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Tutorial für DRI / Dynamic Range Increase

Was ist DRI / Dynamic Range Increase

Kurzgesagt ein Verfahren, mit dem unter Zuhilfenahme von mehreren Aufnahmen mit unterschiedlichen Belichtungszeiten ein Bild erzeugt wird, dass von Kontrastumfang her einen höheren Dynamikumfang abbildet als es mit einer einzelnen (Digital-) Aufnahme möglich wäre.
Der "geringe" Kontrastumfang von Digitalkameras macht sich dadurch bemerkbar, dass z.B. bei Nachtaufnahmen recht große Bildbereiche konturenlos tiefschwarz sind, während andere Bereiche gleichmäßig weiß sind. Das menschlich Auge ist dahingegen durchaus noch in der Lage, in solchen Bereichen zum Teil noch Konturen zu erkennen. Ein anderes Beispiel ist, wenn man z.B. tagsüber an einem Tisch sitzt und dann aus dem Fenster schaut. Des menschliche Auge sieht hier sowohl innerhalb des Raumes ohne Probleme als auch im Fenster die außerhalb des Hause befindlichen Objekte. Bei einer Fotografie ist in solchen Fällen oftmals das Fenster nur noch als großer konturenloser weißer Fleck zu sehen.
Hier setzt nun die DRI Technik an und versucht das fotografische Sehen dem menschlichen Sehen anzunähern ...
Vorwort: Meine Philosophie bei der Verwendung von Dynamic Range Increase.
Ich verwende die DRI-Technik in der Regel ausschließlich dazu, um bei Aufnahmen mit für eine (Digital-)Kamera sehr schwierigen Lichtverhältnissen das Bildergebnis dem menschlichen Sehempfinden näher zu bringen. Wie man recht gut an meinen Beispielbildern, und vor allem an dem Vergleich der unbearbeitet zu den bearbeiten Bildern sehen kann, entstehen bei der Art, wie ich die DRI-Bearbeitung einsetze keine gänzlich neunen Phantasiebilder, sondern ein nur in einigen Bildbereichen gegenüber einer Einzelaufnahme leicht verändertes Bild.

Was ich nicht damit erreichen will ist ein Bild, dass bis in den letzten, noch so dunklen Winkel eine gut erkennbare Detailzeichnung besitzt. Das menschliche Auge besitzt zwar eine größere Dynamik als eine Kamera, aber gerade Nachts sind uns hier doch recht enge Grenzen gesetzt. Wir sehen oftmals in dunklen, unbeleuchteten Ecken auch einfach nur eine schwarze Fläche und sehen z.B. in einen Baum auch nicht jedes einzelne Blatt in einem satten Grün (so was sollte man Katzen überlassen). Um Mitternacht sehen wir in der Regel auch nur einen tiefschwarzen und keinen hellgrauen Himmel.

Umgekehrt sind wir, wenn wir z.B. in eine Straßenlaterne schauen, auch so stark geblendet, dass wir in der Regel die Röhre/Glühfaden oder der gleichen nicht mehr sehen können.

An einer Hauswand z.B., die von eine Lampe angestrahlt wird, sehen wir aber wohl noch die Struktur/Farbe des Putzes. Bei einem Foto sind solche Bereiche oftmals nur noch als einfarbige, meistens sogar rein weiße (weil alle drei Farbkanäle übergelaufen sind) Fläche zu sehen. Und genau an diesem Punkt setzt meine Bearbeitung an ...
Die leeren flächen können z.B. bei einer recht kleinen Web-Darstellung durchaus noch ansehnlich sein, aber spätesten bei einem Druck in 30x20 oder noch größer wirken solche Flächen dahingegen sehr schnell störend.


Zur Veranschaulichung hier ein Bildbeispiel. Bei diesem Bild handelt es sich um einen Ausschnitt aus einem Panorama. Bei dem oberen Bild wurde nur eine Serie mit gleicher Belichtungszeit verwendet.
Beim unteren Bild wurde vor der Panoramabearbeitung ein DRI aus sieben Aufnahmen erstellt.
Wie man sieht ist es Unterschied auf den ersten Blick gar nicht so groß wenn man bei der Bearbeitung etwas mit bedacht vorgeht. Vor allem der Gesamteindruck der Farben und der Helligkeit wurden durch die Bearbeitung nicht verändert, für diese ist ausschließlich das richtige Wetter, die richtige Uhrzeit und die richtige Belichtung des Ausgangsbildes verantwortlich und nicht die DRI-Bearbeitung.
Sichtbar wird der Unterschied wenn man sich die kritischen Bereiche einmal in der vollen Auflösung betrachtet. Die DRI-Aufnahmen entspricht hier wesentlich eher dem Eindruck den der menschliche Betrachter auch vor Ort hat.

Ohne DRI
ohne Dynamic Range Increase

DRI aus sieben Aufnahmen
mit Dynamic Range Increase

Vergleichsausschnitte aus denn oberen beiden Bildern in voller Auflösung.
Links einzelne Aufnahme, rechts mit DRI
Vergleich ohne/mit DRI (Dynamic Range Increase)
Auf den ersten Blick sieht es aus, als ob das rechte Bild einfach nur kürzer belichtet worden wäre. Wäre dies der Fall, würde aber z.B. der Dachbereich rechts oben in dunklen verschwinden während hier die Helligkeit nahezu dieselbe ist wie im linken Bild.

vergleich ohne/mit DRI (Dynamic Range Increase)
Bei diesem zweiten Bildvergleich sind die unterschiede nicht so deutlich wie beim ersten ausschnitt, aber wenn man sich die einzelnen Fenster einmal genauer anschaut sieht man doch eine deutlichen unterschied in den Details die dort erkennbar sind. Am stärksten fällt der Unterschied am Logo im linken Bildrand auf.


Ohne DRI:
vergleich ohne/mit DRI (Dynamic Range Increase) - > Hier ohne DRI
Mit DRI:
vergleich ohne/mit DRI (Dynamic Range Increase) - > Hier mit DRI
Ein weiteres Beispiel: Auch hier sieht man das die Grundhelligkeit des Bildes nicht verändert wird. Der stark überbelichtete Verkaufsstand in der Mitte hingegen wirkt in der Version mit DRI weit weniger "grell" und somit viel natürlicher.


Noch eine Anmerkung zum Erstellen von solchen Bilder.
Es gibt mittlerweile einige Programme und PlugIns, mit denen man ein DRI (Dynamic Range Increase - öfters auch als HDR / High Daynamic Range Image bezeichnet) mehr oder weniger vollautomatisch aus einer Bilderserie generieren kann. Ich für meinen Teil habe mich aber dennoch dafür entschieden, die DRI-Bearbeitung manuell durchzuführen. Das hat hauptsächlich zwei Gründe. Zum einen war ich bis jetzt bei allen Versuchen mit solchen Programmen von deren Ergebnis eher enttäuscht. Zum Teil zermatschten diese die Bilderserie zu einem einzigen neutralgrauen Brei und/oder erzeugten solche Phantasieergebnisse, dass beim Nacharbeiten es selbst mit stundenlangem Schrauben an allen möglichen Reglern nicht mehr möglich war, ein Bild zu erzeugen, das von der Licht-/Helligkeit-/Farb-Stimmung noch annähernd was mit dem Ausgangsbild zu tun hat. Und zu guter letzt, weil ich gerne die Kontrolle über die Wirkung das fertige Bild behalten möchte (und ich somit auch meinen eigenen Stil einfliesen lassen kann) und ich nicht vollautomatisch irgendwas vorgesetzt bekommen möchte. Die manuelle Methode benötigt zwar erheblich mehr Zeit zum Bearbeiten, ich finde die fertigen Ergebnisse aber einfach erheblich besser (davon ausgehend, was ich mit der DRI-Bearbeitung für mich erreichen will) und das ist mir die Zeit wert. Diese Beschreibung hier bezieht sich im weiteren auch vorzugsweise auf diese manuelle Methode.


Wie macht man ein DRI?
Die nachfolgende Beschreibung gliedert sich in folgenden Teile:

  • Bei der Aufnahme

  • Die prinzipelle Bearbeitung

  • DRI Schatten

  • Vertiefung des ganzen anhand von Bild-/Bearbeitungs-Beispielen
  •  
    DRI - Bei der Aufnahme
    Vorraussetzungen:
    Wichtigste Vorraussetzung ist neben einer Kamera, die sich manuell steuern lässt, eine stabiles Stativ um zu gewährleisten, dass auch mehrere Aufnahmen hintereinander Pixelgenau gleich aufgenommen werden können. Zum Auslösen benutzt man am besten einen Fernauslöser, um die Gefahr zu minimieren, dass die Kamera ihre Position verändert. Der problematischste Teil ist das Verändern der Belichtungszeit, hier hilft nur viel Fingerspitzengefühl oder ein Fernauslöser, mit dem man die Zeit steuern kann. Je nach Kameramodel ist es auch möglich, direkt das Aufnehmen einer Belichtungsserie einzustellen, diese sind aber leider meistens auf 3 Aufnahmen beschränkt. Egal wie, wichtig ist auf jeden Fall, dass alle Bilder einer Serie genaustes deckungsgleich sind. Ist dies nicht der Fall, wirkt das Endergebnis meistens sehr unscharf und ist somit unbrauchbar.

    Die erste Aufnahme:
    Hier kommt es stark auf die persönliche Philosophie an. Einige Fotografen beginnen mit einer extrem hellen Aufnahme, die um mehrere Blenden überbelichtet ist.
    Ich für meinen Teil fange meisten mit einer um eine Blenden (Zeitstufe) gegenüber dem Belichtungsmesser (die meisten Kameras neigen bei Abend-/Nacht-Aufnehmen sowieso dazu, nur sehr knapp zu Belichten, damit die hellen Bereicht nicht zu stark ausfransen) überbelichteten Aufnahmen an. Wobei es aber öfters vorkommt, dass ich diese anschließend gar nicht verwende, sondern mit der zweiten Aufnahme (der eigentlich richtig belichteten Aufnahme) die Bearbeitung beginne. Diese Entscheidung fällt aber erst, wenn ich die Bilderserie zuhause auf dem Bildschirm begutachtet habe. Man hat so aber auf jeden Fall noch etwas Reserven bei der späteren Bearbeitung.

    Für die weiteren Aufnahmen hat sich in der Praxis gezeigt, dass man am besten ausgehend von der Vorhergehenden Aufnahmen die Belichtungszeit jeweils halbiert. Hierdurch erhält man eine Bilderserie, die zum einen nicht zu große Helligkeitsunterschiede zwischen den einzelnen Bildern aufweist (was beim späteren Zusammenfügen unter Umständen zu sichtbaren Übergängen führen kann) aber auch nicht unnötig viele Bilder erzeugt, die am Ende doch keinen zusätzlichen Gewinn bringen.

    Beispiel:
    Der Belichtungsmesser empfiehlt bei einer voreingestellten Blende von 8 eine Belichtungszeit von 10s. Eine darauf aufbauende manuelle Belichtungsserie könnte z.B. so aussehen.

  • 20s / Blende 8
  • 10s / Blende 8
  • 5s / Blende 8
  • 2,5s / Blende 8
  • 1,3s / Blende 8
  • 0,6s / Blende 8

  • In wie weit man sich bei solchen Aufnahmesituationen auf den Belichtungsmesser der Kamera verlassen kann bzw. um welchen Wert man den vorgeschlagenen Wert korrigieren muss, ist von Kameramodel zu Kameramodel unterschiedlich. Die einen versuchen auch Nachts so lange zu belichten bis ein 18% Neutralgraubrei herauskommt, die anderen "erkennen" die Nachtaufnahme und schlagen Werte vor die nicht zu einem total überbelichten Bild führen. Hier helfen nur Testaufnahmen mit der eigenen Kamera um zu eigenen Erfahrungswerten zu kommen.

    Wieviele Aufnahmen werden benötigt?
    Gute Frage. Zum einen ist es stark vom Motiv und auch von der Aufnahme Uhrzeit abhängig, und zum anderen auch vom persönlichen Geschmack, wie das Bild am Ende aussehen soll.

    Einen recht guten Anhaltspunkt bieten Kameras mit einer Histogrammansicht, bei der am besten auch noch die überstrahlten Bildbereiche blinkend dargestellt werden. Solange noch was blinkt, kann eine weitere Aufnahme mit kürzerer Zeit nichts schaden. Bei der Bildrückschau sollte man aber sehr vorsichtig ans Werk gehen, damit man durch das Drücken von irgendwelchen knöpfen nicht die Ausrichtung der Kamera verändert. Wenn man sich nicht sicher ist ermittelt man am besten erstmal mit einigen Testaufnahmen, wie viele Aufnahmen man benötigt und nimmt anschleißend nochmals die Vollständige Belichtungsreihe auf, ohne die Kamera unnötig zu berühren.

    Mit etwas Übung lernt man aber recht schnell die Anzahl der benötigten Aufnahmen auch ohne Hilfsmittel richtig zu schätzen.

    Im Zweifelsfall sollte man aber vor Ort lieber einige Aufnahmen mehr machen.
    Bei der Nachbearbeitung zu Hause kann man sich immer noch entscheiden, welche Aufnahmen aus der Serie man am Ende wirklich für die Bearbeitung verwendet. Man sollte sich nur nicht davon verleiten lassen, bloß weil man z.B. acht Aufnahmen gemacht hat, diese auch alle verwenden zu müssen. Oftmals reichen z.B. bereits drei bis vier Aufnahmen aus, um ein gutes Ergebnis zu Erzielen und die Verwendung von allen acht Aufnahmen würde eher eine Verschlechterung mit sich bringen.
    Beispiel:
    Vergleich: Einzelaufnahme -> DRI aus vier Aufnahmen -> DRI aus acht Aufnahmen
    single shot ohne Dynamic Range Increase

    DRI aus vier Aufnahmen Dynamic Range Increase

    DRI aus acht Aufnahmen Dynamic Range Increase
    Während das erste Bild noch einen recht stark strahlenden (überstrahlten) Eindruck macht, wirkt das zweite Bild aus vier Aufnahmen bereits deutlich gedämpfter. Das Bild aus allen acht Aufnahmen hat endgültig auch den letzten Ansatz von Glanz verloren.

    In voller Größe kann man dahingegen bei zunehmender Anzahl der Aufnahmen noch eine Zunahme an Details erkennen.
    DRI
    Insgesamt sieht man hier recht gut, dass die Anzahl der erforderlichen Aufnahmen zum einen von der gewünschten Bildwirkung und zum anderen auch von der gewünschten Ziel-Bildgröße abhängt.
    Gerade bei einer z.B. recht kleinen Web-Darstellung hat sich gezeigt, dass hier durchaus bereits recht wenige Aufnahmen ausreichen, um die überstrahlten Stellen ausreichend zu bearbeiten. Eine Verwendung von zu vielen Aufnahmen führt im Gegenteil eher dazu, dass das Bild jegliches Strahlen verliert. Ein etwaiger Gewinn an zusätzlichen Details durch viele Aufnahmen ist in der Regel durch die starke Verkleinerung nicht mehr zu erkennen. Bei einem großformatigen Druck dahingegen kann sich der zusätzliche Detailgewinn aber durchaus Positiv auswirken.
    Hier zum vergleich noch eine etwas dezenter bearbeitete Version dieses Bildes: dri
    Auch bei den Histogrammen der verschiedenen Bilder sieht man recht gut die Unterschiede in den hellen Bereichen.
    ohne DRI Unbearbeitetes Ursprungsbild

    Hier sieht man in rechten/hellen Bereich deutlich die Häufung von überstrahlten Pixeln.
    Dynamic Range Increase DRI aus vier Aufnahmen

    Bei diesem Bild ist die Anzahl der überstrahlten Pixel bereits deutlich geringer, aber einige wenige sind ganz rechts noch zu erkennen. Diese Pixel sind bei entsprechender Vergrößerung z.B. im oberen und unteren Bereich des Air France Werbeschildes durchaus noch erkennbar.
    Dynamik Range Increase DRI aus acht Aufnahmen

    Bei acht Aufnahmen sind nun endgültig keine überstrahlen Pixel mehr festzustellen.
    Dynamik Range Increase


    DRI aus acht Aufnahmen - dezenter bearbeitet

    Hier kommen zwar auch insgesamt acht Aufnahmen zum Einsatz, diese wurden aber nicht mit der vollen Intensität verwendet. Dies führt dazu, dass zum einen ganz rechts keine überstrahlten Pixel mehr vorhanden sind, aber der rechte, helle Bereich insgesamt etwas ausgeprägter ist als bei den beiden vorangegangen Versionen. Das gesamte Bild wirkt hierdurch nicht so "matt".
    Nebenbei erkennt man an diesen Histogrammen auch recht gut, dass eine Tonwertkorrektur am Ende der Bearbeitung eher kontraproduktiv wäre, weil dadurch selbst bei geringen Korrekturen sofort wieder einzelne Bildbereiche jegliche Zeichnung verlieren würden.
    Sollte eine Tonwertkorrektur dennoch notwendig sein, empfiehlt es sich diese zu Beginn der Bearbeitung nur auf dem Ausgangsbild durchzuführen.
    Bei größeren Änderung kann es darüber hinaus sinnvoll sein, das Bild zu doppeln und anschließend auf dem einen die Tonwertkorrektur durchzuführen und das andere (unbearbeitete) quasi als Bild 2 zu verwenden und dessen helle Bereiche über Bild 1 zu legen.
    Kurzgesagt hilft hier oftmals nur ausprobieren, die verschiedenen Ergebnisse miteinander zu vergleichen, und so mit der Zeit seinen eigenen persönlichen Geschmack/Stil zu entwickeln.
    Und manchmal ist sogar weniger am Ende mehr...

    Veränderung der Blende oder der Zeit beim erstellen der Aufnahmen ?

    Auf den ersten Blick erscheint es einem vernünftig die Belichtungszeit gleich zu belassen und die Blende für das Erstellen der Bildserie zu verändern.
    Dies hat aber zwei entscheidende Nachteile. Zum eine stellt die Nachtfotografie durch die auftretenden hohen Kontrastverhältnisse mit oftmals Punktförmigen Lichtquellen sehr hohe Anforderungen an die verwendeten Objektive so das selbst bei guten Objektive an Kleinbildkameras nur der Bereich von ca. 5.6 bis 11 mit guten Ergebnissen nutzbar ist. Drei Aufnahmen mit insgesamt Plus/Minus eine Blende bringen keinen allzu großen Gewinn beim erstellen eine DRI. Zum anderen verändert sich mit der Blende auch die Tiefenschärfe (allein von dieser her sind Blendenzahlen unter 8 in der Architekturfotografie oft schon Problematisch) und die Spitzenlicher (*sternchen*) um Lichtquellen herum verändern ihre Form und Richtung so das die Aufnahmen oftmals nicht mehr sauber zu einem harmonischen wirkendem Bild zusammengesetzt werden können.
    Somit bleibt nur die Veränderung der Belichtungszeit übrig um Bilder mit gleich bleibender Tiefenschärfe zu erzeugen und auch genügend Spielraum für z.B. ein Belichtungsserie mit acht Aufnahmen zu haben.

    DRI aus RAW ober JPG

    Oftmals stellt sich die Frage ob man für DRI unbedingt RAW benötigt oder ob diese auch mit JPG machbar sind. Kurz gesagt, für die auf der nächsten Seite beschriebene Methode der manuellen DRI-Bearbeitung, bringt die Verwendung von RAW(16Bit tiff) keinen zusätzlichen Vorteil gegenüber JPG. Die allgemeinen Vorteile von RAW gegenüber JPG beim bearbeiten sind bei manuellem DRI die gleichen wie bei einer "single" Aufnahme, von daher kann ein manuelles DRI auch ohne Probleme aus JPG-Aufnahmen erstellt werden.

     
    => Weiter zu DRI / Dynamic Range Increase Teil 2 - Die Bearbeitung <=
    => Weiter zu DRI / Dynamic Range Increase Teil 3 - Sonderfall DRI aus einem RAW <=
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    Zusammenfassung: Tutorial, DRI, Dynamic Range Increase, Beispiele aus Frankfurt sitemap