Dies ist eine Bezahl-Funktion
Premium-Nutzer knnen schon ab 4 € im Monat alle Funktionen der fotocommunity nutzen.
  • In allen Foren lesen und schreiben
  • Aktbilder hochladen und anschauen
  • Am Galerie-Voting teilnehmen
  • Bis zu 30 Fotos pro Woche hochladen
> Jetzt Premium-Mitglied werden
 
 
 
 
spacer.gif

DRI

Inhaltsverzeichnis

Was ist DRI?

Dynamic Range Increase heit das Zauberwort. Zauber deshalb, da wir mit dieser Bildbearbeitungstechnik den Dynamikumfang unserer Aufnahmen aus Digitalkameras verbessern knnen. Und das ohne Firmware Hack! Der Begriff DRI stellt dabei einen Oberbegriff fr z.Zt. zwei mgliche bekannte Verfahren dar. Zum einen das direkte berblenden von verschiedenen Belichtungen mit Hilfe von Ebenen und Masken (Exposure Blending), zum anderen die Erzeugung von HDR (High Dynamic Range) Dateien und anschliessendem Tone Mapping. Mehr dazu weiter unten.

Jeder hat es schon erlebt: Eine wunderschne Nachtaufnahme mit einer Belichtungszeit von 30 Sekunden. Sieht immer toll aus. Blende schn zu, damit das Foto scharf wird bis in die letzte Ecke. In der Regel klappt das prima, es sei denn wir haben es hier und da mit hellen Lichtquellen zu tun. Dieses helle Licht wollte eigentlich nicht so lange belichtet werden, der Rest des Bildes schon. Das Ergebnis ist dann ein hsslicher, ausgefranster, weggebrochener Lichtfleck im ansonsten schn belichteten Foto ohne jegliche Struktur.

vergrern
vergrern

An den Beispielbildern kann man das erkennen. 1. Aufnahme ohne Bearbeitung, 30 sec.

Das zweite Bild zeigt das Ergebnis nach der DRI-Bearbeitung.

Durchfhrung des DRI

Zur Erhhung des Dynamikumfangs eines Bildes gibt es verschiedene, mehr oder weniger elegante Mglichkeiten. Anfangsvoraussetzung fr die meisten Verfahren ist eine Belichtungsreihe bei der jedes Bild mit einer anderen Belichtungszeit aufgenommen wird. Blende, Brennweite und die Kameraposition sollten dabei mglichst nicht verndert werden. Die Belichtungszeiten sollten so gewhlt werden, dass es fr jeden Bereich, sei es nun ein Licht, oder eine dunkle Partie, eine Aufnahme gibt, auf der der Bereich optimal belichtet ist. Es empfielt sich einige Aufnahmen mehr zu machen, beginnend von leichter berbelichtung, bis zu Aufnahmen die Tatschlich nur noch die Lichter (Leuchtmittel) zeigen. Als Beispiel fr die Durchfhrung des DRI sei auf zwei Verfahren hingewiesen:

Erstes Verfahren:
berlagerung ausgewhlter Bildausschnitte (Exposure Blending)

Nachfolgend wird die Methode des Exposure Blendings beschrieben. Alternativ und deutlich komfortabler lsst sich das aber auch softwaregesteuert mit diesem Freeware-Tool (http://www.traumflieger.de/desktop/DRI/dri_tool.php) oder den ebenfalls kostenlos verwendbaren Belichtungskombinationen von Photomatix Pro (http://hdrsoft.com/de) erledigen.

Die Idee bei der berlagerung ausgewhlter Bildausschnitte aus den verschiedenen Fotos der Belichtungsreihe ist eigentlich relativ einfach: Man beginnt mit dem am lngsten belichteten, also hellsten Bild. Anschlieend legt man die nchst dunklere Aufnahnme in einer separaten Ebene darber. Man fhrt fort, bis die dunkelste Belichtung als Ebene eingelesen ist. Auf diese Weise bekommt man ein Bild, welches z.B. aus fnf oder sieben Ebenen besteht.

Nun beginnt man mit der oberen dunklen Ebene und whlt die Lichter aus (PS hat dazu eine Funktion in Gimp whlt man nach Farbe und klickt ins dunkle). Bei dieser ersten Auswahl sollte eine relativ schmale Auswahlkante eingestellt sein, da nur relativ wenige Lichter ausgewhlt werden.

Nun wird eine Ebenenmaske basierend auf der bestehenden Auswahl gebildet. Somit werden jetzt nur noch die Lichter dieser Ebene dargestellt und die unterbelichteten Bereiche werden "maskiert".

In gleicher Weise verfhrt man mit den weiter darunterliegenden Ebenen, wobei die Auswahlkante jeweils etwas breiter gewhlt wird. Damit erzeugt man weiche bergnge zwischen den Ebenen und vermeidet sichtbare Kanten. Auch der Wert fr die Lichter kann leicht angepasst werden, da man ja immer mehr Flche auswhlt je heller die Belichtung ist.

Die Verwendung der Ebenen in Verbindung mit der Ebenenmaske hat den Sinn, das ganze nachtrglich ndern zu knnen, wenn das Ergebnis noch nicht optimal erscheint. Eine Maske ist schnell gelscht und mit etwas genderter Auswahlkante neu erstellt.

Treten trotz dieser Verfahrensweise noch Kanten hervor kann man die jeweiligen Ebenen mit einer Transparenz versehen, sie also nur Teilweise in das Bild einrechnen lassen (oder man htte ruhig noch eine Belichtung mehr machen sollen).

Das ganze sollte man ruhig 20 mal ben um einen Begriff von den Werkzeugen Auswahlkante, Transparenz oder Ebenenmaske zu bekommen. Nicht verzagen, wenn zunchst nicht zufriedenstellende Ergebnisse herauskommen. Zudem sei angemerkt, dass verschiedene Motive auch leicht unterschiedliche Werte verlangen. Die absolute Nachtaufnahme mit dunklem Himmel und Industrieanlage (hohe Dynamik) bentigt mehr transparente Ebenen als z.B. Aufnahmen zur blauen Stunde, wenn noch ausreichen Resthelligkeit vorhanden ist (weniger hohe Dynamik).

Wer Lust hat, kann das einfach mal ausprobieren, es kostet Dank der Digitaltechnik ja nicht mehr als die Zeit.

Nachteil des Verfahrens kann sein, dass aufgrund der Ineinanderkopiererei der verschiedenen Bilder auch trotz gegltteten Auswahlkanten an den bergngen Schatten und Rnder entstehen. Daher gibt es in der professionellen Bildbearbeitung noch ein weiteres DRI-Verfahren:

Zweites Verfahren:
HDR/Tonemapping - Berechnung der realen Lichtintensitt (HDRI erzeugen) und anschlieende Kompression (Tonemapping)

Auch wenn es auf den ersten Blick etwas kompliziert aussieht, ist es doch mit relativ einfachen Mitteln mglich, die whrend des Zeitpunkts des Fotografierens herrschenden Lichtverhltnisse aus den verschiedenen Bildern der Belichtungsreihe zu berechnen. Anhand der relativen Helligkeitswerte der einzelnen Bildpunkte untereinander ist es dann mglich, ein neues Bild zu erstellen, in dem das komplette Helligkeitsspektrum auf den in der Bilddatei darstellbaren Bereich "zusammengestaucht" wird.

Die ursprngliche Idee des Verfahrens stammt von Paul E. Debevec und Jitendra Malik und ist zusammen mit den Vorteilen des Verfahrens auf der Hompage von P. E. Debevec (http://www.debevec.org/Research/HDR/) sehr detailliert beschrieben.

Stark vereinfacht gehen Debevec und Malik davon aus, dass die Helligkeit eines Bildpunktes das Produkt aus der realen Helligkeit des Punktes und der Belichtungszeit ist. Dividiert man diese Gleichung durch die Belichtungszeit, kann man von der Helligkeit des Bildpunktes auf die reale Beleuchtungssituation zurckschlieen. Als tatschliche Helligkeit eines Bildpunktes wird dann ein gewichtetes Mittel der Summe aller berechneten Helligkeitswerte des Punktes in den verschiedenen Bildern angenommen. Dabei wird der Prozentsatz, zu dem ein Helligkeitswert in die Summe eingeht davon abhngig gemacht, in welchem Bereich des darstellbaren Farbraums sich der Punkt befindet. Werte aus Bildern, an denen der Punkt berstrahlt ist oder in der Dunkelheit absuft, werden dabei natrlich nur mit einem sehr geringen Anteil eingehen, whrend mittelhelle Werte strkeren Einfluss ausben.

In der Realitt ist das Verfahren natrlich noch ein wenig aufwndiger, da in der Regel kein linearer Zusammenhang der Tonwerte der Ausgangsbilder zu den realen Farbwerten besteht. Ganz im Gegenteil ist es sogar so, dass dieser Zusammenhang von Kamera zu Kamera unterschiedlich sein kann, weshalb in das Verfahren noch eine individuelle Transformationsfunktion hineingerechnet wird.

Zum Glck muss man diese Berechnungen aber nicht alle selbst durchfhren, sondern kann dies von Softwareprogrammen erledigen lassen, welche es zum Teil sogar kostenlos gibt. Ein Beispiel hierfr ist HDR Shop (http://www.hdrshop.com/), dessen Version 1 zu nicht-kommerziellen Zwecken kostenlos zum Download steht.

Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass durch die Summierung der Daten aus mehreren Bildern fr jeden Bildpunkt ein evtl. vorhandenes Rauschen in den Bildern minimiert wird. Auch entstehen hier keine bergangsrnder an Stellen, an denen Teile aus einem anders belichteten Bild eingefgt wurden.

Eine solche HDR Datei lsst sich aber zunchst auf handelsblichen Monitoren nicht zufriedenstellend anzeigen oder ausdrucken. Aufgrund des sehr hohen Kontrastumfangs der HDR Datei, den normale Monitore nicht vollstndig darstellen knnen, brechen scheinbar doch wieder die Lichter weg, bzw. laufen die Schatten scheinbar zu. Die HDR Datei enthlt aber alle Details in Lichtern und Schatten, wir knnen diese nur noch nicht sehen. Um diese nun sichtbar zu machen, muss der groe Kontrastumfang der HDR Datei (typisch: ca. 100.000:1) in den kleineren Kontrastumfang unseres Bildschirms/Druckers (blich ca. 500:1) "hineingequetscht" werden. Man spricht von Dynamikkompression.

Zur Dynamikkompression knnen verschiedene Methoden angewendet werden und es gibt einige in Qualitt der Ergebnisse oder Bedienbarkeit zu unterscheidende Implementierungen am Markt. Einfache und schnelle Implementierungen bedienen sich der globalen Kontrastanpssung, das gesamte Bild wird dabei ber "einen Kamm geschoren" (hnlich einer Gradationskurve wie wir sie aus z.B. Photoshop kennen). Fotografisch ansprechende Ergebnisse erzielen meist die aufwndigeren Verfahren, die sich der sogg. lokalen Adaption (lokale Kontrastanpassung) bedienen. Einige Hersteller sprechen hierbei vom "Tone Mapping". Je nachdem wie kunstvoll dieses ausgefhrt wird, entstehen Bilder in denen dann alle Details in Lichtern und Schatten erkennbar sind, auch auf blichen Monitoren und Drucken.

Leider fhren die Links auf der Homepage von Paul E. Debevec ins Leere.

Stativ ist Pflicht

Eines ist fr die sinnvolle Weiterbearbeitung unbedingt zu beachten: Alle verwendeten Bilder mssen deckungsgleich aufgenommen worden sein! Das heit, dass man nicht einfach so aus der Hand oder aufgesttzt mehrere Fotos machen sollte, sondern am besten auf einem stabilen Stativ und mit Fernauslser (z.B. der gute alte Drahtauslser oder eine Fernbedienung).

Mu man zwischen den Aufnahmen von Hand die Belichtungszeit verstellen sollte man ganz vorsichtig vorgehen. Bei den SLR's macht es Sinn wenn mglich die Spiegelvorauslsung zu aktivieren.

Noch besser ist es, wenn die Camera in einem Durchgang (d.h. ohne sie berhren zu mssen) eine Belichtungsreihe machen kann. Dann sind durch die Krze der Aufnahmezeit (insgesamt u.U. unter 1 Sekunde) evtl. auch im Bild befindliche Personen noch in etwa an der selben Stelle zu sehen.

Motive mit bewegten Objekten

Generell Schwierigkeiten bereiten Motive mit bewegten oder sich bewegenden Objekten, wie z.B. laufenden Personen oder Tieren, flatternden Fahnen, etc (siehe oben). Unter gewissen Voraussetzungen ist es jedoch mglich auch derartige Motive mit geeigneter Software zu meistern.

DRI mit nur einer Aufnahme?

Bei Kameras, die sogenannte RAW-Dateien speichern knnen, hat man oft die Situation, dass dieses RAW-Format einen greren Dynamikumfang untersttzt als das bei normalen JPG-Dateien der Fall ist. Die meisten Bildbearbeitungsprogramme im Amateurbereich untersttzen nmlich nur 8 Bit (d.h. 256 Helligkeitsstufen). Das (unkomprimierte!) Nikon-RAW-Format NEF z.B. verfgt ber einen Helligkeitsumfang von 12 Bit, was 4096 Helligkeitsstufen entspricht (komprimierte Nikon NEF Dateien verfgen, je nach Kameramodell, nur zwischen 567 und 683 Helligkeitsstufen). Daher kann man mit nur einer Aufnahme bereits mehr Dynamik erreichen und dann spter in Ruhe am PC DRI anwenden. In aller Krze:

  1. Aufnahme im RAW-Modus machen
  2. jetzt mehrfach ...
    1. mittels der Software des Herstellers (oder Fremdprodukten) das Foto ffnen
    2. die Parameter entsprechend verstellen
    3. und das Ergebnis im Format 16-Bit-Bildformat speichern
  3. die Dateien in der "normalen" Bildbearbeitung ffnen und gem DRI (siehe den Link oben) bearbeiten

Allerdings sollte man sich bei dem Verfahren im Klaren darber sein, dass man durch diese Technik nur die Farbinformationen sichtbar machen kann, die in der einen RAW-Aufnahme bereits vorhanden waren. Das gleiche Ergebnis erhlt man im Grunde auch durch eine einfache Stauchung des Histogramms, allerdings gehen hier wesentlich mehr der ursprnglichen Informationen in das neue Bild ein und die einzelnen Helligkeitsstufen werden nicht relativ zueinander verzerrt.

Daher funktioniert die DRI aus einem RAW nur auf manuellem Wege. Versucht man die Dateien, die von der gleichen RAW-Aufnahme stammen, in Photoshop als HDR zusammen zu fhren, wird eine Fehlermeldung generiert, dass die Ausgangsdaten zu wenig Unterschiede aufweisen und eine 'High Dynamic Range' Aufnahme aus oben bereits genannten Grnden nicht mglich ist. Um ein wenig zu ben oder sich die Zeit zu vertreiben ist DRI aus einem RAW aber sicherlich eine interessante Alternative. Und machmal bleibt einem kaum eine andere Wahl, bei Motiven mit sich bewegenden Elementen darin zum Beispiel.

Seit der Version 2.3.1 untersttzt die Software Photomatix Pro die Verarbeitung einer einzelnen, oder auch mehreren, Aufnahme(n) im RAW-Format direkt. Dazu wird die RAW-Datei einfach in Photomatix Pro geffnet und einem interaktiven Tone Mapping unterzogen. Wie bereits in frheren Versionen kann man in der Batch-Verabeitung sogar mehrere Dateien in einem Durchgang, z.B. ber Nacht, verarbeiten lassen. Man spart sich die Zwischenschritte ber einen externen RAW-Konverter.

Weblink

Weitere Infos zum Thema DRI

  • FAQ zu HDR/Tonemapping (http://www.hdrsoft.com/resources/dri.html) speziell auf fotografische Belange ausgerichtet (englisch)

Software zur Durchfhrung von DRI

  • Jasper's DRIMaker (http://www.DRIMaker.com) DRI Programm fr Mac OSX mit live-Vorschau.
  • Traumflieger DRI-Tool (http://www.traumflieger.de/desktop/DRI/dri_tool.php) DRI mit wenigen Mausclicks.
  • FDRTools (http://www.fdrtools.com) Erstellung von HDRIs und Dynamikkomprimierung (tone mapping), moving objects
  • Photomatix Pro (http://www.hdrsoft.com/de) Erstellung von HDRIs, Tonemapping und automatischen Exposure Blendings in einer Oberflche (Mac OS X + Windows)
  • HDR Projects Platin (http://www.hdrprojects.de/hdr-projects-stellt-sich-vor//) Erstellung von HDRIs, Tonemapping (Mac OS X + Windows)
  • HDR Projects Professional (http://www.hdrprojects.de/hdr-projects-professional-stellt-sich-vor//) Erstellung von HDRIs, Tonemapping (Mac OS X + Windows)
  • Picturenaut (http://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=61750) von Marc, HDRI ber Tonemapping mit 'Adaptive Logarithmic' oder 'Photoreceptor Physiology' erzeugen


  Letzte nderung: 00:53, 1. Jan 2014 von fotoworxs . Basiert auf dem Text von Falko Sieker und Volker Wi. und anderen. - Aufrufe: 317903
Der Textinhalt dieser Seite steht unter der Creative Commons License. Alle Fotos und Grafiken sind urheberrechtlich geschtzt, wenn nicht anders angegeben. Der Text spiegelt nicht unbedingt die Meinung der fotocommunity wider.