Aufmacher

Bild, schöön!

Kontrastreiche Fotos selbst machen

01.05.2007 Die HDR-Fotografie soll die Lücke zwischen Fotografie und dem menschlichen Sehvermögen schließen. Wir zeigen Ihnen, wie Sie aus Ihren guten Fotos noch bessere Bilder machen.

Jeder ambitionierte Fotograf kennt das Problem: Entweder sieht er auf seinen Fotos dunkle Bereiche gut, dann erkennt er die hellen Bereiche nicht – oder genau umgekehrt. Ein optimales Verhältnis zwischen hellen und dunklen Bereichen erreicht man mit normalen fotografischen Mitteln nicht. Also gilt es ein wenig zu tricksen, um Fotos zu bekommen, die alle Hell- und Dunkelabstufungen einer Szene ähnlich wiedergeben, wie das menschliche Auge sie wahrnimmt.

Solche Fotoarbeiten erfreuen sich unter dem Namen "HDR-Fotografie" wachsender Beliebtheit. Als Pionier dieser Technik gilt Anselm Adams. Der amerikanische Fotograf produzierte Ende der 30er Jahre des vergangenen Jahrhunderts mit seinem Zonensystem [1] im Labor Bilder mit beeindruckendem Kontrastumfang, indem er bei Belichtung und Vergrößerung einzelne Bereiche seiner Negative gezielt bearbeitete. Was Adams über die Jahre zu einer ausgefeilten Technik mit künstlerisch wertvollen Ergebnissen verfeinerte, steht heute auch ambitionierten Hobbyfotografen zur Verfügung. Allerdings stimmt der heute verwendete Name dieser Technik objektiv betrachtet nicht ganz: Was als "HDR-Fotografie" die Runde macht, ist im Grund genommen DRI.

HDR oder DRI?

"High Dynamic Range" (HDR) bezeichnet Fotos mit einem enormen Kontrastumfang, also Abstufungen zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Punkt des Bildes. Das menschliche Auge nimmt bis zu 100 000 solcher Stufen wahr, eine durchschnittliche Digitalkamera schafft lediglich 1000 Kontrastwerte – gängige Monitore gerade einmal 256.

Möchten Sie selbst HDR-Bilder produzieren, benötigen Sie eine spezielle Kamera, die mehrere 1000 Euro kostet. Ein Monitor, der entsprechende Bilder darstellen kann, schlägt sogar mit 50 000 Euro zu Buche, Drucker mit HDR-Fähigkeiten immerhin mit rund 2000 Euro.

Wer HDR-Dateien auf handelsüblichen Monitoren ansehen möchte, muss die Daten also auf einen geringeren Tonwertumfang herunterrechnen. Solche reduzierten Bilder zeigen sich dann nicht mehr mit einen HDR-Tonwert, sondern nur noch als LDR-Aufnahmen ("Low Dynamic Range").

Beim "Dynamic Range Increase" (DRI) fügen Sie mehrere Bilder einer Belichtungsreihe zu einem einzigen Bild zusammen. Das Ergebnis stellen auch normale Monitore problemlos dar: Die Fotos glänzen in allen Bereichen mit gut erkennbaren Bildinformationen, da überstrahlte oder unterbelichtete Bereiche angeglichen wurden.

Um solche Bilder selbst herzustellen, benötigen Sie neben einer Digitalkamera mit der Fähigkeit Belichtungsreihen zu schießen eigentlich nur das Bildbearbeitungsprogramm Gimp, das bei allen gängigen Linux-Distributionen zum Lieferumfang zählt.

Exposure Blend mit Gimp

Nehmen Sie mit Ihrer Kamera zunächst eine Belichtungsreihe auf. Diese besteht aus mindestens drei Bildern, besser aber aus fünf oder sieben: eine mittlere Belichtung sowie jeweils ein bis drei Unter- und Überbelichtungen. Die Einzelbilder setzen Sie dann in Gimp über das Zusatztools Exposure Blend [2] zu einem Gesamtbild zusammen. Das Zusatzwerkzeug sowie eine Anleitung, wie Sie das Tool in Gimp einbinden, finden Sie auf der Heft-CD im Verzeichnis LinuxUser/hdr.

Rufen Sie nach dem Start von Gimp Exposure Blend über Xtns | Skript-Fu | Photo | Exposure Blend... auf. Wählen Sie die Fotos für Normal Exposure, Short Exposure und Long Exposure aus Ihren Bildern aus (Abbildung 1). Übernehmen Sie zunächst der Einfachheit halber die vorgeschlagenen Standardwerte mit OK. Als Ergebnis erhalten Sie ein HDR-Bild, weil Gimp tatsächlich über Tone-Mapping den gesamten Kontrastumfang der Ausgangsbilder in das Zielbild übernommen hat.

Allerdings können Sie das auf Ihrem Monitor nicht sehen, sofern der nicht HDR-fähig ist. Daher müssen Sie das Bild weiter zu bearbeiten und vor allem komprimieren, da normale Ausgabegeräte mit der gebotenen Farb- und Kontrastfülle nichts anzufangen wissen.

Abbildung 1

Abbildung 1: Bauen Sie drei Aufnahmen zu einer einzigen zusammen, um den Tonwertumfang des Gesamtbildes drastisch zu erhöhen.

Bilder nachbearbeiten

Um in Gimp Helligkeit und Kontrast der DRI-Fotos anzupassen, blenden Sie zunächst über [Strg]+[L] die Ebenen ein. Duplizieren Sie dann die Hintergrundebene zum Beispiel über Ebene | Ebene duplizieren oder über die Tastenkombination [Umschalt]+[Strg]+[D]. Stellen Sie unter Modus im Ebenenmenü Überlagern ein. Wählen Sie anschließend über Ebene | Farben die Funktion Sättigung entfernen (Abbildung 2).

Abbildung 2

Abbildung 2: Ziehen Sie den Farbtonregler nach links, um das Bild zu entfärben.

Über Ebene | Farben rufen Sie dann Invertieren auf. Damit verhelfen Sie dem Ausgangsbild bereits zu einem besseren Kontrast. Duplizieren Sie zusätzlich die neue Ebene und wählen als Modus die Einstellung Division, so erhöhen Sie die Brillanz weiter.

Zum Feintuning der Ebenen untereinander experimentieren Sie ein wenig mit dem Deckkraft-Regler. Erscheinen Ihnen die Kanten zu hart und zu künstlich, spielen Sie ein bisschen mit dem Gaußschen Weichzeichner, den Sie über Filter | Weichzeichnen erreichen. Angewendet auf eine der eingefügten Ebenen, sorgt er für weichere und fließende Übergänge. Probieren Sie es einfach aus.

Achtung, Aufnahme!

Um DRI-Fotos herzustellen, benötigen Sie eine Kamera, die in der Lage ist, Belichtungsreihen ("Exposure Bracketing") herzustellen. Bei einer Belichtungsreihe nimmt die Kamera ein Bild mit optimaler Blende auf. Die nächsten Aufnahmen schießt die Kamera gezielt über- und unterbelichtet. Je nach Modell besteht eine Belichtungsreihe aus drei bis sieben Aufnahmen.

Verwenden Sie für solche Belichtungsreihen unbedingt ein Stativ: Beim Fotografieren aus der Hand lässt es sich kaum schaffen, Fotos mit exakt demselben Bildausschnitt aufzunehmen. Zusätzlich zum Stativ fotografieren Sie die Reihen am besten mit Selbstauslöser. Damit vermeiden Sie leichte Motivverschiebungen durch das Drücken des Auslösers, die das Bild verderben.

Für kontrastreiche Aufnahmen bieten sich besonders Motive mit starken Unterschieden zwischen Hell und Dunkel an. Solche Situationen finden Sie zum Beispiel in der blauen Stunde morgens und abends. Auch eine ausgeprägte Bewölkung oder eine interessante Bildstruktur eignen sich sehr gut. Sie sollten immer dann mit Belichtungsreihen arbeiten, wenn direkte Lichtquellen im Sucher zu sehen sind, zum Beispiel Sonne, Lampen oder Fenster mit Lichteinfall.

Personen eignen sich kaum für hochauflösende Fotos. Durch den leichten Zeitversatz bei den Aufnahmen riskieren Sie hier verwackelte Motive – es sei denn, die Personen stehen so still wie in den Anfangszeiten der Fotografie. Meiden sollten Sie auf jeden Fall alle heftig bewegten Dinge wie Flugzeuge oder fahrende Autos.

Echtes HDR

Die Bilder, die Sie über die beschriebenen Wege herstellen, werden Sie auf jeden Fall begeistern, auch wenn es sich dabei eben nicht um HDR handelt. Dennoch möchten wir Sie auch über echtes HDR informieren, zumal sich die HDR-Werkzeuge auch im DRI-Bereich anwenden lassen.

HDR-Anwendungen bleiben auch in den nächsten Jahren eher den Profis vorbehalten. Anwendungsbeispiele gibt es bei Film und Fernsehen: Dafür entwickeln Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Informatik (MPII) beispielsweise ein Videoformat, das genau so gut sein soll wie das menschliche Auge. HDR-Video kann, so eine Presseveröffentlichung des MPII, "die Helligkeitsbereiche eines mondlosen Himmels bis zum direkten Sonnenlicht verschlüsseln und die komplette Farbskala des sichtbaren Lichts wiedergeben". Bis zur Serienreife von Fernsehern, die HDR-Videos wiedergeben können, gehen aber laut MPII sicherlich noch zehn Jahre ins Land.

Von der Kommandozeile: PFS-Tools

Rafal Mantiuk arbeitet für das Max-Planck-Institut an solchen Videoformaten mit. Seine Programmsammlung PFS-Tools komprimiert HDR-Daten, ohne dass für das menschliche Auge wichtige Details verloren gehen. Zudem geben die PFS-Tools Formate aus, die sich in anderen Programmen weiterverarbeiten lassen.

Bei den PFS-Tools handelt es sich um eine Sammlung von Kommandozeilenprogrammen zum direkten Bearbeiten von HDR-Bildern. Für OpenSuse und Mandriva liegen es vorkompilierte Pakete der PFS-Tools vor. Aber auch das Übersetzen der Sammlung aus den Quellen bereitet keine Probleme. Die notwendigen Pakete und Quellcodes finden Sie auf der Heft-CD.

Nach dem Installieren der Tools wechseln Sie in Ihr Bildverzeichnis und rufen die Werzeuge von dort aus in der über [F4] gestarteten Konsole auf. Die Bedienung ist ziemlich einfach, wie das folgende Beispiel zeigt:

jpeg2hdrgen img1.jpg img2.jpg img3.jpg > out
pfsinhdrgen out | pfsout output.hdr
pfsin output.hdr | pfsgamma 2.2 | pfsout output.jpeg

Der Befehl in der ersten Zeile generiert aus drei Ausgangsfotos ein HDR-Bild. Das zweite Kommando speichert das zusammengesetzte Bild im HDR-Format. Der Befehl pfsin lädt das Bild in den Arbeitsspeicher, pfsgamma 2.2 nimmt eine Gammakorrektur der Farben vor. Schließlich gibt pfsout output.jpeg das Bild als JPEG-Datei wieder aus. Zu jedem dieser Tools finden Sie über --help Hinweise zum Gebrauch; auf der PFS-Tools-Homepage [3] lesen Sie außerdem ausführliche Manpages zu diesen Werkzeugen.

PFS mit GUI: Qpfstmo

Möchten Sie die PFS-Tools lieber über eine grafische Oberfläche bedienen, probieren Sie Qpfstmo aus [4], das Sie ebenfalls auf der Heft-CD finden. Für das Arbeiten mit Qpfstmo benötigen Sie neben den PFS-Tools das separat erhältliche Tone-Mapping-Tool Pfstmo sowie Qmake, das Sie mit der Bibliothek Qt3 eventuell nachinstallieren müssen.

Qpfstmo rufen Sie am besten über die Konsole auf: Wechseln Sie dazu in das Verzeichnis mit den Bildern und drücken Sie [F4]. Geben Sie in der Konsole ./qpfstmo ein und bestätigen Sie mit [Eingabe]. Nun laden Sie das Foto, das Sie bearbeiten möchten. Neben HDR-Bildern verarbeitet Qpfstmo beispielsweise auch TIFF- oder JPEG-Dateien. Um solche Dateitypen auszuwählen, müssen Sie unter Filter die Option All Files * einstellen.

Im folgenden Dialog stehen Ihnen dann verschiedene Algorithmen für das Tone-Mapping zur Verfügung, die sich unterschiedlich drastisch auf Ihre Fotos auswirken: ashikhmin02 (Abbildung 3), drago03, fattal02, reinhard02, und durand02. Probieren Sie einfach aus, was Ihren Bildern am besten optimiert. Mit der Zeit bekommen Sie ein Gefühl dafür, welcher Tone-Mapping-Algorithmus zu verschiedenen Aufnahmesituationen passt.

Abbildung 3

Abbildung 3: In Qpfstmo stehen Ihnen verschiedene vorgefertigte Werkzeuge für das Tone-Mapping zur Verfügung.

Bevor Sie einen Algorithmus auswählen, stellen Sie einen Work-Size für das zu bearbeitende Bild ein. Je kleiner Sie die Arbeitsvorschau wählen, umso schneller sehen Sie die Auswirkungen der Algorithmen. Je größer das Bild, umso besser die Vorschau. Aktivieren Sie zusätzlich die Option Open in New Windows, dann sehen Sie alle Voransichten in einem eigenen Fenster. Das erleichtert das Experimentieren mit den Algorithmen und die Auswahl der optimalen Version ungemein. Das Ausgangsbild bleibt zudem erhalten. Haben Sie gute Einstellungen gefunden, vergessen Sie nicht, den Work-Size auf die richtige Ausgabegröße einzustellen.

Die Vorschau-Ansicht eignet sich auch zum Experimentieren. Probieren Sie andere Einstellungen mit dem Schieberegler, bevor Sie mit Klick auf das Diskettensymbol Ihr Bild speichern. Versuchen Sie einmal, das gespeicherte Bild in Gimp wie oben beschrieben mit dem Originalbild zu kombinieren: So verbessern Sie leicht über wenige Arbeitsschritte den Kontrastumfang Ihres Ausgangsbildes noch einmal deutlich. Wählen Sie in Qpstmo ungewöhnliche Einstellungen, ist das Ergebnis in Gimp immer noch Ausgangspunkt für interessante Verfremdungen.

Fazit

HDR, LDR oder DRI – wie auch immer das Kind heißt: Es ist spannend, mit diesen Werkzeugen und mit Gimp zu arbeiten und kreative Ergebnisse zu erzielen, die im besten Sinne überaus ansehnlich sind. Wir wünschen Ihnen viel Spaß und Erfolg – und vor allem: schöne Bilder.

Verschobene Bilder retten

Im richtigen Leben passiert es oft, dass Sie gerade dann Ihr Stativ vermissen, wenn sich die ultimative Szene für hochauflösende Bilder vor Ihren Augen abspielt. Auf den Schuss verzichten müssen Sie dennoch nicht: Nehmen Sie Ihre Belichtungsreihe so ruhig wie möglich aus der Hand auf. Später öffnen Sie das erste Einzelbild in Gimp und laden jedes weitere Bild in eine neue Ebene. Diese Ebenen können Sie leicht gegeneinander verschieben, bis die einzelnen Bildausschnitte richtig übereinander liegen (Abbildung 4). Speichern Sie dann die Layer einzeln als Bilder ab und laden Sie diese Bilder als Ausgangsmaterial für Ihre Traumfotos.

Abbildung 4

Abbildung 4: Verschieben Sie die Einzelbilder in unterschiedlichen Ebenen gegeneinander, wenn der Bildausschnitt nicht ganz übereinstimmt.

Eine zweite Möglichkeit: Fotografieren Sie im RAW-Modus. Die meisten aktuellen Kameras bieten diese Option an. Solche Bilder enthalten grundsätzlich alle Tonwerte. Beim Umwandeln von RAW-Fotos stellen Sie am Rechner verschiedene Belichtungen ein, die Sie später als Ausgangsmaterial für Ihre DRI-Fotos verwenden. Unter Linux gibt es mit Bibble [5] ein kommerzielles Werkzeug, das Sie beim Umwandeln von RAW-Bildern unterstützt. Informationen dazu finden Sie im Internet.

Photogenics.HDR

Auch die kommerzielle Software Photogenics.HDR von Idruna [6] verspricht echtes HDR. Allerdings konnten wir das unter Praxisbedingungen nicht testen, weil die Installation des Programms auf verschiedenen Distributionen mit jeweils der gleichen Fehlermeldung abbrach. Auch beim Hersteller fanden wir dafür keine Lösung. Wer dennoch die Entwicklung von Photogenics.HDR beobachten möchte, findet auf der Webseite von Idruna aktuelle Informationen.

Making of…

An unserem Aufmacherbild (es zeigt den Tegernsee) scheiden sich die Geister: Die einen finden es faszinierend, die anderen kitschig. Wir mögen es, und darum haben wir Thomas Dreher, den Fotografen des Bildes, gebeten, uns ein kleines "Making of" zu diesem Bild zu schreiben.

"Ich habe das Bild mit zwei Programmen erstellt: Photomatix [7] und Photoshop. Photomatix benutze ich in erster Linie, um das HDR-Bild zu erzeugen und die Detailkontraste zu verstärken. Die eigentliche Arbeit erledige ich mit Photoshop. (Anm. d. Red.: Alle hier beschriebenen Schritte können Sie auch mit Gimp nachvollziehen.)

Das Tone-Mapping-Tool von Photomatix dient mir dazu, die Wolkenstrukturen herauszuarbeiten beziehungsweise zu verstärken. Photomatix bietet die Option, Mikrokontraste in Schwarz und Weiß zu verstärken. Hier verwende ich Maximalwerte.

Bei der eigentlichen Arbeit – dem Ausfeilen der Details – liegt mein Hauptaugenmerk zunächst wieder auf den Wolken. Dafür brauche ich insgesamt drei Ebenenkopien des gesamten Bildes. In je einer Kopie verändere ich dann die Tonwerte, die Gradation und die Farbe, um das Schwarz der Wolken noch mehr zu betonen. (Anm. d. Red.: Die erwähnten Werkzeuge erreichen Sie über den Dialog "Ebene""Farbe". Den Ebenendialog starten Sie über [Strg]+[L]. Dort mischen Sie die Ebenen nach der Bearbeitung über "Modus".)

Da ich zunächst nur den Himmel verändern möchte, lege ich in jeder der drei Ebenen zusätzlich über Ebene | Maske | Ebenenmaske hinzufügen eine Ebenenmaske an. Damit schütze ich den Rest des Bildes.

Die Gradationskurve über Ebene | Farben | Kurven) ist S-förmig. So erzeuge ich knackige Kontraste. Die Tonwerte Ebene | Farben | Werte setze ich eng, damit hellere Teile der Wolken schneller ins dunkle Grau rutschen. Eine zweite Gradationskurve ziehe ich leicht nach unten, mache also den Himmel dunkler und unterstütze so den düsteren Eindruck. Über Ebene | Farben | Farbton-Sättigung reduziere ich das Blau des Himmels um etwa 70 Prozent. Schließlich möchte ich keinen strahlend blauen Himmel im Bild sehen.

Mit der Landschaft im Bild verfahre ich entsprechend. Die Ebenenmasken verhindern, dass die Änderungen auf den Himmel übergreifen. Hier passe ich nur ein wenig die Sättigung an und helle die dunklen Bereiche in den Bäumen auf.

Zu guter Letzt setze ich eine weitere Gradationskurve oben drauf, um nun das gesamte Bild in der Helligkeit zu justieren. Durch das ständige Runterziehen der Kontraste und das erneute Justieren der Helligkeit hatte ich eine ordentliche Körnung im Himmel. Die galt es zum Schluss nochmals weich zu zeichnen. Die Bergketten, die bei der Umwandlung zum HDR einen merkwürdig leuchtenden Schimmer erhielten, töne ich durch eine Einstellungsebene mit Ebenenmaske ab. So splitte ich das Bild quasi in drei Teile und bearbeite jeden Teil für sich. Lediglich zum Schluss schärfe ich alles zusammen leicht, helle das Ganze ein wenig auf – und fertig ist das Bild."

Glossar

Belichtungsreihen

Hier handelt es sich um eine abgestufte Reihe von Belichtungen (Englisch: "Exposure Bracketing"). Solche Reihen verfolgen das Ziel, durch gezieltes Über- und Unterbelichten den Kontrastumfang eines Bildes zu erhöhen.

Tone-Mapping

Das Berechnen optimaler Helligkeitswerte eines Motivs aus verschiedenen Aufnahmen.

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