Nachdem mich in den letzten Tagen meherere Leute gefragt haben, wie DRI’s funktionieren, hier eine Kurzanleitung. Digitalkameras sind toll, aber vom Analogen Vorbild in einigen Punkten noch weit entfernt. Ein Digitalkamerasensor (CCD) besteht aus Millionen von Sensoren, die alle eine Digitaltypische Krankheit haben: Sie wurden vermutlich von Mathematikern erfunden. Jeder Sensor ist einer der drei Grundfarben zugeordnet und macht nix weiter, als den Helligkeitsgrad der jeweilgen Farbe an seinem Punkt messen, was er dann auf einer Skala von 0 – 255 speichert (bei 8bit, oder eben 65535 bei 16bit). 256 ist eine von den vielen Lieblingszahlen der Mathematiker. Hier stösst aber mathematisches Wunschdenken auf die kunterbunte und hochauflösende Realität, die sich nicht einfach so in 256 Werte pressen lässt.


Nikon D80, 1,5 Sekunden, Blende 3.5, Iso 1000, 18mm
Bei diesem Bild ist der Vordergrund ganz ok belichtet, die Tür von Merkels Bude ist aber gnadenlos überstrahlt, und das Licht überstrahlt auch dunklere Stellen. Warum? Weil hier Helligkeitswerte auftreten, die nicht mehr in die Skala von 0-255 passen, denn diese sind schon für die feinen Abstufungen im vorderen Bildbereich “verbraucht”, das Messfeld des Sensors ist gesättigt.

Nikon D80, 1/10 Sekunde, Blende 3.5, Iso 1000, 18mm
Das hier ist so ein mittelmässiger Kompromiss: rechts und links gehen im Schwarz einige Informationen verloren, dafür sind die hellen Flecken in der Mitte nur noch teilweise überbelichtet.

Nikon D80, 1/40 Sekunde, Blende 3.5, Iso 1000, 18mm
Hier haben wir die hellsten Stellen korrekt Belichtet, aber dafür sieht man vom Rest des Bildes nicht viel. Um aus diesen drei Bildern nun ein DRI zu erstellen, legt man sie in je einer Ebene (Photoshop, Photoimpact, HDR-Tools) ab und speichert sie in einem HDR-Format (z.B. .hdr), das nicht auf die 256-Werte Limitierung angewiesen ist und sogar Nachkommastellen kann. (“Floatzahlen” für die mitlesenden Mathematiker). Praktischerweise geht jetzt kein bischen Information verloren. Toll, oder?
Jetzt entfernt man die gesättigten Werte, die entweder auf “0″ oder “255″ stehen und somit keine nutzbaren Informationen mehr enthalten, und mittelt dafür die Werte aus den anderen Bildern. Wenn das nicht hilft, schauen sich intelligente HDR-Programme die Umgebung des Pixels an, und rechnen daraus einen Mittelwert. Eine Lampe in der Mitte des Bildes hat z.B. im ersten Bild den Wert 255, im zweiten 255 und im Dritten 184, und enthält somit nur im dritten Bild nutzbare Informationen.

So sieht das Kanzleramt als zusammengesetztes DRI aus den obigen Werten aus.
Und wer das ganze in mathematisch fundiert lesen möchte, dem sei Stephan Stoske’s brillianter Artikel sehr ans Herz gelegt.