Aufbaukurs, Lektion 5

Berge versetzen: Histogramm und Tonwertkorrektur

In der Lektion über Farbtiefe und in dem Artikel Schwarzweiß (Raw) wurde schon kurz auf Histogramme und Tonwertkorrektur eingegangen. Es gibt aber noch einiges mehr dazu zu sagen, was Thema dieser Lektion sein soll.

Histogramme werden an verschiedenen Stellen eingesetzt, die etwas mit digitaler Bildbearbeitung zu tun haben. Man findet sie auf Displays von Digitalkameras, in Software zum Scannen von Fotos oder Dias, in Programmen zur Konvertierung von Raw-Dateien und natürlich auch in der ganz normalen Bildbearbeitung, also in Photoshop, PhotoImpact, Gimp, oder ähnlichen Programmen.

Zunächst einmal zeigen Histogramme die Helligkeitsverteilung der Pixel eines Bildes. Es ist also nicht wie bei den drei Fotos am Ende dieser Seite spaßeshalber gezeigt eine Abbildung der Kontur bzw. Skyline des jeweiligen Motivs. Vielmehr kann man am Histogramm mit einem Blick abschätzen, ob ein Bild in etwa korrekt belichtet ist, oder ob eine Unterbelichtung bzw. Überbelichtung vorliegt.

Man hat sich darauf geeinigt, die dunklen Farbtöne links im Histogramm zu platzieren, während sich die hellsten Pixel des Bildes ganz rechts im Histogramm wiederfinden.

Hermannsdenkmal, normal belichtet, mit Histogramm

Normales Histogramm

Ein korrekt belichtetes Foto nutzt möglichst den ganzen zur Verfügung stehenden Umfang an Helligkeiten aus, jedoch ohne dass das Histogramm zu sehr am oberen oder unteren Rand abgeschnitten wird. Hier sehen wir das Hermanns-Denkmal in der Nähe von Detmold.

Es war ein trüber Tag, was sich deutlich am Himmel zeigt. Die Belichtung könnte noch einen Tick heller sein, aber man sieht, dass die Histogramm-Kurve gut in den zur Verfügung stehenden Platz hineinpasst. Zwar haben 912 Pixel den Helligkeitswert 0 (sind also schwarz), aber im Vergleich zur Gesamtzahl der Pixel dieses Fotos ist dies unter 1%. Auch die dunklen Mauern haben größtenteils noch ausreichend „Zeichnung“; man kann also Mauerfugen, etc. erkennen. Das Bild hat demnach noch Potential für eine leichte Aufhellung.

Um sein Auge für Histogramme und Helligkeiten zu schulen, ist es ganz hilfreich, einzelne Bereiche des Motivs im Histogramm (und umgekehrt) wiederzuerkennen. Man sieht hier deutlich, dass die Histogramm-Kurve zwei Maxima hat. Es sind im Prinzip zwei „Berge“. Der linke Berg zeigt die dunkleren Tonwerte des Denkmals, während der rechte Berg die helleren Tonwerte umfasst, die hauptsächlich im Bereich des Himmels zu finden sind. Da das Wolkengrau relativ einheitlich ist, bildet das Histogramm hier eine ziemlich steile Bergspitze.

Hermannsdenkmal, unterbelichtet, mit Histogramm

Unterbelichtung

Ein weiteres Foto dieser Serie ist deutlich unterbelichtet. Hier „klebt“ das Histogramm am linken Rand, während es die hellen Farbtöne auf der rechten Seite der Skala gar nicht ausnutzt. Etwa 8 Prozent der Pixel sind komplett schwarz. Dieses Bild ist auch mit Aufhellen nicht mehr wirklich zu retten, da in den dunklen Bereichen des Gemäuers nicht mehr genügend „Zeichnung“ vorhanden ist.

Solche Unterbelichtungen können übrigens leicht auftreten, wenn man eine Person, etc. vor dem deutlich helleren Himmel fotografiert. Je nach Belichtungssteuerung der Kamera kann es dann passieren, dass sich die Kamera durch die großen hellen Flächen täuschen lässt und daher insgesamt zu dunkel belichtet. Bei normalen Personenfotos hilft dagegen z.B. ein Aufhellblitz. Aber gegen Hermann, der sich bekanntlich nicht einmal von drei römischen Legionen beeindrucken ließ, kommt man natürlich mit dem Kompaktkamera-Miniblitz nicht an. Hier hilft dann nur eine Belichtungskorrektur „nach oben“, also längeres Belichten bzw. Blende weiter öffnen.

Hermannsdenkmal, überbelichtet, mit Histogramm

Überbelichtung

Beim dritten Foto dieser Serie habe ich wohl zu weit „nach oben“ korrigiert, so dass das Bild überbelichtet wurde. Man erkennt deutlich im Histogramm, dass etwa 2/3 der Pixel eine Helligkeit von 255 haben, also „markenvollwaschmittelweiß“ sind. Die Wolken haben keinerlei Zeichnung mehr, und auch eine Tonwertkorrektur nach unten kann den „ausgebrannten“ Himmel nicht mehr retten. Statt glatt weiß würde er dann glatt grau, aber die auch bei bedecktem Himmel typischen leichten Helligkeitsunterschiede sind durch die Überbelichtung verloren gegangen.

Allenfalls eine erneute Raw-Konvertierung nach digitaler Belichtungskorrektur könnte hier noch helfen. Denn wie die Lektion über Farbtiefe gezeigt hat, sind ja in einem Raw-Bild deutlich mehr Informationen enthalten als in dem daraus erzeugten Jpg. In diesem Falle allerdings nicht, denn das Bild stammt noch von einer Digitalkamera ohne Raw und wurde daher direkt als Jpg aufgenommen.

Tonwertkorrektur

Mit diesen Grundlagen über Histogramme im Sinn ist es nun kein Problem mehr, sinnvolle Tonwertkorrekturen vorzunehmen, ohne sich das Bild dabei zu verhunzen. Zuvor jedoch noch ein Hinweis: Bei den meisten Bildformaten ist eine Tonwertkorrektur (und die meisten anderen Manipulationen an Farbe, Helligkeit, etc. ebenso) ein Eingriff, der sich nicht verlustfrei umkehren lässt. Daher sollte man sich für alle Fälle das Originalfoto lieber unverändert aufheben und die Korrekturen nur an einer Kopie der Datei vornehmen.

Hafen Hamburg, unkorrigiert

Flaues Foto

Das Beispielfoto stammt diesmal von einer Hafenrundfahrt in Hamburg, bei der das Wetter ziemlich plötzlich umschlug. Links sieht man das quasi unbearbeitete Ausgangsfoto – es wurde nur für die Website auf 900×600 Pixel verkleinert und nachgeschärft. Insgesamt wirkt es deutlich zu dunkel und zu kontrastarm.

Tonwertkorrektur

Tonwertkorrektur-Werkzeug

Klickt man auf das Tonwertkorrektur-Werkzeug des Bildverarbeitungs-Programms (hier: PhotoImpact 12), so bekommt man neben einer Vorher/Nachher-Ansicht auch das Histogramm des Fotos angezeigt. Deutlich sieht man, dass das Bild den möglichen Kontrastumfang bei weitem nicht ausnutzt: Die Tonwert-Kurve kommt weder links noch rechts nahe an den Rand des Histogramm-Feldes.

Automatische Tonwertkorrektur

Automatische Korrektur

Wenn man mag, klickt man testweise auf „Strecken“, um zu sehen, wohin die Reise gehen kann. Manchmal erzeugt dies bereits eine sehr gute Tonwertspreizung, aber in diesem Fall finde ich das Ergebnis etwas übertrieben, da ja die Schlechtwetterstimmung nicht verloren gehen soll. Daher klicke ich auf „Zurücksetzen“ und mache den Vorgang lieber von Hand.

Manuelle Tonwertkorrektur

Schwarzpunkt korrigieren

Zunächst korrigieren wir den linken Rand, also den Schwarzpunkt des Bildes. Wenn man das kleine schwarze Dreieck nach rechts verschiebt, kann man bestimmen, wo die tonwertkorrigierte Kurve beginnen soll. Hier stelle ich den Wert auf 30, da etwa dort die Tonwertkurve beginnt. Das rechte Vorschaubild wird dadurch etwas dunkler.

Korrektur des Weißpunkts

Weißpunkt korrigieren

Im nächsten Schritt wird das weiße Dreieck an den rechten Rand der Kurve geschoben, um den Weißpunkt zu korrigieren. Bei diesem Bild habe ich einen Weißpunkt von 190 gewählt, da die oberen Helligkeitswerte von 190 bis 255 im Originalbild gar nicht vorkamen.

Hätte ich den Weißpunkt weiter bis zum Kurvenmaximum in die Kurve hineingeschoben, so wäre der Himmel ausgebrannt. So aber behält er ein leichtes Grau, was zwar nicht schön ist, aber dem abgebildeten Schietwedder angemessen.

Gammawert korrigieren

Helligkeit anpassen

Nachdem nun die Ränder eingestellt sind (und damit gewissermaßen der Maximalkontrast in der Aufnahme), bleibt noch die Möglichkeit, mit dem grauen Dreieck den Gammawert zu steuern. Dies verändert den mittleren Grauwert der Aufnahme, also die Gesamthelligkeit. Hier schiebe ich den Regler leicht nach links (von 1 auf 1.2), so dass das Foto leicht aufgehellt wird.

Das Ergebnis ist zwar noch immer kein typisches Postkartenmotiv, aber es ist deutlich besser als das oben gezeigte unbearbeitete Original. Unten zum Vergleich die beiden fertigen Versionen – links die von Hand korrigierte und rechts als Alternative die automatische Korrektur mit der Schaltfläche „Strecken“. Welche man schöner findet, ist vermutlich Geschmackssache. Wenn man nach der automatischen Korrektur den Braunton noch entfernen würde, dann würde ich mich vermutlich für die rechte Version entscheiden, auch wenn bei dieser die Tonwertkurve oben und unten leicht abgeschnitten wurde.

Hamburger Hafen Hamburger Hafen

Die einfache Tonwertkorrektur hilft bei einem Großteil der Helligkeits- und Kontrastprobleme schon ganz gut weiter. Sie ist sehr einfach zu handhaben, da sie sehr intuitiv arbeitet, sobald man das Prinzip eines Histogramms verstanden hat. Für spezielle Aufgaben – wie z.B. die Aufhellung der schattigen Bildteile – gibt es einige andere Funktionen in den Bildbearbeitungsprogrammen, beispielsweise die Verwendung von Gradationskurven, etc. Zu einem anderen Zeitpunkt vielleicht mehr dazu. Hier geht es in Lektion 6 nun erst einmal um die Grundlagen der Portraitfotografie.

Histo(ry)gramme: Kölner Dom, Semperoper Dresden, Rathaus Rostock


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9 Antworten zu Aufbaukurs, Lektion 5

  1. Pingback: Aufbaukurs, Lektion 4 | Rolands Fotokurs

  2. Pingback: Monitor-Einstellung | Rolands Fotokurs

  3. RoFrisch schreibt:

    1 Leserkommentar hierzu aus dem alten Fotokurs:

    #1 Dirk schrieb am 18.07.2009 22:41

    Dein Fotokurs ist wirklich sehr gut Roland, komm immer wieder gern vorbei.

    gruss dirk

    schlumpi

  4. Pingback: Schwarzweißfotos aus Raw | Rolands Fotokurs

  5. divin2 schreibt:

    Hey Roland,

    ich wollte mich auch noch mal bedanken für diesen Super tollen Einführungskurs. Wesentlich besser erklärt als in den Büchern, die ich auch noch zu Rate gezogen habe werden hier die Basics der Fotographie, soweit ich das als Laie beurteilen kann, auf den Punkt gebracht. Top Sache! Vielleicht noch nen PDF Download?
    LG
    max

  6. Pingback: Aufbaukurs, Lektion 6 | Rolands Fotokurs

  7. Iva Abendessen schreibt:

    Roland,

    Du bist einfach spitze.Deine Ratschläge,Tipss und Anmerkungen sind unbezahlbar und absolut „hilfsbereit“.Ich möchte mich ebenfalls bedanken für diesen höchst interessanten Einführungskurs auf gerade diese und nicht andere Art und Weise.
    Tolle Grüsse
    Iva

  8. hyper472 schreibt:

    „Aber gegen Hermann, der sich bekanntlich nicht einmal von einer römischen Legion beeindrucken ließ,…“
    es waren drei ;-) – aber wir wollen ja nicht Geschichte lernen, sondern Fotografie. Und das klappt hier prima! Danke.

    • RoFrisch schreibt:

      Ja, Du hast recht. Es waren drei. Stimmt.
      Aber vielleicht war er ja von den drei Legionen doch ein wenig beeindruckt… ;-)
      Ich werde es trotzdem gleich ändern. Danke für den Hinweis. Und danke für das Lob bzgl. der fotografischen Inhalte.

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