4.2 Belichtung im RAW-Workflow 
Ein großer Unterschied zwischen Film und digitalen Sensoren ist, wie diese jeweils auf Licht reagieren. Film verhält sich dabei wie das menschliche Auge, das nichtlinear auf eine Lichtmenge reagiert. Das Auge, oder besser unser Gehirn, führt dabei eine automatische Gamma-Korrektur durch.
Was ist das genau? Schalten wir in einem dunklen Raum eine 40 Watt starke Glühbirne an, nehmen wir eine bestimme Helligkeit wahr. Wird dann eine zweite Glühbirne mit 40 Watt zugeschaltet, erscheint uns das Licht zwar heller, aber nicht gleich doppelt so hell. Und eine dritte Glühbirne verdreifacht schon gar nicht die Helligkeit. Je mehr Licht erzeugt wird, um so geringer scheint die Zunahme der Helligkeit zu sein. Der Vorteil dieser Art der Wahrnehmung ist, dass wir dadurch einen sehr großen Belichtungsraum bis zum Faktor 10.000 erfassen können.
Sensoren besitzen dieses Kompressionsverfahren nicht. Sie messen ganz lineal die Anzahl von Photonen. Verdoppeln sich die Photonen, so verdoppelt sich auch die Spannung am Sensor.
Abbildung 4.6 Nach einer Gamma-Korrektur erscheint das Bild so, wie wir es sehen. Das Histogramm zeigt jetzt eine normale Verteilung.
4.2.1 Lineare Aufnahme 
Digitale Sensoren arbeiten mit einem linearen Gamma. An der Kamera erfassen sie Helligkeiten üblicherweise mit 12 Bit. Das entspricht einer Abstufung von 4.069 Helligkeitsstufen. 2.048 entspricht der Hälfte davon, und das wiederum einem Blendenschnitt am Objektiv. Jede weitere Blende halbiert die einfallende Lichtmenge weiter.
Abbildung 4.7 Jede Blendenstufe halbiert die einfallende Lichtmenge. Das bedeutet analog eine Halbierung der Tonwerte je Blende.
Nehmen wir als Beispiel einen Bereich von sechs Blenden, was dem üblichen Spielraum einer Digitalkamera im RAW-Modus entspricht, so erhalten wir folgende Abstufung der Helligkeitswerte:
- 2.048 Stufen im Bereich der offenen Blende bis zur ersten geschlossenen Blende. Das entspricht den hellsten Stellen im Bild.
- 1.024 Stufen im Bereich der ersten zur zweiten Blende. In diesem Bereich finden sich die helleren Bildbereiche.
- 512 Stufen im Bereich der zweiten zur dritten Blende. Das sind die mittleren Helligkeiten im Bild.
- 256 Stufen im Bereich der dritten zur vierten Blende.
- 128 Stufen im Bereich der vierten zur fünften Blende. Dort befinden sich die dunkleren Stellen.
- 64 Stufen im Bereich der fünften zur sechsten Blende. Dort befinden sich die dunkelsten Stellen.
In JPEGs mit 8 Bit entspricht der gesamte Belichtungsbereich nur 256 Abstufungen. Das ergibt eine Anzahl von lediglich vier Tonwerten in den dunkelsten Stellen.
Wird ein Bild um eine Blende unterbelichtet, verliert man die Hälfte der verfügbaren Töne, und man hat bei 12 Bit nur noch 2.048 Tonwertabstufungen für das gesamte Bild zur Verfügung.
Abbildung 4.8 Der S-förmige Belichtungsverlauf von analogen Negativfilmen verzeiht auch Belichtungsfehler von mehr als einer Blende. Durch die abgeflachte Kurve bleiben Details erhalten. Nur der Kontrast verringert sich.
Abbildung 4.9 Sensoren schneiden alles ab, was außerhalb des Belichtungsbereichs liegt. Daher gehen bei einer Fehlbelichtung von mehr als einer Blende Details verloren.
Ein weiteres Phänomen der Kamerasensoren erschwert die Belichtung zusätzlich. Überträgt man die Empfindlichkeit eines Sensors in einen Graphen, entsteht eine gerade Linie von der hellsten bis zur dunkelsten Stelle.
Film besitzt im Gegensatz dazu eine S-förmige Kurve. Diese fällt zu den Belichtungsgrenzen hin flach ab. An den Grenzen zur jeweils minimalen bzw. maximalen Belichtung erhält man daher einen weichen Übergang, der den Belichtungsspielraum etwas erweitert und die Detailauflösung in Grenzbereichen erhöht. Sensoren dagegen schneiden an den hellsten und dunkelsten Stellen abrupt die Werte ab, die außerhalb ihres Belichtungsbereiches liegen.
4.2.2 Belichtung auf helle Stellen
Aus diesen Erkenntnissen heraus sollte man schon beim Fotografieren Folgendes beachten, um Probleme mit Über- oder Unterbelichtung zu vermeiden:
Abbildung 4.10 Extreme Überbelichtungen verursachen ein Übersteuern einzelner Farben und einen Überlauf zwischen den Sensorelementen, was zu Farbverschiebungen führt.
Die Belichtung sollte so genau wie möglich sein, denn zu helle oder zu dunkle Stellen werden radikal abgeschnitten. Bei Bildern mit großem Tonwertumfang ist das durchaus ein Problem.
Die Belichtung sollte auf die hellen Bereiche ausgerichtet sein. Belichten Sie im Zweifelsfall also lieber ein wenig über, das erhöht die Tiefendetails. Die Überbelichtung sollte aber nicht mehr als eine Blende betragen, da eine stark gesättigte Grundfarbe, z. B. ein Blau im Himmel, sein Maximum erreicht und nicht mehr weiter ansteigen kann. Jede weitere Überbelichtung verschiebt dann den Farbton zu jener Grundfarbe hin, deren Anteil an zweiter Stelle liegt. Zusätzlich können Photonen von einem Sensor auf einen benachbarten überlaufen. Im Extremfall entstehen dann nur Graustufen, da alle Elemente aufgrund des Überlaufs gleich viele Photonen messen.
Vorsicht ist auch mit Einstellungen der Empfindlichkeit geboten. Einige Kameras nehmen es mit den ISO-Werten nicht so genau. ISO 100 können sich wie »wahre« ISO 125 oder auch nur ISO 75 auswirken. Es kann einige Zeit dauern, bis man die eigentliche Empfindlichkeit seiner Kamera herausgefunden hat.
Abbildung 4.11 Normalbelichtung: Das Histogramm zeigt, dass sowohl dunkle als auch helle Töne ideal verteilt sind und keine Detailverluste auftreten.
Abbildung 4.12 Belichtung auf Lichter: Das Bild wurde leicht überbelichtet. Es entstehen Spitzen auf der rechten Seite des Histogramms.
Abbildung 4.13 Korrektur: Die hellsten Stellen wurden korrigiert und abgedunkelt. Dadurch gehen keine Details verloren. Gleichzeitig bleiben alle Schattendetails erhalten.
| Histogramm richtig deuten | |
|
Histogramme zeigen immer die Häufigkeit von Helligkeitswerten an. Je höher die Spitze, umso mehr Pixel besitzen den entsprechenden Helligkeitswert bzw. die jeweilige Farbe oder Luminanz (die zusammengerechnete Gesamthelligkeit der Farben). Die Luminanz wird grau dargestellt – Rot, Grün und Blau in ihren jeweiligen Farben. Überlagern sich zwei Farben, wird die jeweilige Mischfarbe dargestellt. Im unteren Beispiel überlagern sich vor allem Rot und Grün, was Gelb ergibt. Links im Histogramm werden die dunkelsten, rechts die hellsten Stellen angezeigt. |
|
|
Eine ideale Helligkeitsverteilung: Weder die hellsten noch die dunkelsten Stellen weisen Spitzen auf. |
Befinden sich Spitzen am rechten Rand des Histogramms, deutet dies auf eine Überlichtung hin. An den hellsten Stellen des Bildes gehen dabei Details verloren. |
|
Sind die Spitzen dagegen am linken Rand, weist das auf eine Unterbelichtung hin. Hier gehen Details in den dunklen Bereichen des Bildes verloren. |
Befinden sich Spitzen an beiden Seiten, ist der Dynamikumfang (Helligkeitsumfang) zu groß, um ohne Verluste abgebildet werden zu können. Dies ist oft bei Gegenlichtaufnahmen der Fall. |
Die Grenzen des Histogramms | Viele Digitalkameras der Kompaktklasse und durchgängig alle digitalen Spiegelreflexmodelle besitzen die Möglichkeit, ein Histogramm anzeigen zu lassen. Dieses zeigt die Helligkeitsverteilung im Bild. Allerdings stellt es nur die Verteilung in einer JPEG-Datei dar. Die Darstellung stimmt nicht ganz für RAW-Daten. Vor allem an den Rändern, also der dunkelsten und der hellsten Stelle, werden eventuell noch vorhandene Helligkeitsstufen abgeschnitten, da diese in der 8-Bit-Umsetzung eines JPEGs nicht erfasst werden können.
Bei einer Belichtung auf helle Stellen, das sind die rechten Bereiche im Histogramm, kann der Graph daher eine Überbelichtung anzeigen, obwohl dort in Wirklichkeit noch Informationen vorhanden sind. Belichtet man das Histogramm also im RAW-Modus, hat man noch etwas mehr Spielraum.
| TIPP |
| Wenn Lightroom Ihre Kamera nicht unterstützt, versuchen Sie es mit dem DNG-Konverter. Dieser erfährt häufiger ein Update als Lightroom. Am besten informieren Sie sich vorher, ob Ihre Kamera unterstützt wird. Die Integration von neuen Modellen kann zwei bis drei Monate dauern. |
