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HDR Fotografie - Was ist das?

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HDR Fotografie - Was ist das?

HDR RE Leuchtet 20151108 Gebäude MarktplatzEs gibt Bilder die springen einen quasi entgegen. Hier ist jedes Detail sichtbar. Es wirkt wie ein 3D Bild? Doch wo liegt der Unterschied zwischen einen normalen Hochauflösenden Foto und einen sogenannten High Dynamik Range ( HDR ) Foto. Also HDR Fotos sind Digitale Hochkontrastbilder die große Helligkeitsunterschiede wiedergeben. Digitale Bilder mit geringen Dynamikumfang werden Low Dynamik Range  (LDR) genannt. Während meines Praktikums bei der Kreative Kommunikationskonzepte Essen habe ich mich ausgiebig mit HDR Fotografie sowie deren Vor.- und Nachteile beschäftigen müssen. Ungeachtet dieser Einschränkungen können ausgehend von HDR-Bildern Über- und Unterbelichtungen vermieden, Bilddetails besser erhalten und weiterreichende Bildbearbeitungen vorgenommen werden. Nicht nur die Fotografie und Computergrafik, sondern auch Anwendungen wie die Medizin oder virtuelle Realität profitieren von diesen Vorteilen.

Auch bei 3D Computerspielen, bei neuen Filmen mit Full HD oder 4K oder UHD auflösung, bei Hyperlapse aufnahmen sowie in der Überwachungstechnik kommen HDR Aufnahmen zum Einsatz. Gerade die Videoüberwachung profitiert von der Detailgenauigkeit und Schärfe der HDR Fotos.

Was sind also die Stärken eines HDR Bildes?

  • Es sind Hochauflösende gestochen Scharfe Bilder
  • Man erkennt zumeist jedes Detail.
  • Was man für Grobkörnigkeit hält ist eigentlich eher die weite Tiefes des Bildes die nicht jedes Display oder Drucker wiedergeben kann. Oder ist künstlerisch gewollt.
  • Man kann in einen Landschaftsfoto weit hineinzoomen und erkennt trotzdem noch Details.
  • Hier werden Dinge Sichtbar, die bei einen Normal Belichteten Bild nicht Sichtbar werden.
  • Besonders schön sind Kunst.-, Real.- oder Surreale Bilder die man mit HDR machen kann.
  • Die Farben wirken kräftiger. Bei Kunst HDR'S meist wie gemalt.
  • Sind gut für Full HD Filme, 4K Filme und 3D Filme sowie Hyperlapse aufnahmen oder auch moderner Überwachung

Nachteile eines HDR Bildes:

  • BBS Kunstlogo Björn Stankewitz SchattenMan braucht Hochauflösende Bilder mit am besten mehr als 3 Megapixeln
  • Die Bilder können nur mit Spezieller Bildbearbeitungssoftware erstellt werden
  • Wenn man daraus eine Hyperlapse machen will, gibt es bisher nur Software von
    Adobe die ein zusammenfügen mehrerer hundert Belichtungsreihen zugleich beherrscht.
  • Nicht jede Software kann die Bilder als HDR anzeigen.
  • Um gute HDR's zu erstellen braucht man von selben Motiv mehrere Fotos einer Belichtungsreihe!

Wie entsteht so ein HDR Bild?

HDR Bilder können mit Spezialkameras, aus 3D computergrafiken künstlich erzeugt werden oder aus einer Belichtungsreihe mit niedrigen Dynamik Umfang ( LDR ) rekontruiert werden. Aber auch mit einer Fotosoftware aus einen Bild Künstlich erzeugt werden.

Aber besser die Herkömmliche Art. Hierfür braucht man mehrere Bilder die von selben Motiv mit unterschiedlichen Belichtungen aufgenommmen wurden, die hinterher mit einer HDR Software zu einen HDR Bild zusammengefügt werden. Aus dem unterschiedlichen Kontrasten, Lichtverhältnissen und auch der unterschiedlichen Tiefe errechnet der Computer dann den Duchschnitt dieser Werte und fügt diese zu einen Bild zusammen. Was hierbei passieren kann ist das man hier Umrisse sieht oder Geisterhafte Schatten. Die kommen daher wenn während des Aufnehmens nicht mir Stativ gearbeitet worden ist und der Computer die Bilder quasi wie Folien übereinander legt. Moderne Software rechnet diesen Fehler heraus.

Bisher existieren nur wenige Ausgabegeräte die HDR Fotos mit hohen Dynamikumfang richtig anzeigen können. Drucken kann man diese derzeit noch nicht. Auf normalen Monitoren oder Bildschirmen werden lediglich heruntergerechnete LDR's angezeigt. Dieser vorgang, wo die Helligeitskontraste verkleinert werden, wird auch Dynamikkompression ( engl. "tone mapping" ) genannt.

Der andere Weg ist ein wenig gemogelt. Aber bei heutiger Software genauso gut. Aus einen Bild was hochauflösend aufgenommen wurde, errechnet das Programm die anderen Bilder im Hintergrund. Erstellt quasi virtuell eine Belichtungsreihe und fügt diese zu einem Bild zusammen. Es sind also quasi Künstliche HDR's. Zugegeben, viele meiner HDR's sind so entstanden. Aber das Ergebnis ist zumeist dasselbe. Vielleicht nicht das Beste, aber genauso Detailreich und Scharf wie HDR's aus einer normalen Belichtunsreihe.

Auf beiden Varianten sieht man den Detailreichtum, die Tiefenschärfe, jedes Detail. Auch die Schrift ist zumeist sehr gut und klar zu lesen. Wie auch die Farben die Kräftig sind.

HDR's sind gewöhungssache. Denn für unseren Auge ist es ungewohnt Bilder zu sehen die so Scharf sind wie quasi HD Aufnahmen. Denn es sind Bilder die statt normal eine Tiefe von 8 Bit  eine tiefe von 32 Bit haben. Unser Auge sieht das normale Umfeld meist nicht so Scharf wie es auf HDR's abgebildet ist. Wir nehmen meist nur das war was direkt vor uns liegt, und dem hintergrund weicher war.

Das Prinzip der HDR Fotografie

Die meisten digitalen Bilder verwenden nur 256 Helligkeitsstufen (8 Bit) für jeden der Rot-, Grün- und Blau-Farbkanäle. Diese Farbtiefe reicht oftmals nicht aus, um die in natürlichen Szenen vorkommenden Helligkeitsunterschiede wiederzugeben. Höhere Farbtiefen werden üblicherweise kaum verwendet, da Bildschirme und Druckmedien zu deren Darstellung ohnehin nicht fähig sind.

Die von einer Kamera oder einem Betrachter aus sichtbare Umgebung weist typischerweise einen Dynamikumfang (Verhältnis von größter und kleinster Leuchtdichte) in der Größenordnung von 10.000:1 auf. Der Dynamikumfang ist noch wesentlich größer, wenn eine Lichtquelle direkt sichtbar ist oder sowohl ein Innenraum als auch ein vom Sonnenlicht erhellter Außenbereich zu sehen sind. Die menschliche visuelle Wahrnehmung ist in der Lage, sich Lichtverhältnissen anzupassen, die über nahezu zehn Größenordnungen (ein Faktor von 1010) reichen; innerhalb einer Szene sind bis zu ungefähr fünf Größenordnungen gleichzeitig sichtbar. In der Fotografie ist auch die Angabe des Dynamikumfangs in Lichtwerten (LW) üblich. Eine weitere Einheit zur Angabe des Dynamikumfangs ist das Dezibel (dB).

Im Gegensatz zur visuellen Wahrnehmung leiden Fotografien, die mit herkömmlichen Digitalkameras erzeugt wurden, häufig an Über- und Unterbelichtungen. Beim High Dynamic Range Imaging werden Bilddateien mit einem Dynamikumfang erzeugt, der die in der Natur vorkommenden Helligkeiten in ihrer Gesamtheit besser erfassen kann. Die Pixelwerte stehen dabei in proportionalem Verhältnis zur tatsächlichen Leuchtdichte. Erst bei der Darstellung eines HDR-Bildes wird dessen Helligkeitsumfang geeignet reduziert. Auch wenn nach wie vor fast alle Bildschirme einen geringen Helligkeitsumfang besitzen, bieten HDR-Bilder Vorteile; so etwa bleiben ausgehend von HDR-Bildern Details in sehr dunklen und hellen Bereichen erhalten.

Wünsche für die Filmtechnik!

Was ich mir noch für das Filmemachen wünschen würde, wären Camcorder oder Kameras die auch beim filmen schon direkt die Aufnahmen direkt in HDR's  mit Full HD oder 4K aufzeichnen. Dann hätte man Filme die Schärfer und Detailreicher sind als wir uns das bis jetzt vorstellen würden. Aber dazu müssten die Kamerachips so arbeiten das sie automatisch drei bie 4 verschiedene Frames gleichzeitig als Belichtungsreiche aufzeichen und Sie zu einen HDR Frame umwandeln und das bis zu 60 mal die sekunde. Aber ich glaube das ist leider noch Zukunftsmusik.

Hier eine Hyperlapse  mit HDR Bildern. Wie gesagt es sind künstliche Bilder. Denn es gibt noch kein richtiges Programm was hunderte belichtungsreihen automatisch erkennt und diese zu HDR's zusammensetzt. Die Arbeit aus jeder belichtungsreihe bei einen 27 sekündigen Clip mit 30 bis 60 Frames die sekunde mal 3 wäre sehr aufwendig. Es müssten bis zu 1620 Belichtungsreihen bearbeitet werden. Also 4860 Frames.

Erkenne den Unterschied!

So hier findet Ihr ein ein Normales Foto und dann die daraus erstellten HDR Aufnahmen. Hoffentlich erkennt Ihr den Unterschied. Klar gibt es noch Spielmöglichkeiten nach oben. Aber das hier ist ein Künstliches HDR Foto.

1. Bild ist eine normale Aufnahme des Boing 787 Dreamliners am Düsseldorfer Airport. Angepasst wurden hier lediglich Wärme, helligkeit, Kontrast und Schärfe sowie Tiefe! Aufgenommen wurde dieses Bild von meiner Sony DSH - 300 Digitalkompaktkamera mit 20.1 MP. Das Bild wurde von der Größe nur auf die Hälfte reduziert. Und mit Irfan View archiviert. Bearbeitet wurde es mit Cyberlink Photo Director 41

Boing Dreamliner 787 Normal

2. Bild ist ein Realistisches HDR der 1. Aufnahme. Künstlich erstellt mit Cyberlink Photo Director 4.

Boing Dreamliner 787 Real HDR

3. Ist ein Kunstvolles HDR künstlich aus der ersten normalen Aufnahme mir Cyberlink Photo Director 4 erstellt.

Boing Dreamliner 787 Kunst HDR

4. Ist ein HDR Dynamische Landschaft auch künstlich erstellt mit Cyberlink Photo Director 4.

Boing Dreamliner 787 Dynamische Landschaft HDR

 5. Ist ein schwarz Weiß HDR was Künstlich erstellt wurde mit Photo Director 4. Übrigen gibt es noch gute andere HDR Software mit der man aus ganzen Belichtungsreihen HDR's erstellen kann.

Diese sind zumeist Kostenlos oder mal als Aktionen bei Computer Bild oder PC Welt zu finden.

 

Boing Dreamliner 787 SW HDR

Quellen: Wikipedia org/ High Dynamic Range Image oder Digitale Fotografie für Dummies Buch ISBN: 978-3-527-70811-6 für ca. 17,00 €

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