von Hughin voraus. Im Test stürzte die Software dabei allerdings reproduzierbar ab. Mit der Vorschau, die zwei Bilder invertiert übereinanderlegt, gelingt das Ausrichten der Aufnahmen jedoch auch per Hand leicht.

Im folgenden Schritt stellt das Programm mehrere Überlagerungsalgorithmen zur Wahl. Meist passt bereits die Standardeinstellung. Das aus der Überlagerung der Belichtungsreihe entstandene HDR-Bild öffnet Qtpfsgui im Hauptfenster.

Wie bei Bildern, die bereits als HDR-Datei vorliegenden, muss der Anwender unter Umständen den blau markierten Bereich im Histogramm verschieben (Abbildung 6), damit die Software das Bild anzeigt. Mehr zum Ausschnitt aus dem Farbspektrum weiter unten.