Panoramafotografie Teil 02 - Multi-Shot-Techniken zur Kontrastbeherrschung

Panoramafotografie Teil 2 – Multi-Shot-Techniken zur Kontrastbeherrschung: Exposure Masking, Exposure Fusing, High Dynamic Range Imaging und mehr

Blickwinkel

Im letzten Teil dieser Serie erläuterten wir die Erweiterung des Blickwinkels durch das nahtlose Zusammenfügen nebeneinanderliegender Bilder zu einem weitwinkligen Panoramabild oder gar zum allumfassenden Rundumblick: Das Problem des Blickwinkels ist gelöst.

Auflösung

Normalerweise fotografiert man die Ausgangsbilder für das Panorama mit kurzen Brennweiten, um mit möglichst wenigen Aufnahmen auszukommen. Verwendet man stattdessen jedoch lange Brennweiten, sind entsprechend mehr Aufnahmen erforderlich, um dasselbe Motiv bzw. denselben Blickwinkel abzubilden. Es steigt also die Auflösung, oder anders gesagt die Pixelzahl des gestitchten Bildes bis hin zum Gigapixelbild: Das Problem der niedrigen Auflösung ist gelöst.

Kontrastumfang

Folgende klassische Situation kennt jeder Fotograf: Eine Aufnahmesituation in einem dunklen Raum eines Hauses, durch dessen Fenster eine helle und sonnige Landschaft zu sehen ist. Im Foto ist entweder der Innenraum sauber belichtet und die sonnige Landschaft im Fenster überstrahlt oder die Aussicht ist perfekt belichtet, dafür der Innenraum unterbelichtet – der Kontrastumfang der Aufnahmesituation ist einfach für die heute üblichen und bezahlbaren lichtempfindlichen Sensoren oder den normalen fotografischen Film zu hoch. Auch unser Auge hat einen begrenzten Kontrastumfang. Nur wird im Auge die Belichtung ständig stufenlos durch seine Blende, also die Iris, nachgeführt und korrigiert.

Bei der Panoramafotografie steigt durch den stark vergrößerten Blickwinkel natürlich die Gefahr, in genau solche Aufnahmesituationen zu geraten. Gerade der 360 Grad Panoramafotograf hat sehr häufig mit diesem Problem zu kämpfen: Wo Sonne ist, ist für ihn normalerweise auch Schatten, da er ja "alles" aufnimmt. Um ästhetisch anspruchsvolle Panoramen zu stitchen, muss man sich daher leider früher oder später intensiv mit dem Thema des Kontrastumfanges befassen.

Es gibt verschiedenste Techniken, um dieses Kontrast- oder Dynamikproblem anzugehen. Ganz klassisch ist die Wahl einer gemittelten Belichtung mit der Folge von ausgefressenen Lichtern und/oder abgesoffenen Schatten. Auf diese Standardvorgehensweise werden wir nicht weiter eingehen, sondern uns mit den modernen Techniken zur Bearbeitung von Belichtungsreihen (Bracketing/Multi-Shot) beschäftigen.

Exposure Masking (Exposure Blending)

Die älteste Technik und zugleich auch eine rein manuelle Herangehensweise ist das Maskieren und "Mergen" (to merge = verflechten, vermischen) der Belichtungsreihe. Ausgehend von der obigen Situation werden deckungsgleiche Aufnahmen mit unterschiedlicher Belichtung angefertigt, eine optimiert auf die Schatten und eine nächste optimiert auf die Lichter. Beide Aufnahmen werden als Photoshopebenen übereinandergelegt und die jeweils mangelhaften über- bzw. unterbelichteten Bildbereiche maskiert, oder anders ausgedrückt, die korrekt belichtete Fensteraussicht wird ausgeschnitten und in das Bild mit der korrekten Belichtung des Raumes eingefügt. Diese optimalen Bereiche werden nun abschließend zu einem Bild mit kräftiger Zeichnung in Lichtern und Schatten verrechnet. In der Theorie einfach, in der Praxis oft sehr aufwendig, trotzdem für viele Situationen eine gute Lösung.

High Dynamic Range Imaging

Bilder mit wahrlich hohem Kontrastumfang werden als High Dynamic Range Images, abgekürzt HDR oder HDRi, bezeichnet. Sie lassen sich sowohl mit Spezialkameras oder speziellen Verarbeitungstechniken im PC erzeugen, wobei erstere unerschwinglich sind. Herkömmliche Bilder, also die Aufnahmen aus unseren Digitalkameras, werden in Abgrenzung als LDR (Low Dynamic Range) bezeichnet.

Ausgehend von einer Belichtungsreihe mit LDR-Aufnahmen werden in einer HDR-Software die einzelnen Bilder zu einem HDR-Bild mit hohem Dynamikumfang kombiniert. Die unvermeidbaren Über- oder Unterbelichtungen des digitalen Einzelbildes sind nicht mehr existent! Allerdings können wir das tolle Bild auch nicht mehr wirklich sehen… Die Rot-Grün-Blau Farbkanäle in der Digitalfotografie weisen normalerweise jeweils 256 Helligkeitsstufen (8 Bit) auf, da herkömmliche Wiedergabegeräte wie Monitore etc. hier bereits ausgereizt sind. Um eine realistischere Wiedergabe zu erreichen, ist in der HDR-Fotografie der Umweg über die Erstellung von 32-bit-Bilddateien, die wir nicht richtig betrachten können, und ein darauf folgendes spezielles Tone-Mapping-Verfahren typisch.

Bei diesem Verarbeitungsschritt wird das 32-bit-HDR-Bild durch Verringerung des Kontrastumfangs in ein LDR-Bild gewandelt, um wieder die Darstellung auf den üblichen 8-bit-Anzeigegeräten zu ermöglichen.

Gewollt oder ungewollt geht beim notwendigen Tone-Mapping der naturgetreue Helligkeitseindruck oft verloren. Es erfordert einiges an Übung und Erfahrung, um natürlich wirkende Bilder zu erzeugen: Die vielen Bilder im typischen hyperrealen HDR-Look zeugen hiervon.

Exposure Fusing

Die neueste und vielversprechendste Technik, um lichttechnisch schwierige Situationen in den Begriff zu bekommen, ist das Exposure Fusing. Wiederum ausgehend von einer Belichtungsreihe werden beim Exposure Fusing aus jeder einzelnen Aufnahme automatisch die optimalen Bereiche ausgewählt und letztendlich zu einem Bild verschmolzen (to fuse = verschmelzen). Dadurch verfügt das Endprodukt über viele Details auch in den extrem hellen Zonen und dunklen Bildbereichen. Der tatsächliche Dynamikumfang des Bildes wird aber nicht erhöht und es wird auch kein 32-bit-HDR-Bild erzeugt! Es ist quasi HDR ohne die beim HDR notwendigen typischen Arbeits- und Zwischenschritte, und die Ergebnisse sind meist überraschend gut.

Schärfentiefe

Eine geringe selektive Schärfentiefe ist ein sehr beliebtes gestalterisches Element in der Fotografie. Im Panorama ist jedoch meist eine große Schärfentiefe gewünscht. Hier hilft die Methode des Focus Stacking, also das Kombinieren bzw. Stapeln (to stack = stapeln) mehrerer Aufnahmen des gleichen Motives mit unterschiedlichen Schärfeebenen zu einem einzigen Bild mit erweiterter Schärfentiefe. Während der Aufnahmeserie wird nicht wie in den obigen Techniken die Belichtung, sondern die Scharfeinstellung variiert.

Bei der manuellen Bearbeitung am PC werden genau wie beim Exposure Masking die gewünschten scharfe Bereiche mithilfe der Ebenenmasken ausgewählt und anschließend zusammengefügt. Bei zwei Ebenen noch gut handhabbar, wird diese händische Vorgehensweise aber schnell sehr zeitaufwendig. Zur Arbeitserleichterung bietet es sich an, einen automatisierten Workflow zu nutzen. Die enge Verwandtschaft zu den vorherigen Multi-Shot-Techniken zeigt sich auch dadurch, dass Photoshop CS4 im Rahmen seiner Panoramafunktionen eine Funktion zum Focus Stacking hinzubekam, oder dass die Software FDR Tools neben HDR auch das Focus Stacking beherrscht.

Probleme gelöst?

Alle gezeigten Multi-Shot-Verfahren können sowohl vor als auch nach der eigentlichen Panoramamontage angewendet werden; die Abbildungen illustrieren die nachgeschaltete Vorgehensweise. Im ersten Fall werden dann in Abweichung zu den Abbildungen zuerst die einzelnen Segmente des Panoramas in ihrem Kontrastverhalten optimiert und anschließend wird das Panorama gestitcht. Um das optimale Panoramabild zu erhalten, können die verschiedenen Techniken auch schon mal kombiniert oder selektiv angewendet werden – hier gibt es kaum Grenzen. Allen Techniken gemein ist, dass sie bei der Lösung des Kontrastproblems helfen, der Aufwand für die Panoramaproduktion aber erheblich steigt und neue Probleme in Form von Geistereffekten und Farbverschiebungen hinzukommen können. Auf die Spitze treiben kann man es dann noch durch die Hinzunahme von Focus Stacking: Man denke an ein Makropanorama im Gegenlicht ...

Vorschau

Jetzt sind wir eigentlich schon bei der Aufnahme des Panoramas angelangt. Im nächsten Teil wird es um die perfekte Aufnahme gehen oder um alles Bedenkenswerte vor dem Auslösen. Welche Anforderungen müssen die einzelnen Bilder erfüllen und was muss der Fotograf dafür bedenken? Wer sich hier bereits Fehler und Unstimmigkeiten leistet, hat es bei der Bildmontage erheblich schwerer oder macht ein zufrieden stellendes Ergebnis unmöglich.

Links

Photomatix: www.hdrsoft.com – HDR-Software, die auch Exposure Fusing integriert hat (Exposure Blending Option: Highlights & Shadows – Adjust)
FDR Tools: www.fdrtools.com – HDR-Software, die das interessante Modul Separation (zur Vermeidung von Geistereffekten) und Focus Stacking bietet
Photoshop: www.adobe.com – universelles Bildbearbeitungsprogramm, hat von fast allem etwas ... hier geht es um seine Stärke beim manuellen Maskieren
PTGui www.ptgui.com – Panoramaprogramm, das sowohl HDR als auch Exposure Fusing integriert hat
Autopano: www.autopano.net – Panoramaprogramm mit HDR-Funktionen
Combine ZM: www.hadleyweb.pwp.blueyonder.co.uk/CZM/combinezm.htm Freewareprogramm für das Focus Stacking