Weißabgleich: Neutral oder kreativ - Farbwiedergabe ganz nach Wunsch steuern

Weißabgleich: Neutral oder kreativ - Farbwiedergabe ganz nach Wunsch steuern
Mit der Digitaltechnik hat die Farbwiedergabe fotografischer Aufnahmen eine neue Dimension erhalten. Beim Fotografieren auf Film war es erforderlich, entweder ein den spektralen Eigenschaften der Beleuchtung entsprechend sensibilisiertes Aufnahmematerial zu verwenden oder durch Filterung des auf den Film fallenden Lichts die Empfindlichkeit des Films den Beleuchtungseigenschaften anzupassen, sollten unschöne oder unnatürlich wirkende Farbstiche vermieden werden.

Die Sensoren moderner Digitalkameras erkennen meist automatisch die Farbcharakteristik der Beleuchtung und passen entsprechend die spektrale Empfindlichkeit des Sensors an. Wo Fotografen sich früher für den Einsatz von Kunstlicht- oder Tageslichtfilmen oder sogar Spezialfilmen für die Unterwasserfotografie entscheiden mussten, sorgt heute der automatische oder manuell steuerbare Weißabgleich für eine natürlich wirkende Farbwiedergabe, die sich sogar individuell den Farbempfindungen und -vorlieben des Fotografen anpassen lässt. Bis zu einem gewissen Maße geht das sogar noch in der Nachbearbeitung der Aufnahme am PC.

Dabei war die Farbwiedergabe in der Digitalfotografie zunächst einmal ein ziemliches Problem, da Bildsensoren ursprünglich farbenblind sind. Sie können zwar die Helligkeit einzelner Punkte des durch das Objektiv projizierten Bildes erfassen, zunächst aber nicht dessen Farbe. Dafür haben die Entwicklungsingenieure der Bildsensoren zu einem Trick gegriffen. Sie haben einzelne Pixel durch vorgeschaltete Farbfilter für die Farben Rot, Grün oder Blau sensibilisiert und diese so angeordnet, dass ihr Muster die Bildfläche repräsentativ abdeckt. Somit wurden aber drei Pixel benötigt, um die Farbe eines Bildpunktes, sprich die Anteile von Rot, Grün und Blau, zu ermitteln. Die Auflösung des Bildes wurde reduziert. Bei den anfangs bescheidenen Pixelzahlen der Sensoren von 1 oder 2 Megapixeln war das ein Problem. Bei den heutigen Auflösungen von 12 bis 24 Megapixeln und mehr spielt dies keine so entscheidende Rolle mehr.

Bedeutender dagegen ist die Anordnung der Filterraster auf dem Sensor, um auch eine Farbverteilung zu erhalten, die der in der Realität gerecht wird. Bisher dominiert das sogenannte Bayer-Raster bei den Bildsensoren für das Fotografieren oder Filmen in Farbe. Aber neue intelligente Verfahren zur präziseren Farberfassung schicken sich an, die Herstellung farbiger Bilder zu revolutionieren. Dazu gehören in erster Linie innovative Anordnungen der Pixel und der Farbfilter sowie neuartige Verfahren zur Erfassung der Farbanteile eines Bildpunktes.

So sollen aus organischen Materialien hergestellte Sensoren – wie sie die Technische Universität München entwickelt hat – die Verwendung höherer ISO-Empfindlichkeiten ermöglichen und kostengünstiger herzustellen sein. Diese Sensoren bestehen aus elektrisch leitenden Kunststoffen und werden als extrem dünne Filmschicht aufgesprüht. Die Zusammensetzung dieser Kunststoffschichten lässt sich gezielt so variieren, dass auch unsichtbare Bereiche des Lichtspektrums erfasst werden können. So würde beispielsweise auch eine einfache Herstellung von Sensoren für Infrarotaufnahmen möglich. Neben der überlegenen Empfindlichkeit spricht auch der einfache Herstellungsprozess für die neuen organischen Sensoren, die mithilfe von Farbsprühgeräten oder Sprührobotern erfolgen soll.

Ein weiteres Verfahren zur Farberfassung durch Bildsensoren ist das Splitting des einfallenden weißen Lichts in seine Rot-, Grün- und Blau-Anteile und deren gezielte Weiterleitung. Dieses Verfahren soll ebenfalls klare, leuchtende Farben, selbst bei schwacher Beleuchtung, möglich machen. Dazu werden sogenannte „Micro Color Splitter“ anstelle der üblichen Farbfilter auf den Sensoren verwendet. Herkömmliche Farbfilter schlucken etwa 50 bis 70 Prozent des Lichtes, bevor es den Sensor erreicht. Micro Color Splitter würden das Licht durch ihre speziellen Brechungseigenschaften und Nutzung der speziellen Wellenlängen in seine Spektralfarben zerlegen und die jeweiligen Farbanteile ohne Filterverluste gezielt auf bestimmte Pixel des Sensors lenken. Die Sensoren würden Farben dadurch auch bei schwacher Beleuchtung besser erfassen können.

Die automatischen Rechenprozesse, mit denen die Farbanteile bei der Wiedergabe einer Aufnahme ermittelt werden, berücksichtigen auch die Farbcharakteristik der Lichtquellen, die zu unliebsamen Farbstichen im Bild führen können. Dieser als Weißabgleich bezeichnete Prozess entspricht jedoch nicht zwangsläufig auch dem individuellen Farbempfinden, der Farberinnerung oder auch den eigenen kreativen Farbvorstellungen und Wünschen des Fotografen oder Filmers. Daher erlauben immer mehr Kameras die individuelle Beeinflussung des Weißabgleichs.

Da Sensoren von Haus aus farbenblind sind, ist die Wiedergabe der erfassten Farbinformationen stets eine Frage der Interpretation. Einige Kameras tendieren zu kräftigeren, klaren Farben, während andere zu einer natürlicher wirkenden Farbwiedergabe neigen. Mode und Trends bestimmen dabei zu einem großen Anteil das Farbempfinden der Menschen. Daher fließen in die Grundeinstellungen für die Farbinterpretation von Kameras, wie auch schon beim Film, psychologische Faktoren ein. Doch war es früher für Fotografen sehr schwierig und komplex, solche Filmeigenschaften durch Filterung oder Belichtung, Push- und Pull-Entwicklungen dem eigenen Geschmack anzupassen, können sie heute bei modernen Kameras durch relativ einfache Veränderungen des Weißabgleich die Charakteristik der Farberfassung und -wiedergabe ihren individuellen Vorlieben entsprechend steuern.

Digitalfotografie 02 / 2013

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