High Dynamic Range Images – HDRI oder HDR Fotos

Hoher Kontrastumfang: High Dynamic Range Images – HDR – sind digitale Bilder, die den hohen Kontrastumfang – oder Dynamikumfang – natürlicher Objekte wiedergeben können. Im Normalfall haben wir es in unserer Umgebung mit einem Dynamikumfang von etwa 10.000 zu 1 zu tun. Das menschliche Auge kann aber viel mehr leisten. Ein Dynamikumfang von 1.000.000 zu 1 ist durchaus erfassbar. Solche Verhältnisse treten auf, wenn eine starke Lichtquelle direkt sichtbar ist oder wir aus einem dunklen Innenraum auf ein sonnendurchflutetes Außengelände schauen. Wir leben also tagtäglich in einer HDR Welt.

HDR Images versus LDR Images

In der Welt des Analogfilmes waren Dynamikumfänge von 750 zu 1 bei Farbnegativfilmen möglich. Nach dem Entwickeln der Bilder blieb davon selbst auf hochwertigem Fotopapier maximal ein Dynamikumfang von 65 zu 1 übrig. Diese analogen Fotos sind immer LOW DYNAMIC RANGE IMAGES – LDR Fotos. Der Grund liegt darin, dass Papier grundsätzlich nicht lichtemittierend und die Helligkeit eines Ausdruckes immer vom Umgebungslicht abhängig ist. Dias haben einen Dynamikumfang von etwa 100 zu 1 und in Ausnahmefällen auch 300 zu 1.

Die von den meisten Digitalkameras erzeugten Bilder im Format JPEG verwenden in der Regel 256 Helligkeitsstufen – entsprechend 8 Bit – je Rot-, Grün- und Blaukanal. Auch diese Bilder sind LOW DYNAMIC RANGE IMAGES – LDR Fotos. Spiegelreflexkameras können theoretisch 4.096 Helligkeitsstufen bei 12 Bit oder 16.384 Helligkeitsstufen bei 14 Bit je RGB-Kanal im RAW Modus erfassen. Die Anzeige dieser Fotos auf einem Monitor ist allerdings immer LDR. Kathodenstrahlröhren, die heute praktisch kaum noch zu bekommen sind, haben einen hohen Dynamikumfang. Allerdings ist ihre Leuchtdichte zu gering. Bezahlbare Flüssigkeitskristallbildschirme – heute Stand der Technik – haben zwar eine hohe Leuchtdichte, aber die Lichtstreuung der Pixel ist relativ hoch. Drucken wir die Fotos auf Fotopapier aus, bleibt oft nur ein Kontrastumfang von 6 zu 1 übrig.

Bild: Der Forggensee im Ostalgäu. Der zugehörige High Dynamic Range Render.

Bild: Der Forggensee im Ostalgäu. Der zugehörige High Dynamic Range Render. Details in Schattenbereichen sind deutlich erkennbar. Auch die Berge, die im leichten Dunst liegen, und der Himmel zeigen mehr Details und einen besseren Kontrast.
Das HDR Foto wurde mittels der Software Photomatics Pro erzeugt.
Bild © 2010 by Birk Karsten Ecke.

Wie ein HDR Foto entsteht

Für das Erstellen eines HDR Fotos brauchen wir zwei Dinge. Erstens mindestens drei Fotos von exakt dem selben Bildausschnitt. Ein Foto muss normal belichtet werden. Mindestens ein weiteres benötigt eine deutliche Unterbelichtung und ebenso mindestens ein weiteres eine deutliche Überbelichtung – ein stabiles Stativ oder wenigstens eine Auflage sind dafür absolut unumgänglich. Das Motiv soll ein möglichst großes Kontrastverhältnis haben. Das Motiv des Klosters zu Füssen mit mit dem Lech, den hellen Mauern und dem roten Dach, den herbstlich gefärbten Bäumen und dem leicht bewölkten Himmel ist geradezu ideal.

Zweitens brauchen wir eine Software, die uns aus den Einzelbildern das HDR Image rendert. Ein Klassiker für das HDR Rendering ist das Programm Photomatics Pro, das für Mac und Win verfügbar ist. Von diesem Programm gibt es eine kostenlose Testversion, die wir unter https://www.photomatix.de oder https://www.hdrsoft.com/de herunterladen können. Die Lizenzbedingungen für den Erwerb der Vollversion von Photomatics Pro sind übrigens sehr fair.

Nach der Installation von Photomatics Pro brauchen wir nur noch die Bilder berechnen zu lassen und dann zu speichern. Für eine Ausgabe auf dem Bildschirm oder einem Printmedium müssen wir vor dem Speichern noch einen Zwischenschritt ausführen – das sogenannte ToneMapping. Das ist wichtig, da das Bild erst wieder in ein LDR Bild – diesmal mit HDR Illusion – umgewandelt werden muss. Wir erinnern uns, dass Drucker und Monitore immer LDR sind.

Zwei verschiedene Motive – Ein HDR Workshop

Ein Herbstsonntag in Füssen

An einem schönen Sonntag in Füssen am Lech mit einem traumhaften Himmel entstand das folgende HDR Foto. Der Sommer 2010 war stark verregnet – und so nutzte ich diesen traumhaften Herbsttag, um in Füssen zu fotografieren.

Füssen - Unterbelichtetes Bild -2

Unterbelichtetes Bild -2

Füssen - Unterbelichtetes Bild -1

Unterbelichtetes Bild -1

Füssen - Normalbelichtetes Bild

Normalbelichtetes Bild

Füssen - Überlichtetes Bild +1

Überlichtetes Bild +1

Füssen - Überbelichtetes Bild +2

Überbelichtetes Bild +2

Belichtungsreihe für Photomatics Pro

Bild: Füssen am Lech als HDR Render. Nikon D90 und Photomatix Pro.

Bild: Füssen am Lech als HDR Render.
Nikon D90 und Photomatix Pro.
Bild © 2010 by Birk Karsten Ecke.

Das daraus errechnete HDR Foto

When The Lights Go Down …

In Klostermansfeld im Landkreis Südharz gib es einen Eisenbahnfriedhof, auf dem die ehemaligen Loks und Wagons des ehemaligen MANSFELD-KOMBINATES WILHELM PIECK geparkt sind. Für viele Menschen aus der Region ist dies ein Ort der Emotionen – denn hier rottet ein großer Teil ihres Arbeitslebens dahin. Das HDR Foto versucht, diese Gefühle in ein Bild zu fassen. Das Foto entstand Ende August 2010 mit einer digitalen Spiegelreflexkamera NIKON D90. Als HDR Software wurde Photomatics Pro zum Rendern der Belichtungsreihe genutzt.

Bilder: Eisenbahnfriedhof in Klostermansfeld Mansfelder Land. Nikon D90 mit Objektiv AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200mm

Unterbelichtetes Bild -2

Bilder: Eisenbahnfriedhof in Klostermansfeld Mansfelder Land. Nikon D90 mit Objektiv AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200mm

Untebelichtetes Bild -1

Bilder: Eisenbahnfriedhof in Klostermansfeld Mansfelder Land. Nikon D90 mit Objektiv AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200mm

Normalbelichtetes Bild

Bilder: Eisenbahnfriedhof in Klostermansfeld Mansfelder Land. Nikon D90 mit Objektiv AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200mm

Überbelichtetes Bild +1

Bilder: Eisenbahnfriedhof in Klostermansfeld Mansfelder Land. Nikon D90 mit Objektiv AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200mm

Überbelichtetes Bild +2

Belichtungsreihe für Photomatics Pro

Bilder: Eisenbahnfriedhof in Klostermansfeld Mansfelder Land. Nikon D90 mit Objektiv AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200mm f/3.5-5.6G IF-ED.

Bilder: Eisenbahnfriedhof in Klostermansfeld Mansfelder Land.
Nikon D90 mit Objektiv AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200mm f/3.5-5.6G IF-ED.
Bild © 2010 by Birk Karsten Ecke.

Das daraus errechnete HDR Foto

Externe Links

Photomatix Pro – Franzis Verlag
https://www.photomatix.de
Photomatics Pro – HDR soft
https://www.hdrsoft.com/de

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