HDRI / DRI erstellen

Teil 1

Ausgehend von in dem es erst einmal um die Einstellungen an der K-5 für eine (richtige) Belichtungsreihe im Modus M ging und ab Seite 3 um die Definition einer „richtigen“ Belichtungsreihe und dann das Erstellen von HDRI / DRI Aufnahmen, starte ich mal einen Thread zu diesem Thema.

Im geht es ja mehr darum, HDRI oder nicht - und dort mehr bezogen auf die eingebaute Kamerafunktion.

Für die grundsätzliche Definition „Was ist HDR, HDRI, DRI“ verweise ich auf Wikipedia. Da kann sich der, dem die Begriffe nichts sagen, erst einmal einlesen.

= High Dynamic Range Image
= Dynamic Range Increase (Belichtungsfusion)

Nur als kurze Einführung, um was es überhaupt geht (ich versuche es einerseits kurz zu halten, andererseits sollte ein Anfänger verstehen, um was es geht):

Wenn wir die Umgebung betrachten, weist diese einen wesentlich höheren Dynamikumfang (größte/kleinste Leuchtdichte) auf, als wie sie bei einer Einzelaufnahme (JPEG oder RAW) wiedergegeben wird.
Das menschliche Auge passt sich der Umgebungshelligkeit und der Helligkeit in Blickrichtung an. Dadurch kann ein noch größerer Dynamikumfang wahrgenommen werden.
Fotografien (Einzelaufnahmen), die mit normalen Digitalkameras aufgenommen werden, zeigen in einer Umgebung mit sehr hohem Dynamikumfang in der Regel eine partielle Über- oder Unterbelichtung.

Typische Situationen können sein:

- Sonniger Tag in dunklen Gassen
- Heller Tag in einem dunken Wald
- Dunkler Raum mit sehr hellen Lichtquellen

Zusammengefasst Situationen, in denen es an Stellen sehr hell und an anderen Stellen sehr dunkel ist. Nachfolgend ein Beispiel, das manche kennen. Die Aufnahme enstand während des Alpen Pentaxler Treffens dieses Jahr. Dies ist ein Pseudo-HDR. Was das bedeutet, darauf komme ich später.


Datum: 2012-08-04
Uhrzeit: 14:39:20
Blende: F/4.5
Belichtungsdauer: 1/400s
Brennweite: 14mm
KB-Format entsprechend: 21mm
ISO: 200
Weissabgleich: Auto
Blitz: Flash did not fire, compulsory flash mode
Kamera: Pentax, PENTAX K-5



Die Pentax K-5 zum Beispiel, verfügt zwar über verschiedene Belichtungsmessungen (Mehrfeld, mittenbetont Integral, Spot), trotzdem wird eine Einzelaufnahme in besonderen Lichtsituationen nicht den hohen Dynamikumfang wiedergeben können.

Wichtig ist zu wissen, dass dies kein Problem der Kamera oder des Sensors ist. Sondern ein Problem der Definition, der korrekt belichteteten Aufnahme. Ob Spotmessung, mittenbetont oder wie auch immer: Der eingebaute Belichtungsmesser registriert die Helligkeitsinformationen und errechnet daraus Werte wie Blende, Belichtungszeit und Empfindlichkeit (ISO), um ein "richtig" belichtetes Bild zu erstellen.
D.h. die Kamera entscheidet eine bestimmte Einstellung. Dies mag für einen bestimmten Bereich oder für den größten Teil des Ausschnitts stimmen. Es kann aber sein, dass diese Einstellung für einen Teil des Bildes nicht stimmen. Dieser Teil wird dann eben unter- oder überbelichtet erscheinen - je nachdem.

Um nun den hohen Dynamikumfang wiedergeben zu können, müssen mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Belichtungseinstellungen gemacht werden, die dann wieder zu einem Bild vereint werden.
Dieses Zusammenführen der Belichtungsreihe kann (bedingt) manuell in einem Bildbearbeitungsprogramm wie z.B. Adobe Photoshop oder in einem speziellen Programm wie z.B. Photomatix erfolgen.

Mit der eingebauten HDR-Funktion der Pentax K-5, K-7 kann auch sofort durch eine Belichtungsreihe ein HDR Bild in der Kamera erzeugt werden. Allerdings wird dies als JPEG gespeichert und kann nicht als RAW gesichert werden, was die weitere Bearbeitung einschränkt.

An dieser Stelle ist ein ganz kurzer Ausflug in den Unterschied zwischen JPEG und RAW notwendig:

JPEG ist ein fest definiertes Format, um Bilddateien zu speichern. In der Definition ist festgelegt, das je Farbe (Rot, Grün, Blau) 256 Helligkeitsabstufungen (8 Bit) möglich sind.* Das ergibt eine Farbtiefe von 24 Bit (rd. 16,7 Millionen darstellbare Farben).
*Ich übergehe, dass theoretisch auch 12 bit JPEG möglich wäre da dieses Format nicht üblich ist.

Bei einer beträgt die Farbtiefe im RAW Format jedoch 3 x 14 Bit.

D.h. die Farb- bzw. Helligkeitsinformationen in einem im RAW-Format gespeicherten Bild sind wesentlich umfangreicher als in einem JPEG.
Daraus ergibt sich das, wenn man ein HDRI / DRI außerhalb der Kamera erzeugen möchte, sinnvollerweise RAW als Speicherformat verwendet wird.
Man kann natürlich auch eine Belichtungsreihe erstellen, in der die Aufnahmen als JPEG gespeichert werden. Allerdings beraubt man sich damit weiteren Entwicklungsmöglichkeiten (z.B. externer Weißabgleich) und einem großen Teil der Helligkeits-/Farbinformationen.

In der Regel wird man die einzelnen Aufnahmen der Belichtungsreihe nach der Entwicklung im TIF-Format speichern da das TIF-Format bis zu 32 bit je Farbkomponente speichern kann (jeder Zwischenschritt sollte so wenig wie möglich verlustbehaftet sein).

An dieser Stelle eine erste kurze Zusammenfassung:

- Oft wird eine Einzelaufnahme nicht den vollen Dynamikumfang wiedergeben können
- Daher kann es auf einer Einzelaufnahme unter- oder überbelichtete Stellen geben
- Das Format JPEG kann einen sehr beschränkten Umfang an Farbinformationen speichern
- Für ein HDR-Bild oder ein DRI werden Aufnahmen, die mit unterschiedlichen Belichtungswerten aufgenommen wurden, kombiniert.
- HDR-Bilder können mit der eingebauten Funktion der Kamera oder mit externen Programmen erzeugt werden

Im weiteren Verlauf werde ich nicht weiter auf die eingebaute HDR-Funktion eingehen. Ich möchte vielmehr Möglichkeiten der externen Bearbeitung zeigen. Und später hoffe ich, dass auch noch andere ihre Vorgehensweise der externen Bearbeitung beschreiben.
Denn auch hier passt der Spruch „Viele Wege führen nach Rom“.

Motivwahl
Nicht jedes Motiv ist für ein HDRI bzw. DRI geeignet. Grundsätzlich schwierig (bis unmöglich) sind Aufnahmen mit sich bewegenden Objekten. Dazu gehören u.a. Äste, Personen die durch das Bild laufen, Fahrzeuge.
Programme, wie Photomatix sind zwar in der Lage sogenannte Geisterbilder, die dann entstehen würden zu entfernen, aber dem sind eben auch Grenzen gesetzt.

An der Stelle möchte ich auch sagen, dass man nicht für jede Aufnahme, die einen hohen Dynamikumfang aufweist, eine Belichtungsreihe benötigt. Oft kann man auch bei der Entwicklung z.B. in Lightroom (scheinbar) unterbelichtete Bereiche korrigieren oder eine Pseudo-Belichtungsreihe aus Lightroom, RawTherapee, ACDSee erzeugen.
Auch das zeige ich dann noch.

Bevor ich Möglichkeiten der Erstellung zeige, möchte ich auf das Rohmaterial eingehen.

Dazu gehören:

- Wie sollte eine Belichtungsreihe erstellt werden
- Wie viele Einzelaufnahmen werden benötigt
- In welchem Format sollten die entwickelten RAW-Aufnahmen gespeichert werden

Wie sollte eine Belichtungsreihe erstellt werden

Für eine HDR-Aufnahme oder ein DRI benötigt man mehrere, unterschiedlich belichtete Aufnahmen. Diese werden dann in einem speziellen Programm wie z.B. Photomatix oder Adobe Photoshop (ab CS3) automatisch oder manuell über Ebenen (z.B. in Photoshop oder Gimp) zusammengefügt.

Deshalb sollten die Aufnahmen der Belichtungsreihe möglichst exakt übereinander stimmen. Programme wie Photomatix können die Aufnahmen auch automatisch ausrichten, es muss aber klar sein, dass, wenn die Bilder nicht exakt übereinander sind, etwas vom Rand verloren geht. Deshalb empfiehlt es sich (wenn möglich) die Belichtungsreihe vom Stativ zu machen.

Unterschiedliche Blendenwerte führen zu unterschiedlicher Tiefenschärfe und Beugung des Lichts. Unterschiedliche ISO-Werte können den Farbcharakter verändern, ein unterschiedlicher Weißabgleich könnte m.E. zwar bei RAW noch korrigiert werden, ist aber schwierig.

Deshalb sollte die Belichtungsreihe so durchgeführt werden, dass die folgenden Parameter fixiert sind, sich also während der Belichtungsreihe nicht ändern:
- Blende
- Empfindlichkeit
- Weißabgleich bzw. Farbcharakter (ISO-Empfindlichkeit)

Dass die Brennweite sich nicht ändern darf, versteht sich wohl von selbst

Der einzige Parameter, der sich also während der Belichtungsreihe ändert, ist die Belichtungszeit.

AV oder M?
Im Modus AV wird ja die Blende und Empfindlichkeit vorgewählt. Die Belichtungszeit wird automatisch durch die Belichtungsmessung ermittelt.
Bei längeren Belichtungsreihen kann es jedoch passieren, dass sich die Lichtsituation ändert. Wenn es nur drei Aufnahmen sind, die man schnell mit der eingebauten Belichtungsreihe hintereinander erstellt, dann ist der Modus AV auch durchaus gängig (z.B. in einer Kirche: Man möchte auf Rücksicht der Kirchenbesucher nicht groß mit Stativ auffahren sondern schnell aus der Hand eine Belichtungsreihe erstellen).
Wenn möglich sollte aber der Modus M gewählt werden. Nur hier lässt sich die Belichtungsreihe vollkommen kontrollieren.

Anzahl der Aufnahmen
In der Regel macht man ein überbelichtetes, ein unterbelichtetes und eine korrekt belichtete Aufnahme – also drei insgesamt. Man kann jedoch auch schon mit zwei Aufnahmen ein HDR erstellen.
Je nach Dynamikumfang und dem eigenen Anspruch (oder was man später haben möchte) können es auch fünf, sieben oder mehr Aufnahmen sein. Da man immer eine korrekt belichtete Aufnahme macht, ist die Zahl in der Regel ungerade.

An dieser Stelle ein kurzer Break zur Verdauung. Ist auch immer etwas Arbeit, die ganzen Informationen zusammen zu suchen und zu schreiben...

Falls ich irgendwo einen totalen Nonsens geschrieben habe bitte melden - dann korrigiere ich das.

Fortsetzung folgt....

Bedank mich schon im voraus für deine Bemühungen.


Gruß Sven

Danke für die ausführliche Zusammenfassung !
Freu mich schon auf die Fortsetzung, 32Bit-Tiffs o.ä. habe ich noch nie erstellt! Wirst du konkret auf Programme eingehen und falls ja welche?
, wo man ein kostenloses Plugin für LR herunterladen kann. Das will ich unbedingt noch ausprobieren!

Viele Grüße!
Stefan

Saubere Arbeit
Wenn das Photoshop CS6 eingetroffen ist mache ich mal eine Fusion damit und bebildere das dann...

Hallo,

freut mich schon mal, wenn es so ankommt. Ich versuche immer einen Mittelweg zu gehen zwischen leicht verständlich und nicht zu oberflächlich.
Man könnte natürlich zu vielem noch tief ins Detail gehen. Doch ich denke das macht dann einem Einsteiger keinen Spaß mehr.
Schön wäre es, wenn der eine oder andere das dann einfach mal probiert. So ein Pseudo-HDR wie oben ist in 5 Minuten gemacht.

Ich werde auf die Programme im Detail eingehen, die ich selbst verwende:
- Adobe Lightroom 4
- Adobe Photoshop CS5
- Photomatix

Ciao Thomas

Superklasse! Vielen Dank für Deine Mühe!
HDR bzw. DRI ist, finde ich, eine faszinierende Sache. Es lohnt auf jeden Fall sich damit zu beschäftigen. Man kann sein Repertoire um einiges erweitern

Slim Jim hat geschrieben:

*** Der Link ist nur für Mitglieder sichtbar. Bitte registriere Dich, oder logge dich ein. ***

, wo man ein kostenloses Plugin für LR herunterladen kann. Das will ich unbedingt noch ausprobieren!

Viele Grüße!
Stefan

Das funktioniert und Ergebnisse sind echt ordentlich! Allerdings sind die Funktionen eingeschränkt. Ausreichen tut es aber allemal und für einen Anfänger sowieso. Ich kann mich irgendwie für keine HDR-Software entscheiden (noch nicht) solange lasse ich das sns-plugin installiert. Ich kann einen Versuch damit wirklich empfehlen

Super beschrieben Thomas großen Dank dafür ,mach bloß weiter so!!

Danke freut mich, wenn es verständlich ist.

Teil 2

…weiter geht’s…

Pseudo-HDR

Bevor ich zum „echten“ HDR komme, möchte ich mit dem Pseudo-HDR beginnen. Als Pseudo HDR werden HDRs bezeichnet, die aus einer einzigen Aufnahme entstanden sind. Ein Beispiel ist das Bild oben mit dem Traktor.

Aufgrund des hohen Sonnenstandes versinken die Details beim Motor bei normaler Belichtung in sehr dunklen Tönen. Es ist praktisch nichts mehr erkennbar. Sicher hätte man noch heller belichten können. Doch umso heller die Belichtung umso blasser wäre der Himmel geworden. Außerdem gibt es schon ein paar Metallteile, die praktisch keine Farbinformation mehr haben – also weiß sind.
Sicher hätte man hier auch ein richtiges HDR aus mehreren Einzelaufnahmen machen können. Doch zum einen habe ich in dem Moment nicht daran gedacht und zum anderen waren wir in der Gruppe unterwegs und ich wollte mich jetzt nicht dort ½ Stunde aufhalten, um die Aufnahme zu machen.
So blieb eine Aufnahme, die leicht unterbelichtet ist.

Ich hatte schon einmal in einem anderen Tutorial geschrieben, dass ich fast immer so verfahre, dass meine Aufnahmen eher unter- als überbelichtet sind. Warum?
Wenn man im RAW Format fotografiert sieht man, wenn man die Belichtungskorrektur anwendet, was aus den scheinbar unterbelichteten Stellen noch erscheint. Hier sind immer noch sehr viele Informationen zum Helligkeits- und Farbwert gespeichert.
Überbelichtete Stellen bleiben jedoch weiß bzw. werden grau, wenn man versucht dies bei der Entwicklung zu korrigieren. Egal wie weit man die Belichtungsregelung nach unten zieht – Null ist 0. Da können weder Lightroom noch RawTherapee oder ACDSee eine Farbinformation hinein bringen – die ist verloren.
Um zu zeigen, was so alles sichtbar wird, hier mal die Aufnahme jeweils nur als 800px breites JPEG jeweils um +1 aufsteigend korrigiert.

+1


+2


+3


+4


Sozusagen das Gegenstück um das eben Geschriebene bildlich zu unterstreichen. Zuerst die überbelichtete Aufnahme. Die Höhle im Vordergrund ist einigermaßen gut belichtet. Der Himmel im Hintergrund ist restlos überstrahlt.
Selbst wenn ich bei der Entwicklung die Belichtung um drei Blendenwerte nach unten korrigiere (-3) bekomme ich hier keine ordentliche Farbe geschweige den Zeichnung.



Wer möchte kann es nachmessen. Bei mir zeigt Lightroom im Himmel 68,2 Rot / 68,2 Blau / 68,2 Grün - also Grau...
Noch mal zum Vergleich oben das Bild mit dem Traktor ansehen, das mit +4 korrigiert ist. Am scheinbar schwarzen Ölmessstab (Original-Aufnahme / erster Beitrag) ist die Farbe klar als rot zu erkennen.

Das Ausgangsbild ist also eine Aufnahme, die eher unterbelichtet ist. Nun könnte man versuchen, partiell aufzuhellen. Bei solchen technischen Formen wie dem Motor oder in einem alten Gebäude, wo eine Vielzahl von Strukturen vorhanden sind, ist das aber vielleicht schwierig.
Die Stellen, die schon maximal hell sind, sollen ja nicht heller werden.

Ich nehme also die Aufnahme und entwickle sie in Adobe Lightroom normal. D.h. ich wende die üblichen Korrekturen an. Weißabgleich, Drehen, Objektiv-Profilkorrektur, Klarheit usw. Aber nicht schärfen!
Warum ich hier nicht schärfe: Durch die HDR-Verarbeitung wird das Bild geschärft. Für mein Empfinden sind die Bilder dann überschärft, wenn sie bei der Entwicklung auch geschärft werden.

Die Orignal-Aufnahme vom Traktor ist mir insgesamt etwas zu dunkel. Eine ausgewogene Belichtung empfinde ich jetzt, wenn ich die Belichtung auf +1 korrigiere.

Das Ergebnis exportiere ich als TIFF. Anschließend gehe ich wieder in das Entwickeln Modul und setzte den Regler „Belichtung“ so weit hoch, dass die dunklen Stellen gut strukturiert und erkennbar sind. Mein persönliche Empfindungsgrenze was noch gut ist, liegt etwa bei +2,5. Eine Veränderung um +1 entspricht dem Öffnen der Blende um eine Stufe.
Ansonsten darf nichts verändert werden. Vor allem kein Drehen oder Objektiv-Profilkorrektur.

Für den Traktor mache ich jetzt mal eine "überbelichtetet" Entwicklung die ich um zwei Blendenwerte korrigieren möchte. Da meine mittlere Aufnahme +1 korrigiert ist, korrigiere ich jetzt also auf +3. Das Ergebnis exportiere ich wieder als TIFF mit 16bit Bildtiefe.
Lightroom ist bei mir so voreingestellt, dass die Datei nicht ersetzt wird sondern eine fortlaufende Nummer hinten angehangen wird.

Dann mache ich noch mal eine Entwicklung von der gleichen Aufnahme bei der ich die Belichtung auf Minus korrigiere. Und zwar um den gleichen Wert wie die Plus-Korrektur zuvor war.
Zwei Blendenwerte weniger als meine mittlere (die war mit +1) ist also -1. Auch dies exportiere ich als TIFF.

Nun habe ich also drei künstlich erzeugte Belichtungen von der gleichen Aufnahme als TIFF.

O.k. ich mache das mal eben fertig und dann komme ich wieder...
Vielleicht könnt ihr in eurem Archiv auch mal nach einer RAW Datei suchen, die ihr so bearbeiten könntet. Die Belichtungskorrektur geht auch in ACDSee oder in RAWTherapee.

...Fortsetzung...

Teil 3

Ich habe nun also drei TIFF-Dateien der gleichen Aufnahme, nur in Bezug auf die Belichtung, unterschiedlich entwickelt.

In Photomatix wähle ich nun „Belichtungsreihe laden“. Photomatix meldet sich nun, weil das Programm die Exifs ausliest um zu „erkennen“, welches das hellere und welches das dunklere Bild ist. Laut Exifs ist es aber dreimal die gleiche Belichtung. D.h. ich muss jetzt Photomatix sagen, welches das hellere ist und um welchen Lichtwert es sich vom normal belichteten unterscheidet.



In meinem Fall "erkennt" Photomatix das helle Bild als 3 Blendenstufen heller belichtet als das mittlere. Das stimmt nicht. Ich habe zwar den Belichtungsregler auf +3 gestellt aber das mittlere war auf +1. Also muss ich den Wert auf "2" ändern.

Zum nächsten Dialog ein paar Anmerkungen:
"Ausgangsbilder ausrichten" dient eben z.B. dazu, wenn man eine Belichtungsreihe aus der Hand (ohne Stativ) gemacht hat. Da die Bilder mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht exakt übereinander stimmen, kann hier Photomatix die Bilder ausrichten.
Das Ausrichten kann verschiebungsbasiert oder merkmalsbasiert vorgenommen werden. Bei einer Belichtungsreihe aus der Hand wählt man also "merkmalsbasiert".

Das "Geisterbilder entfernen" wäre eben das, was ich im ersten Beitrag erwähnt hatte. Z.B. ein Fußgänger der durchs Bild geht, sich bewegende Blätter usw.



In diesem Fall, in dem ich die Belichtungsreihe künstlich erzeugt hat, muss nichts ausgerichtet werden. Ich deaktiviere also die Funktion.
Nach dem Betätigen der Schaltfläche "OK" werden die Aufnahmen verarbeitet.
Es wird ein Ergebnis angezeigt. Photomatix bietet verschiedene voreingestellte Workflows wie "Fusion", "Enhancer Standard" oder "Compressor Dunkel".
Die Ergebnisse werden unten angezeigt. Man kann also diese einfach mal durchklicken und in groß ansehen.

Ich wähle hier jetzt mal "Fusion Standard" und klicke auf die Schaltfläche "Verarbeiten". Erst jetzt wird das eigentliche HDR erzeugt.

Dann speichere ich das Ergebnis als 16bit TIFF.

Das Ergebnis hier einfach mal nicht weiter bearbeitet.



Wie man sieht sind die dunklen Stellen im Motor, die im Original unterbelichtet scheinen, gut durchgezeichnet. Trotzdem ist der Himmel noch ordentlich blau und die Wolken heben sich ab.
Diese Art, das Pseudo HDR, bietet sich auch immer an, wenn man schwierige Situationen mit Geisterbildern hat. Also sich schnell bewegende Objekte die irgendwo im Bild erscheinen.

Vielleicht will der eine oder andere das erst mal versuchen. Dann gehe ich noch etwas auf Photomatix ein und später auf Photoshop.

Nachtrag:
Aufgrund des nachfolgenden Tipps von Paul ergänze ich das.
Man kann auch in Lightroom eine virtuelle Kopie anlegen. Dazu das "Master-Bild", das man entwickelt hat, in der Bibliotheksübersicht auswählen und aus dem Menü Foto > Virtuelle Kopie anlegen (Tastenkombination Strg + T) auswählen.
Für das Pseudo-HDR korrigiert man jetzt bei den virtuellen Kopien die Belichtung. Eine "unterbelichten" die andere "überbelichten"
Wenn man Photomatix oder ein anderes Programm als Plugin in Lightroom installiert hat, kann man direkt Export an Photomatix (oder ein anderes HDR-Programm) wählen

Ciao Thomas

Kleiner Verbesserungvorschlag: Wäre es nicht möglich, statt der drei zusätzlichen tiff-Exporte, einfach vom entwickelten Original drei virtuelle Kopien anzulegen und nur noch jeweils die Belichtung zu korregieren?