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HDR-Fotografie - Tone Mapping

Die HDR-Fotografie verlangt nach einer präzisen Planung und der Zeitaufwand bis zu einem überzeugenden HDR-Bild sollte nicht unterschätzt werden. Für die sogenannte Schnappschussfotografie ist die HDR-Fotografie gänzlich ungeeignet, denn mindestens zwei deckungsgleiche Aufnahmen einer Szenerie - eingefangen mit unterschiedlicher Belichtung - sind Voraussetzung für ein HDR-Bild.

Einsteiger in die HDR-Fotografie sind anfänglich meist über das HDR-Bild, das aus unterschiedlich belichteten Ausgangsbildern generiert wurde, irritiert. Der Grund hierfür ist nicht in dem eigenen Unvermögen zu suchen, sondern liegt darin begründet, dass handelsübliche Monitore mit einem für die HDR-Fotografie mangelhaftem Kontrastumfang aufwarten. Auch der Ausdruck erfüllt nicht die Erwartungen. Sofern man also nicht über Geräte fernab des Consumerbereichs verfügt, muss der 32 Bit umfassende Dynamikumfang des HDRI erst in einen für Standardgeräte darstellbaren Farbraum umgewandelt werden und zwar in 8 oder 16 Bit Farbtiefe. Dieser Vorgang wird als Tone Mapping bezeichnet. Wie so oft in der Fotografie stehen dem Anwender hier unterschiedliche Verfahren zur Verfügung und es wird weiter an der Optimierung des Tone Mapping geforscht. Je nach Verfahren und Anwendungsparametern können durch Tone Mapping HDR-Aufnahmen realitätsnah oder aber surreal erscheinen. Probieren geht hier über studieren und für den Anwender heißt es, aus den sich bietenden Optionen die richtige Anwendung für sich auszuwählen.

Die Tone Mapping Operatoren werden in wenige grundlegend verschiedene Klassen eingeteilt. Sogenannte globale Operatoren verwenden eine Funktion, die jedem HDR-Wert einen dynamikkomprimierten Wert zuweist und die auf jedes Pixel angewandt wird. Im Gegensatz dazu wird bei lokalen Operatoren diese Funktion für jedes Pixel je nach lokalem Adaptationsniveau variiert. Frequenzbasierte Operatoren nutzen eine grundlegend andere Technik, bei der der Dynamikumfang von Bildregionenen je nach Ortsfrequenz reduziert wird. Schließlich gibt es noch gradientenbasierte Operatoren, die die Helligkeitsgradienten des Ausgangsbildes für jedes Pixel abschwächen, um das LDR-Bild (Bild mit geringem Helligkeitsumfang) zu erzeugen. Viele Operatoren erwarten, dass die Werte des Ausgangsbildes als Leuchtdichte in einer bestimmten Einheit (cd/m²) kalibriert sind. Das liegt daran, dass die nichtlineare Wahrnehmung von absoluten Helligkeiten berücksichtigt wird; eine Tageslichtszene wird demnach anders dargestellt als eine Nachtszene. Es ist jedoch oft möglich, die originalen Lichtverhältnisse direkt anhand des HDR-Bildes zu rekonstruieren, indem das Histogramm ausgewertet wird. Die meisten Tone Mapping Verfahren ignorieren die Farbwahrnehmung weitgehend und wenden den neuen Helligkeitswert auf alle Kanäle gleich an.
 

Digitalfotografie 12 / 2009

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