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Panoramafotografie Teil 5 – HDR Panoramen

Martin Wolfert, bei uns als „lichttraeumer” unterwegs, beschäftigt sich im fünften Teil seiner Serie zur Panoramafotografie mit HDR-Panoramen.

Schloss Ettlingen

Schloss Ettlingen

Martin Wolfert:
Dieser Artikel stellt meinen Weg zu HDR-Panoramen vor, reißt jedoch auch andere Wege an. Zum Thema HDRI Technik findet ihr knackig-kurze Informationen, aber keinen HDR-Kurs und auch keinen Marktüberblick über HDRI-Tools.

HDR Technik, eine (sehr) kurze Erklärung:
Man spricht von HDRI-Technik: High Dynamic Range Images (HDRI)
Technisch gesehen sind HDRI’s Bilder mit einer Farbtiefe von 32-Bit. Damit lassen sich Helligkeitswerte im zehnstelligen Bereich problemlos darzustellen.

Im Vergleich dazu besitzt ein JPEG-Bild eine Farbtiefe von 8-Bit (256 Helligkeitswerten) und damit einen Dynamikumfang von 255:1. Das TIF-Format – als eine Art Zwischenstufe – bietet eine Farbtiefe von 16-Bit und damit 65.536 Helligkeitswerte an. Im allgemeinen Sprachgebrauch bezeichnet man Bilder mit einer Farbtiefe von kleiner 32-Bit als Low Dynamic Range Images (LDRI) oder auch einfach DRI.

Ergänzend sei erwähnt, dass es meines Wissens immer noch keine Monitore oder andere Ausgabemedien für den Endverbrauchermarkt gibt, die ein HDR-Bild vollständig korrekt darstellen können. HDR-Bilder müssen für eine Darstellung auf einem handelsüblichen Monitor somit immer als DRI Bilder herunter- umgerechnet werden. Dies kann z.B. mit einer speziellen HDR-Software, ich bevorzuge Photomatix Pro, erledigt werden.

Was bedeutet „mehr Dynamikumfang“ für mein 360° Panoramamotiv?
An einem schönen, sonnigen Tag kann man von einem Dynamikumfang in einem Foto von ca. 1.000.000:1 ausgehen. Diesen Dynamikumfang kann selbst unser menschliches Auge ohne Adaption nicht korrekt abbilden. Somit liegt es nahe, dass man den größten und den kleinsten Helligkeitswert eines sonnenbestrahlten 360° Panoramamotivs nicht vollständig mit einem „normalen“ JPEG-, TIF- oder RAW- Bild darstellen kann. Helle Bereiche „fressen aus“, dunkle Bereiche „saufen ab“. Man verliert in beiden Fällen wertvolle Bildinformationen.

Das gilt insbesondere dann, wenn das 360° Panoramamotiv eine Innenaufnahme mit dunklen Bereichen auf der einen und sonnenbestrahlten Fenstern auf der anderen Seite ist.
Auch in Zeiten modernster, digitaler Kameratechnik ist die HDRI-Technik mein Mittel der Wahl, wenn ich Innenpanoramen fotografiere.

Altar der Kathedrale zu Bayeux

Altar der Kathedrale zu Bayeux. DRI Aufnahme des Altarraumes.

Wie fertige ich nun ein HDR Bild an?
Ein HDR-Bild besteht im Prinzip aus mehreren Bildern (desselben Motivs), die in einer Belichtungsreihen fotografiert, übereinander gelegt und mit einer HDRI-Software miteinander „verrechnet“ werden. Danach kann man in der HDRI-Software das entstandene HDR-Bild mit Hilfe verschiedener Methoden zu einem LDR-Bild herunter beziehungsweise umrechnen.

Fotografiert man zum Beispiel das Innenpanorama einer Kathedrale, dann ist die Kamera sehr wahrscheinlich auf einem Stativ befestigt. Längere Belichtungszeiten stellen also kein Problem in Bezug auf Verwackelungen dar.

Wie üblich wird die Kamera dabei komplett manuell betrieben und eine „förderliche Blende“ eingestellt; also etwa Blende 8. Bei der Belichtungszeit stellt man nun einen Wert ein, der ein Mittel zwischen dem hellsten und dunkelsten Bereich des Motivs / Innenraumes bildet.
Bei den meisten digitalen Spiegelreflexkameras gibt es eine bereits eingebaute Funktion, um eine Belichtungsreihe automatisiert durchzuführen.

Eine Belichtungsreihe

Eine Belichtungsreihe

Bei meiner Nikon D800 kann diese Funktion mit der „BKT“ (Bracketing) Taste angesprochen werden. Alle digitalen Nikon Spiegelreflexkameras bieten Belichtungsreihen mit einer Abstufung von +/- 1EV an. Dabei kann man bis zu 9 Bilder pro Belichtungsreihe machen. Bei Canon Kameras ist es glaube ich eine Granularität von +/- 2EV bei 5 Bildern pro Belichtungsreihe.
Die Anzahl der Belichtungen in einer Belichtungsreihe pro Panoramasektor hängt stark von den Helligkeitsunterschieden der Umgebung ab. Ich benutze meist drei oder fünf Bilder in einer Belichtungsreihe.

Hier ein Beispielbild, das in den Lichtern sicher nicht optimal ist.

Bayeux Kathedrale Krypta

Bayeux Kathedrale Krypta

Das Bild der Krypta der Kathedrale in Bayeux stellt auch für ein DRI-Panorama eine problematische Szenerie dar. In der Krypta war es wirklich sehr dunkel. Im Mittel lag die Belichtungszeit bei 1,3 Sekunden bei Blende 8 und ISO 200. Auf der Linken Seite sieht man durch ein Fenster aus der Krypta hinaus in den Innenraum der Kathedrale. Weiterhin sieht man auch das Fenster der Kathedrale mit Blick nach draußen. Dieses Motiv habe ich mit einer Belichtungsreihe aus drei Bildern aufgenommen. Mit einer größeren Belichtungsreihe von sieben oder gar neun Bildern hätte man sicherlich mehr Bildinformationen, vor allem in den Lichtern, erreichen können.

Wie funktioniert HDRI- und (360°) Panoramatechnik zusammen?
Es gibt wie so oft keinen Königsweg für DEN Workflow. Aus meinem Wissen heraus jedoch drei gangbare Lösungen:

1. HDR to Panorama
2. Panorama to HDR
3. HDR Panorama mit PTGui

Ich möchte ausnahmsweise in umgekehrter Reihenfolge starten und auch ein Bekenntnis ablegen.

Punkt Eins: HDR Panoramen mit PTGui.
Damit habe ich noch nie gearbeitet und somit keinerlei Erfahrungen. Das hat zwei Gründe:

1. Meiner Meinung nach wurde jede Software zu einem bestimmten Zweck programmiert. PTGui ist für meinen Begriff eine reine Stitchingsoftware. Diesen Job erledigt das Programm mit Bravour und meiner Meinung nach als Klassenprimus. Daher bin ich der festen Überzeugung, dass PTGui nicht über die Mittel und Qualität einer spezialisierten HDR Software verfügt.

2. Nutzt man die Viewpointfunktion von PTGui, so frage ich mich, ob man für jedes Nadirbild einer HDR-Belichtungsreihe Kontrollpunkte von Hand setzen muss, oder ob PTGui eine „intelligente Logik“ besitzt, um gesetzte Kontrollpunkte eines „HDR-Nadirbildes“ auf andere Bilder der Belichtungsreihe zu übertragen.

Da würden mich wirklich Eure Erfahrungen interessieren.

Bayeux Kathedrale Krypta

Bayeux Kathedrale Krypta

Punkt Zwei: Panorama to HDR
Damit ist gemeint, zuerst die Panoramen aus den jeweiligen Belichtungsreihen zu stitchen und danach die entstandenen „Panorama-Belichtungsreihen“ zu einem HDR zu überblenden.
Für mich nur die zweitbeste Wahl, da die zugrundeliegenden Bilder aus den Belichtungsreihen natürlich entweder zu hell, zu dunkel oder eine gemittelte Belichtung besitzen. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass eine Stitching-Software in jeder Belichtungsstufe der Ausgangsbilder Probleme beim generieren der Kontrollpunkte bekommen kann. Ungenauigkeiten beim Stitching-Prozess sind somit eher möglich.

Punkt Drei: HDR to Panorama
Damit ist gemeint, mit einer HDR-Software zuerst die Belichtungsreihe jedes Panoramasektors zu einem HDR-Bild zu verrechnen, um danach erst die resultierenden LDR-Bilder zu einem Panorama zu stitchen. Diese Methode hat für mich aus folgenden Gründen unschlagbare Vorteile:
1. LDR-Bilder zeigen sehr viel mehr Details, sowohl in den Lichtern, als auch in den Tiefen
2. mehr Details in den Einzelbildern erleichtert der Stitching-Software das Finden von korrekten Kontrollpunkten
3. für Belichtungsreihen der gleichen Location kann man die Erzeugung der HDR-Bilder automatisieren

Photomatix Ergebnisse

Photomatix Ergebnisse

Ich arbeite seit vielen Jahren ausschließlich mit dem „HDR to Panorama Wokflow“.

Welche Erfahrungen habt ihr mit den drei Lösungsansätzen schon gemacht?
Vielleicht gibt es noch andere Wege, die zum Ziel führen?

Zum Schluss:
Für DRI-Panoramen gilt – im Vergleich zu „normalen“ Panoramen noch viel mehr die Devise: üben, üben und nochmals üben.
Es gilt immerhin zwei unterschiedliche Techniken zu meistern, um zu ein überzeugenden Endergebnis zu kommen. Über die Wirkung von DRI-Bildern lässt sich ja trefflich streiten. Wie wohl ziemlich jeder hatte auch ich meine „HDR Hochphase“. Die resultierenden Ergebnisse habe ich jedoch aus meinen Bildarchiven und meiner Erinnerung getilgt :)
Seitdem versuche ich die HDR-Technik nach dem Motto „weniger ist mehr“, natürlich wirkend, einzusetzen.

Ich hoffe wie immer, Euch mit meinen Ausführungen ein klein wenig helfen zu können.

Hier findet Ihr den Blog von Martin Wolfert