Was sind HDR Aufnahmen und wie werden sie erzeugt?

Der eigentliche Zweck einer handelsüblichen Digitalkamera ist es, ein Abbild dessen zu erzeugen, was der Mensch wahrnimmt. Das dies nicht immer gelingt, sieht man an vielen Aufnahmen, die zwar technisch einwandfrei sind, aber eben nicht alles zeigen, was das menschliche Auge sieht. Wer schon einmal einen Sonnenuntergang photographiert hat, kennt das Problem. In der Realität konnte man den schönen, farbigen Himmel sehen, aber auch die Häuser, Bäume und Menschen im Vordergrund konnte man zwar schwächer als am Tage, aber immer noch gut wahrnehmen. Photographiert man diese Szene nun, dann sind Himmel und Sonnenuntergang realistisch wiedergegeben, alles andere aber viel zu dunkel oder gänzlich schwarz. Versucht man nun beim nächsten Bild den Vordergrund richtig darzustellen, erscheint der Himmel viel heller als in der Realität, oder sogar komplett weiß.

Das Problem ist ein gegenüber dem Auge eingeschränkter Kontrastumfang, so dass bei großen Helligkeitsunterschieden die Kamera viel früher an ihre Grenzen stößt. Trotzdem gibt es eine Möglichkeit, die Szene annähernd realistisch zu photographieren, indem man den Kontrastumfang der Kamera durch das Anfertigen von mehreren Aufnahmen erhöht (DRI, Dynamic Range Increase = Erhöhung des Kontrastumfangs).

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Die Grafik zeigt im oberen Balken den Kontrastumfang einer Beispielsituation. Die drei Balken darunter demonstrieren, wie groß der Kontrastumfang einer Kamera im Verhältnis dazu ist. Auf den ersten Blick kann man erkennen, dass die Kamera diese Szene mit einer Aufnahme nicht realistisch darstellen kann. Es sind drei Aufnahmen notwendig, um Details sowohl in den hellen als auch in den dunklen Stellen zu erhalten. Man muss in diesem Fall also eine Belichtungsreihe aus drei Bildern erstellen. In anderen Situationen können je nach Kontrastumfang in der Realität auch zwei Aufnahmen reichen, oder mehr als drei notwendig werden. Eine Pauschale Lösung existiert nicht, wichtig ist jedoch, dass sich die Kontrastumfänge der einzelnen Aufnahmen deutlich überlappen. Die Belichtungsreihe erstellt man entweder über die kamerainterne Funktion, oder manuell, indem man bei gleicher Blendeneinstellung und gleicher Empfindlichkeit mit unterschiedlichen Belichtungszeiten arbeitet (eine Verstellung der Blende würde auch den Schärfebereich verändern, was bei der Überlagerung zu Problemen führen kann). Während der Erstellung der Aufnahmen sollte die Kamera nicht bewegt werden.

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Anschließend müssen diese drei Bilder zu einem einzigen verschmolzen werden. Ein Programm, dass speziell für diesen Einsatzzweck entwickelt wurde, ist Photomatix. Dieses verrechnet die einzelnen Aufnahmen zu einem HDRI (High Dynamic Range Image = Bild mit hohem Kontrastumfang). Da der Kontrastumfang von normalen Monitoren oder Fotopapieren jedoch ähnlich wie der einer Kamera zu gering ist, um ein HDRI realistisch wiederzugeben, muss dieses Bild in ein darstellbares Format verrechnet werden. Der Kontrastumfang muss also zur Wiedergabe wieder reduziert werden. Dieses Verfahren wird Tonemapping bezeichnet, da nicht einfach die hellen und dunklen Bereich „abgeschnitten“ werden, sondern das Programm die hellen Zonen abdunkelt und die dunklen aufhellt. Wie dies geschieht lässt sich steuern, so dass der Eindruck im endgültigen Bild dem realistischen Eindruck möglichst ähnlich gestaltet werden kann. Somit entsteht eine Photographie, die der Realität deutlich näher kommt als klassische Aufnahmen.

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Das Programm Photomatix (siehe Abbildung) kann automatisch ein HDR Bild aus der Gradationskurve aus dem Farbprofil der einzelnen zu verschmelzenden Bilder erzeugen. Dazu müssen nur die Bilder einer Belichtungsreihe an Photomatix übergeben werden und die Software rechnet diese anschließend zu einem HDR Bild zusammen. Empfohlen ist dabei, eine Belichtungsreihe immer unter Zuhilfenahme eines Stativs zu erzeugen. Wenn jedoch eine Belichtungsreihe Freihand aufgenommen wurde, weil evtl. gerade kein Stativ zur Verfügung stand, kann Photomatix auch hier unterstützen. Genaugenommen kann mittels der Funktion "Ausgangsbilder ausrichten mit" ein gegenseitiges Ausrichten der Bilder automatisiert stattfinden. Sollten dabei Geisterbilder auftreten, kann versucht werden, diese mit der Funktion "Versuche Geisterbilder zu unterdrücken" zu beseitigen. Die Software Photomatix ist einfach zu bedienen und erzeugt meist sehr brauchbare Ergebnisse.

Beide Beispielaufnahmen ganz oben wurden mit Photomatix aus jeweils drei Bildern erzeugt. Die Innenraumaufnahmen entstanden mit der Nikon D700 Vollformat DSLR Kamera mit dem AF-S NIKKOR 14-24mm 1:2,8G ED SWD Objektiv bei einer Ultraweitwinkel-Brennweite von 14mm nach KB unter Zuhilfenahme eines Stativs. Die Aufnahmen des Sonnenuntergangs entstanden mit der Canon EOS 50D DSLR Kamera Freihand. (sas)