Was ist der Dynamikumfang, und warum lassen sich Lichter und Schatten nicht gleichzeitig bewahren?
Der Dynamikumfang einer Kamera bezeichnet den Helligkeitsbereich einer Belichtung – von ungesättigten Lichtern bis zu nutzbaren Schattendetails. Erfahre mehr über RAW-Spielraum, die Wiederherstellung von Lichtern, Schattenrauschen, HDR und die richtige Einordnung von Testergebnissen.
Der Dynamikumfang einer Kamera bezeichnet den Helligkeitsbereich einer Belichtung – von ungesättigten Lichtern bis zu nutzbaren Schattendetails. Erfahre mehr über RAW-Spielraum, die Wiederherstellung von Lichtern, Schattenrauschen, HDR und die richtige Einordnung von Testergebnissen.
Der Dynamikumfang beschreibt die Fähigkeit einer Kamera, in einer einzigen Belichtung sowohl in den hellsten als auch in den dunkelsten Bildbereichen nutzbare Details aufzuzeichnen. Sobald die Lichter die Sättigungsgrenze des Sensors erreichen, lassen sie sich meist nicht mehr zurückholen; Schatten können aufgehellt werden, dabei wird jedoch Rauschen sichtbar. RAW-Dateien bewahren mehr Spielraum für nachträgliche Anpassungen, können aber kein Licht und keine Details erzeugen, die nie aufgezeichnet wurden.
Wie wird der Dynamikumfang definiert?
In der Fotografie wird der Dynamikumfang üblicherweise in „Blendenstufen“ (Stops) angegeben: als Verhältnis zwischen dem hellsten ungesättigten Signal und einer für den dunklen Bildbereich als akzeptabel geltenden Rauschschwelle. Jede zusätzliche Blendenstufe verdoppelt den Helligkeitsbereich. Imatest erklärt die Messung des Dynamikumfangs und gibt den Bereich bei verschiedenen Signal-Rausch-Verhältnissen an. Das macht deutlich, dass „akzeptabel“ kein einheitlich gültiger Standard ist. Der technische Dynamikumfang, der in einem Ausdruck nutzbare Bereich und die von Testseiten verwendeten Signal-Rausch-Schwellen können sich unterscheiden. Deshalb lassen sich Werte aus verschiedenen Quellen nicht vergleichen, ohne die jeweiligen Messmethoden zu berücksichtigen.
Der Dynamikumfang ist außerdem nicht dasselbe wie der Bildkontrast. Eine Datei mit hohem Dynamikumfang kann auf ein kontrastarmes Bild abgebildet werden, während sich eine Szene mit geringem Dynamikumfang mithilfe einer Gradationskurve kontrastreich darstellen lässt. Aufzeichnungsfähigkeit und endgültige Darstellung sind zwei getrennte Schritte.
Was ist der Unterschied zwischen ausgefressenen Lichtern und Schattenrauschen?
Sobald ein Pixel seine Full-Well-Kapazität erreicht, zeichnet eine weitere Erhöhung der Belichtung keine zusätzlichen Tonwerte auf. Helle Bildbereiche, in denen alle Farbkanäle gleichzeitig gesättigt sind, lassen sich nur schwer wiederherstellen. Mit der sogenannten Wiederherstellung von RAW-Lichtern ist manchmal gemeint, dass ein Kanal noch nicht gesättigt ist und die Software anhand der Farbbeziehungen Informationen rekonstruiert. Eine rein weiße Fläche enthält jedoch keine echte Textur, die sich zurückholen ließe.
Schatten enthalten dagegen meist noch ein schwaches Signal, aber Ausleserauschen und Photonenrauschen machen darin einen größeren Anteil aus. Beim Aufhellen der Schatten werden Signal und Rauschen gemeinsam verstärkt. Eine Erklärung, woher es kommt, findest du unter wie Bildrauschen entsteht.
Warum haben RAW und JPEG einen unterschiedlichen Bearbeitungsspielraum?
RAW-Dateien bewahren Sensordaten mit höherer Bittiefe und weniger fest eingebrannter Verarbeitung. Dadurch lassen sich Weißabgleich, Gradationskurven und Rauschreduzierung leichter nachträglich anpassen. JPEG-Dateien haben bereits Tonwertzuordnung, Schärfung, Rauschreduzierung und 8-Bit-Kodierung durchlaufen. Starke Anpassungen führen daher eher zu Banding oder Kompressionsartefakten. Einen ausführlichen Vergleich findest du unter die Unterschiede zwischen RAW, JPEG und HEIF.
RAW ist jedoch kein uneingeschränktes Sicherheitsnetz. Ein gesättigter Sensor, ein bewegtes Motiv oder ein falsch gesetzter Fokuspunkt lässt sich nicht durch einen Wechsel des Dateiformats korrigieren. Das Histogramm in der Kamera stammt üblicherweise aus der JPEG-Vorschau. Deshalb beeinflussen Bildstil und Weißabgleich, an welchen Stellen Warnungen erscheinen. In wichtigen Situationen solltest du einen sinnvollen Spielraum lassen.
Wie beeinflusst ISO den Dynamikumfang?
Bei vielen Kameras kann der Sensor nahe der Basis-ISO mehr Reserven in den Lichtern bieten. Nach einer Erhöhung der analogen Verstärkung entspricht dieselbe Ausgangsobergrenze einer geringeren Ladungsmenge im Sensor, sodass der Spielraum in den Lichtern üblicherweise abnimmt. Einige Sensoren mit Dual-Conversion-Gain wechseln bei einer bestimmten ISO-Einstellung den Auslesemodus, wodurch sich das Schattenrauschen verbessern kann; deshalb verläuft die Kurve nicht immer gleichmäßig.
„Expose to the right“ sollte bedeuten, die tatsächliche Belichtung zu erhöhen, ohne wichtige Lichter zu sättigen oder die gewünschte Verschlusszeit und Blende zu gefährden – nicht einfach blind die ISO zu erhöhen oder das Histogramm zwanghaft nach rechts zu verschieben. Für die Belichtungssteuerung siehe wie du die Belichtungskorrektur verwendest.
Wann solltest du Belichtungsreihen und HDR verwenden?
Bei statischer Architektur, Innenräumen mit Fenstern und Sonnenuntergängen kannst du mehrere Belichtungen aufnehmen und ihre Lichter und Schatten kombinieren. Verriegle dafür Bildausschnitt, Weißabgleich und Blende und variiere für die Belichtungsreihe die Verschlusszeit. Achte darauf, dass das dunkelste Bild die Lichter schützt und das hellste Bild saubere Schatten liefert. Menschen, Blätter, Wellen und Fahrzeuge können Geisterbilder erzeugen. Verkürze deshalb den Abstand zwischen den Aufnahmen oder akzeptiere die Kompromisse einer einzigen Belichtung.
Auch das fertige HDR-Bild muss auf den Helligkeitsbereich eines Displays oder eines Blatt Papiers abgebildet werden. Ein natürliches Ergebnis hängt von lokalem Kontrast und Farbmanagement ab. HDR bedeutet nicht, alle Schatten und Lichter so weit zu komprimieren, bis sie dieselbe Helligkeit haben.
Wie solltest du Testergebnisse richtig lesen?
- Kläre, ob der Test RAW oder JPEG sowie den Sensor oder die vollständige Kameraausgabe misst; die PDR-Diagramme von Photons to Photos veröffentlichen beispielsweise die Definition und Messkonventionen ihrer Diagramme zum fotografischen Dynamikumfang.
- Prüfe die Signal-Rausch-Schwelle, die normalisierte Ausgabegröße und die Bittiefe.
- Vergleiche Kameras anhand derselben ISO-Definition und einer ähnlichen Auflösung und achte auf Übergänge zwischen den Dual-Gain-Stufen.
- Setze einen Unterschied von einem Bruchteil einer Blendenstufe nicht unmittelbar mit einem sichtbaren Unterschied in der Bildqualität gleich.
- Berücksichtige Objektiv, Belichtung und die realen Aufnahmebedingungen, statt Kameras anhand einer einzelnen Spitzenzahl zu bewerten.