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5. MULTISHOT-VERFAHREN REGISTRIERUNG 5.1 1 2 3 4 Abb. 1 | Der Ablauf der Registrierung: 1 Zuerst werden die Bilder in einen Stapel geladen. 2 Dann werden Merkmale wie Kanten und Ecken in den Bildern gesucht und von Bild zu Bild paarweise einander zugeordnet. 3 Dann werden aus den Merkmalspaaren die Parameter der (affinen, projektiven o. a.) Transformation, die das erste Bild mit dem zweiten in Übereinstimmung bringt, berechnet. 4 Dann werden schrittweise die Transfor- mationen für alle weiteren Bilder berechnet und so die Bilder in ein gemeinsames Koordinatensystem überführt. Bei allen Multishot-Verfahren steht am Anfang die Ausrichtung der einzelnen Bilder zueinander, die so- genannte Registrierung. In diesem Schritt werden die nebeneinander oder übereinander im Stapel liegen- den Bilder mittels einer Transformation in Überein- stimmung gebracht. Häufig beherrscht das Programm, das man für ein be- stimmtes Multishot-Verfahren gewählt hat, auch die Registrierung, aber es gibt auch Ausnahmen. In diesen Fällen kann man dann ein anderes Programm für die- sen Schritt nutzen. In der Tabelle sehen Sie einige Pro- gramme, die für die Registrierung in Frage kommen. 162

5. MULTISHOT-VERFAHREN PANORAMAFOTOGRAFIE 5.2 ohne Nodalpunktadapter Kamera- schwenk Bild 1 Bild 2 Panorama mit Nodalpunktadapter Kamera- schwenk Bild 1 Bild 2 Panorama Abb. 2 | Wenn die Kamera bei der Aufnahme nicht um den No-Parallax-Punkt gedreht wird, entsteht ein Parallaxenfehler. Wenn der Bildwinkel eines einzelnen Fotos zu klein ist, kann die Aufnahme eines Panoramas ein Ausweg sein. Aber Panoramen können noch viel mehr leisten. So kann man damit auch die Schärfentiefe verringern, die Perspektive verändern oder auch die Autofo- kus-Sensoren weiter an den Bildrand legen. Grundlagen Die Erstellung eines Panoramas fällt mittlerweile nicht mehr schwer, da den Hauptteil der Arbeit eine Soft- ware übernimmt. Das eine oder andere Detail gibt es aber zu beachten. So ist der Drehpunkt bei der Auf- nahmereihe wichtig. Wenn der Mensch eine Blume vor einem Berg anschaut, erst mit dem einen, dann mit dem anderen Auge, dann wird die Blume im zweiten Bild gegenüber dem Berg verschoben sein – ein Parallaxenfehler ist entstanden. Auch bei der Ka- mera tritt dieser Fehler auf und erschwert der Stit- ching-Software die Arbeit. Der Fehler verschwindet erst dann, wenn man als Drehpunkt das Zentrum der Eintrittspupille des Objektivs wählt. Dieser Punkt heißt im Englischen schlüssig No-Parallax Point, im Deut- schen haben sich die Begriffe Nodalpunkt, Knoten- punkt oder auch No-Parallax-Punkt eingebürgert. Als grobe Faustregel kann gelten, dass der No-Paral- lax-Punkt der Schnittpunkt der optischen Achse des Objektivs mit der Frontlinse ist. Auch bei Aufnahmen aus der Hand sollte man sich daher nicht etwa um sich selbst drehen, sondern sich selbst um die Kame- ra. Ein Schnurstativ wie das Staedepod kann hierbei eine Hilfe sein. Die exakte Position des Nodalpunktes kann man leicht selbst messen oder auch in einer Datenbank nach- schlagen (http://tiny.cc/8hnogy – dort ist es das Maß „L2“). Für komplexe Panoramen mit einer großen Tie- fenausdehnung sollte man bei der Aufnahme einen speziellen Nodalpunkt-Adapter verwenden und somit sicherstellen, dass die Kamera exakt in besagtem Punkt geneigt und geschwenkt wird. Die YouTube-Videoan- leitungen der Firma Novoflex erleichtern den Umgang mit einem solchen Gerät (http://tiny.cc/6dmxgy). 164

5. MULTISHOT-VERFAHREN 3. Jetzt wird der Fehler entlang der Achse 2 mini- miert. Hierzu kann man entweder in einer Tabelle nachschlagen (http://tiny.cc/8hnogy – in der Ta- belle heißt das Maß „L2“, bei uns d2) oder auch selbst messen. Für eine eigene Messung sucht man eine Kante im Vordergrund (Fensterrahmen) und eine weit entfernte Kante (Straßenlaterne), schwenkt die Kamera um Achse 3 und verschiebt entlang Achse 2 nach und nach so, dass der Paral- laxenfehler minimiert wird, also der Abstand Kan- te/Kante beim Drehen gleich bleibt. Der einge- zoomte Liveview-Modus hilft bei der Beurteilung. 4. Zur Aufnahme mehrzeiliger Panoramen kann man weiterhin um die Achse 1 neigen und zwei weitere Bildserien mit ungefähr +45° bzw. –45° aufneh- men. Für ein 360°-Rundum-Panorama fehlt dann nur noch eine Aufnahme senkrecht nach unten (Nadir) und eine senkrecht nach oben (Zenit). Beispiel 41 (Praxisbeispiel): In einem kleinen Labor- raum soll ein einzeiliges Rundum-Panorama aufge- nommen werden. Zur Verfügung steht eine Vollformat- kamera Canon EOS 5D Mk II mit einem Zoom-Objektiv EF 17–40 f/4 (auf 17 mm) und ein Nodalpunkt-Adapter. Der Adapter rastet wahlweise in Schritten von 15° oder 24°. Die Kamera wird hochkant verwendet. Wie ist der exakte Ablauf? Wie ist die Schrittweite? Wie stellt man die Blende ein, wenn der Bereich von 0,5 m bis Unend- lich scharf abgebildet werden soll? Der Adapter wird eingestellt wie beschrieben. Für die Stellung des Zooms auf 17 mm liefert die an- gegebene Online-Tabelle d2 = 71 mm – das ist der Abstand vom No-Parallax-Punkt zur Bajonett- auflagefläche. Für die notwendige Schrittweite und -anzahl muss man nun den Bildwinkel θ be- rechnen (vgl. Abschnitt 2.2). Es ergibt sich: θ = 2 · arctan[d/(2f)] = 2 · arctan[24 mm / (2·17 mm)] = 70,43°. Für eine Überlappung von 30 % wählt man damit 70° – 30 % ≈ 49°. Entsprechend liegt man 166 mit Zweierschritten von 2x 24° richtig. Bei 48° pro Doppelschritt benötigt man dann 8 Bilder (7 Schritte ergeben 336°, das ist zu wenig; 8 Schritte ergeben 384°, das ist in Ordnung). Die Forderung nach dem Schärfebereich von 0,5 m bis Unendlich liefert direkt den Fokuspunkt ge- mäß der hyperfokalen Entfernung zu 1 m. Die Blende ergibt sich dann nach der Formel 2.9 bzw. mit dem Online-Tool www.dofmaster.com zu k = 10 (falls 10 nicht einstellbar ist, wählt man 11). Zur Sicherheit lohnt nun auch ein Besuch einer Web- site wie www.slrgear.com, um herauszufinden, bei welcher Blende das gewählte Objektiv noch scharf ist. Das dortige Diagramm liefert für das EF 17–40 auf 17 mm die → kritische Blende zu rund k = 5,6 bis 8,0 und die engste noch vertretbare Blende zu k = 11. Danach nehmen die Beugungs- effekte sprunghaft zu. Unsere Wahl von Blende 10 bzw. 11 passt damit gerade noch. Den ISO-Wert belässt man bei dieser statischen Szene bei ISO 100, um das Rauschen gering zu halten. Somit fehlt nur noch die Belichtungszeit. Der Praktiker schaltet auf Liveview mit Exposure Simulation, fährt einmal die 360° ab und wählt dann anhand des Live-Displays und des Live-His- togramms einen guten Kompromiss für die Zeit. ISO-Wert, Blende und Zeit gibt man dann unver- rückbar im M-Modus vor. Die geschilderte Rechnung zur erforderlichen Bilder- oder Schrittanzahl lässt sich auch in zwei Formeln aus- drücken. Man geht aus vom erwähnten Bildwinkel: θ = 2 arctan( d ) 2f (5.1) Hierin ist: θ: Bildwinkel, d: Bildbreite, -höhe oder -dia- gonale (je nach Erfordernis, es ergibt sich dann ent- sprechend der Bildwinkel der Breite, der Höhe oder der Diagonale), f: Brennweite.

5. MULTISHOT-VERFAHREN 168 Abb. 6 | Panorama-Er- stellung mit Microsoft ICE: Am Anfang steht das Laden der Bildserie. Abb. 7 | Dann folgt das automatische Stitching. Hier kann man auch die Art der Projektion wählen.

5. MULTISHOT-VERFAHREN 170

5. MULTISHOT-VERFAHREN Neben der Vergrößerung des Bildwinkels sind weitere Anwendungen die nahezu beliebige Vergrößerung der Bildauflösung sowie, falls das Panorama herunter- gerechnet wird, die Rauschreduktion. Bokehramen Weniger bekannt ist, dass man mit der Panora- ma-Technik auch die Schärfentiefe verringern und so den Look besonders lichtstarker Objektive nachemp- finden kann. Diese Anwendung nennt man Bokehra- ma-Technik oder Brenizer-Methode (nach Ryan Breni- zer, der die Technik häufig nutzt). Aber Bokehramen liefern nicht nur eine geringere Schärfentiefe und so- mit mehr Schmelz, sondern können auch dazu die- nen, eine andere Perspektive zu erhalten. Angenommen, Sie möchten ein Modell vor der Alten Oper in Frankfurt fotografieren und die schönen alten Straßenlaternen mit einbeziehen. Der Hintergrund soll butterweich werden, und so setzen Sie ein lichtstarkes 70–200 mm-Zoom am Vollformat ein und stellen es auf Offenblende und auf 200 mm. Das Ergebnis sehen Sie im Bild und erkennen, dass die Laternen im Hinter- grund abgeschnitten sind. Was tun? Gehen Sie einfach näher an das Modell heran und nehmen ein Panorama auf. Durch diese Änderung der Perspektive erscheinen die Laternen im Verhältnis zum Modell nun kleiner(!). Es passt somit mehr vom Hintergrund in das Bild. Beispiel 42: Sie verwenden eine Vollformatkamera mit einem Objektiv 50 mm f/1,4 (offenblendig) und nehmen damit ein Panorama auf, das 2-mal die Breite und 2-mal die Höhe des Einzelbildes hat. Wie ist die gefühlte Blendenzahl? Wie ist die gefühlte Brennweite? Abb. 11 (links) | Schade, hier ist die schöne alte Laterne im Hintergrund abgeschnitten (Modell: Sandra R.). Canon EOS 5D Mark III | EF 70–200 f/2.8 | Brennweite 200 mm | Blende 2,8 | 1/200 Sekunde | ISO 50 | M-Modus | Weißabgleich auf Blitz | Raw | Speedlight in weißem Schirm von rechts oben. Abb. 12 (rechts) | Die Panoramatechnik ist die Lösung: Man geht näher an das Motiv heran und nimmt ein Panorama aus mehreren Fotos auf. Durch die veränderte Perspektive passt nun mehr vom Hintergrund in das Bild. 172

5. MULTISHOT-VERFAHREN Lösung: Offensichtlich ist ccrop = 0,5. Damit ergibt sich die gefühlte Blendenzahl unseres „virtuellen“ Objektivs zu kneu = 1,4 · ccrop = 0,7. Für die gefühlte Brennweite gilt: fneu = f · ccrop. Im Beispiel: fneu = 50 mm · 0,5 = 25 mm. Wer das nicht selbst ausrech- nen möchte, verwendet Brett Maxwells On- line-Rechner (http://tiny.cc/bfnogy). Die geschilderte Bokehrama-Technik lässt sich natür- lich nicht nur mit vier Bildern umsetzen, sondern auch in der Form viel größerer Panoramen. In den nächsten Beispielbildern auf der Yacht sehen Sie, wie das Ergeb- nis mit kurzer Brennweite aussieht (der Hintergrund ist zu unruhig) und wie dann im Vergleich das Bokehrama aus 16 Fotos mit langer Brennweite wirkt. Auch zum 16er-Panorama auf der Yacht lässt sich die äquivalente Brennweite und Blende ausrechnen (Bei- spiel 43). Der Nutzen dieser Rechnungen ist, dass man so als Fotograf rasch sieht, bei welchen Brennweiten und Bildwinkeln man sich heimisch fühlt – seien es 25, 35, 50 oder 80 mm, und in diesem Brennweitenbe- reich dann bewusst in lichtstarke Optiken mit Offen- blende 0,95, 1,2 oder 1,4 investieren kann. Abb. 14 (oben) | Im Einzelfoto, hier mit 70 mm Brennweite aufgenommen, stimmt zwar der Bildwinkel, aber der Hintergrund wird zu scharf und damit zu unruhig abgebildet. Abb. 15 (rechts) | Mit der Umstellung auf die Brennweite 200 mm erscheint der Hintergrund wie gewünscht butter- weich. Den Bildwinkel kann man nun durch die Aufnahme eines Panoramas bzw. „Bokehramas“ erweitern. Hier sehen Sie das Verfahren für vier Bilder angedeutet. Das Gesamtpanora- ma besteht aus 16 Bildern. 174

5. MULTISHOT-VERFAHREN Die Rechnung zu Panoramen nach der Brenizer-Methode Aus den Daten des Panoramas kann man auch das äquivalente Objektiv ausrechnen. Die Rechnung ist die gleiche wie beim Übergang von einem Crop-Sensor zu einem Vollformatsensor, denn auch das Panorama vergrößert scheinbar den Sensor. Damit gilt die alte Regel: Bei unterschiedlich gro- ßen Sensoren erzielt man die gleiche Schärfentiefe, wenn sich die Blendenzahlen wie die Formatdiago- nalen verhalten (bei gleicher Objektfeldgröße). Ty- pischerweise wählt man die Bilddiagonale d in Pi- xeln als relevantes Maß und erhält dann: ccrop = dEinzelbild / dPano. Damit gilt dann für die äquivalente Blendenzahl: kneu = k · ccrop. Genauso ergibt sich auch die äquivalente Brennweite zu fneu = f · ccrop. Beispiel 43: Das Panorama auf der Yacht ist am Voll- format mit einem Zoom 70–200 f/2,8 auf 200 mm und mit Blende 2,8 entstanden. Die Auflösung der Einzelbilder beträgt 5760 x 3840. Die Auflösung des Gesamtpanoramas (vor dem vernachlässigbaren Beschnitt) beträgt 10097 x 13110 Pixel. Errechnen Sie die gefühlte Blendenzahl und die gefühlte Brenn- weite. Stimmt Ihr Ergebnis mit jenem von Brett Maxwell überein? (http://tiny.cc/bfnogy). Lösung: Für die Rechnung benötigen wir die Diagonalen des Einzelbildes und des Panoramas. Pythagoras liefert: Einzelbilddiagonale: 6922,65 Pixel, Panoramadiagonale: 16547,55 Pixel. Dies liefert den Crop-Faktor ccrop = dEinzelbild / dPano = 0,418. Damit gilt für die Blendenzahl: kneu = k · ccrop = 1,1704. Genauso ergibt sich auch die neue Brennweite zu fneu = f · ccrop = 83,66 mm. Auch Brett Maxwells Website liefert: Brennweite 83,66 mm, Blende 1,17. Man sieht, dass man mit einem (käuflichen!) Objek- tiv EF 85 f/1.2 ein sehr ähnliches Bild hätte aufneh- men können. Wenn Sie die gleichen Ergebnisse bei mehreren Ihrer Bokehramen errechnen, wenn Sie also offensichtlich eine bestimmte Brennweite fa- vorisieren, dann könnten Sie hier als Folge Geld in eine lichtstarke Festbrennweite investieren. Ein weiterer, weniger bekannter Nutzen der Panora- ma- oder Bokehrama-Technik ist, dass man damit auch bei Phasenautofokus-Systemen die Fokus- punkte bis an den Rand legen kann. Normalerweise tummeln sich bei diesen Systemen die AF-Sensoren in der Bildmitte in einem engen Bereich. Wer nun bei einer Porträtaufnahme auf das Auge fokussieren und dabei auch auf das fehlerträchtige → Focus-and-Re- compose verzichten möchte, ist im Bildschnitt relativ stark beschränkt. Ein Ausweg kann sein, einen Rand- AF-Sensor auf das Auge zu legen und den gewünsch- ten Bildwinkel dann durch ein Panorama aus zwei Bildern herzustellen (siehe Bilder). 176

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 18 | Der Ausgangspunkt ist ein einzeiliges, aus der Hand aufgenommenes Rundum-Panorama vom Flughafen Düsseldorf. Es besteht aus zwei Teil-Panoramen von jeweils rund 180°, aufgenommen mit der Panoramafunktion des Smartphones. Apple iPhone 6S Plus | 4,15mm | Blende 2,2 | 1/2000 Sekunde | ISO 25 | JPEG. Little Planets Wenn Sie ein 360°-Rundum-Panorama aufgenom- men haben, können Sie hieraus in wenigen Minuten auch einen niedlichen, kleinen Planeten erstellen. Dies gelingt entweder direkt aus dem Panoramapro- gramm heraus, indem man die Projektionsart Stereo- grafisch, Hyperbolisch oder Fisheye wählt. Alternativ kann man aber auch die Projektionsart Zylindrisch wählen und dann den Planeten mittels einer Um- wandlung von kartesischen Koordinaten in Polarkoor- dinaten generieren. Der zweite Weg hat den Vorteil, dass man hier leichter ein wenig tricksen und auch unvollständige Panoramen verwenden kann. Im fol- genden Probelauf nehmen wir an, dass ein geschlos- senes Single-Row-Panorama vorliegt. Am Anfang der Bearbeitung steht die Reparatur der An- schlussstelle. Der Photoshop-Befehl Filter > Sonstige Filter > Verschiebungseffekt transferiert hierfür die Anschluss- stelle aus dem Rand heraus in den mittleren Bildbereich. Abb. 19 | Auch bei geschlossenen Panoramen existiert stets eine Anschlussstelle. Diese muss man nun, um sie retuschieren zu können, zuerst einmal sichtbar machen. Im Bild sehen Sie die per Verschiebungseffekt transformierte Version des Panoramas – die Anschlussstelle befindet sich nun gut sichtbar in der Mitte. 178

5. MULTISHOT-VERFAHREN Jetzt fehlt nur noch die Transformation auf eine Kugel- oberfläche. Dies geschieht in Photoshop per Filter > Verzerrungsfilter > Polar koordinaten. Größe und Wölbung des Planeten bestimmen Sie über die Position des Horizonts. Am besten passen Sie diese so an, dass der Horizont in der Mitte liegt. Der Feinschliff umfasst dann Reparaturen, eine unterla- gerte Kugelschattierung, Flares und Ähnliches. Beim Aufhängerbild vom Flughafen haben wir weiterhin den Himmel repariert, die Farben und Kontraste aufge- frischt und dem Bild einen wärmeren Look gegeben. 180 Abb. 22 | Das Panorama nach der Transforma- tion in Polarkoor- dinaten. Jetzt fehlt nur noch der Feinschliff.

5. MULTISHOT-VERFAHREN HDR- und Exposure-Fusion-Panoramen Bei Panoramen tritt häufig das Problem der ungleich- mäßigen Beleuchtung auf. Wenn Sie ein Rundum-Pa- norama im hellen Sonnenlicht aufnehmen, können Sie bei manchen Szenen kaum mehr einen passen- den Überalles-Belichtungskompromiss finden. Sie können aber stattdessen die Einzelbilder jeweils als Belichtungsreihen aufnehmen und im Anschluss durch den HDRI- oder Exposure-Fusion-Prozess schi- cken. Drei Möglichkeiten kommen in Frage: 1. zuerst HDR-Verarbeitung, anschließend Panora- ma-Berechnung, 3. kombinierte Verarbeitung (PTGui Pro und Hugin beherrschen das mittlerweile). Im folgenden Beispiel haben wir die Raw-Bildserie zu- erst einmal mittels Adobe Camera Raw entwickelt und nach 16-Bit-TIFF konvertiert. Bei vier Teilbildern mit jeweils sechs Belichtungen entstehen so 24 TIFF-Dateien. Wenn man diese Dateien in Hugin lädt, erkennt das Programm selbstständig, dass es sich um Belich- tungsreihen handelt, und errechnet ganz automa- tisch ein Exposure-Fusion-Panorama. 2. zuerst Panorama-Berechnung (für jede Belichtung ein Panorama), im Anschluss dann HDR-Verarbei- tung, Am Ende steht dann nur noch der Beschnitt sowie ein dezenter Feinschliff hinsichtlich der Farben und Kont- raste an. Abb. 24 (links) | Die Ausgangsbasis für das Exposure-Fusion-Panorama ist eine Bildserie mit 24 Bildern (4 Panoramateilbilder, jeweils 6 Belichtungen). Canon EOS 500D | Sigma 10–20 mm f/4.0–5.6 | Brennweite 10 mm | Blende 10 | ISO 100 | Belichtungs- zeiten 30, 15, 8, 4, 2, 1 Sekunde | Raw. Abb. 25 (rechts) | Hugin erkennt automatisch die Belichtungsreihen und verarbeitet diese in einem kombinierten Exposure- Fusion-/Panorama-Prozess. 182

5. MULTISHOT-VERFAHREN Multi-Viewpoint-Panoramen Sie möchten ein lang gezogenes Graffiti aufnehmen oder Neuschwanstein von allen Seiten einmal in ei- nem einzigen Bild sehen? Oder Sie finden einen tol- len Straßenzug auf Kuba, den Sie gerne einmal als lang gestrecktes Foto aufnehmen würden? Dann könnten Sie doch die Szene einfach abgehen und alle paar Schritte ein Foto aufnehmen. Das klingt einfach, aber bedenken Sie, dass Sie somit von Aufnahme zu Aufnahme den Standort wechseln (daher „Multi- View point“). Das macht die Montage am PC wesent- lich komplexer, und nicht umsonst heißen diese Pano ramen auch „Impossible Panoramas“. Ein Graffiti lässt sich eventuell noch automatisch stit- chen, aber sobald die Szene auch nur die geringste Tiefenausdehnung aufweist, entstehen Parallaxenfeh- ler, die auch die beste Panorama-Software nicht mehr auflösen kann. Dann ist der Mensch gefragt. Mithilfe der klassischen Bildbearbeitungswerkzeuge wie Transformieren und Maskieren gelingt es mit ein we- nig Ausdauer tatsächlich, die Bildanteile manuell zu fusionieren. Rechnen Sie aber mit einigen Dutzend Stunden Arbeit am PC. Die Beispiel-Fotos stammen vom Dalberghaus in Aschaffenburg. Die Architektur dieses verwinkelten Schulgebäudes, das auch um die Ecke geht, ist in ei- ner einzelnen Aufnahme kaum zu erfassen. Man kann diese Ansicht aber ein wenig aufräumen, wenn man mit der Kamera entlanggeht (auch um die Ecke) und dabei in festen Abständen Fotos aufnimmt. So sind die neun Aufnahmen entstanden, aus denen nun das Multi-Viewpoint-Panorama erstellt wird. Zuerst wird jede einzelne Aufnahme ausgerichtet und perspektivisch entzerrt. Hierbei helfen Hilfslinien sowie Referenzen hinsichtlich des korrekten Breiten-Hö- hen-Verhältnisses. Im Beispiel erkennen Sie, wie wir über Abb. 27 | Das Dalberghaus in Aschaffenburg ist fast so verwinkelt wie Hogwarts und bietet damit die perfekte Ausgangsbasis für ein Multi-Viewpoint- Panorama. 184

5. MULTISHOT-VERFAHREN den Smart ein Foto aus dem Web gelegt haben und die- sen so als Referenz nutzen konnten. Am besten funktio- niert die weitere Anpassung von Bild zu Bild, wenn man beim mittleren Bild beginnt und dann dieses als Basis für die Bilder links und rechts verwendet. Diese Vorgehens- weise hält den Folgefehler von Bild zu Bild klein. Dann werden alle Bilder in Photoshop-Ebenen nach und nach übereinandergelegt und sorgfältig in Über- lappung gebracht. Nun folgt der zeitaufwändigste Abschnitt, in wel- chem die ausgerichteten Einzelbilder mithilfe von Abb. 31 | Der Lohn der Mühe: Das Dalberghaus wirkt in dieser abgewickelten und aufgeräumten Form wesentlich ordentlicher, und nun wird auch die komplexe Architektur völlig transparent. Canon EOS 500D | Sigma 10–20 f/4.0–5.6 | Brennweite 10 mm | Blende 5,0 | 1/125 Sekunde | ISO 100 | Av-Modus | Weißabgleich auf Auto | Raw | bei Tageslicht aus der Hand fotografiert. 186

5. MULTISHOT-VERFAHREN Panoramen für virtuelle Rundgänge Kommerziell interessant wird die Panoramatechnik, wenn man sie für die Außendarstellung nutzen und zum Beispiel virtuelle Rundgänge anbieten kann. Das Beste daran ist, dass das noch nicht einmal besonders aufwändig wird, da der Erstellungsprozess in weiten Teilen identisch bleibt. Der Workflow bei der Erstellung eines interaktiv be- gehbaren Panoramas ist im ersten Schritt identisch mit der klassischen Panoramafotografie, die Sie be- reits im ersten Abschnitt kennengelernt haben. Häu- fig werden für die Rundgänge komplette Mul- ti-Row-Panoramen aufgenommen, die auch Decke und Boden der Örtlichkeit abbilden, aber das ist keine notwendige Voraussetzung. Ansonsten ist bei der Aufnahme vor Ort zu beachten, dass die Räume auch sehr klein sein können (bspw. das Innere eines Autos). Damit schrumpfen die Abstände zur Szene und die Parallaxenfehler werden ausgeprägter. Bei diesen An- wendungen sollte man sich besonders viel Mühe mit dem Ausgangsbildmaterial geben und die Kamera auf dem Nodalpunkt-Adapter möglichst exakt ein- messen. Für einen Probelauf haben wir das Medienlabor an der Hochschule Aschaffenburg besucht. Dieses Labor bie- tet auf rund 50 Quadratmetern viele interessante tech- nische Details und moderne Versuchsplätze zu The- men wie Eyetracking und Bewegungserfassung. Im ersten Schritt haben wir zwei Studenten positioniert und eine so weit wie möglich einheitliche Lichtsituati- on geschaffen. Als Nodalpunkt-Adapter kam ein Sys- tem von Rollei zum Einsatz, als Kamera eine EOS 5D Mk III mit einem Zoom-Objektiv EF 17–40 auf 17 mm. Für die vollständige Erfassung der Decke und des Bodens müsste man damit mehrere Zeilen aufnehmen. Wir be- gnügen uns mit nur einer Zeile, die die interessanten Laborplätze aber komplett erfasst. Das einzeilige Pano- rama ist mit großzügiger Überlappung aufgenommen und besteht aus 19 Aufnahmen, die mit Microsoft ICE in der Standardeinstellung fusioniert wurden. Abb. 32 | Die Aufnahmeserie für den virtuellen Rundgang besteht aus 19 Aufnahmen. Weniger hätten auch ausgereicht, aber etwas Redundanz schadet nicht (vor allem, wenn Personen im Bild sind, die sich bewegen könnten und daher nicht auf Nahtstel- len liegen sollten). 188

5. MULTISHOT-VERFAHREN Nach der Fertigstellung kann das Panorama dann in einen Panoviewer wie zum Beispiel Pano2VR geladen werden, und ein erster virtueller Rundgang kann di- rekt im Programm erfolgen. Zur weiteren Nutzung bietet Pano2VR verschiedene mögliche Exportformate wie HTML5, Flash oder QuickTime VR, von welchen HTML5 am einfachsten zu nutzen ist. Man wählt den Export über den großen grünen Plus-Knopf, stellt eventuell weitere Optionen zum automatischen Rotieren oder zur Skin ein und exportiert dann im Anschluss das Pano-Virtual-Reali- ty-Projekt über den Zahnrad-Button. So erstellt Pano- 2VR mit wenigen Mausklicks die notwendigen Grafik- kacheln und die zugehörige index.html-Datei. Weiterhin liefert es auch das Panoviewer-Plug-in pano2vr_player.js sowie eine xml-Datei zum Field-of- View und zu ähnlichen Größen mit. Ein einfacher Klick auf die index.html startet den inter- aktiven Rundgang im Webbrowser. Hier kann sich der Besucher nun mit der Maus in der Szene bewegen und auf Details einzoomen. Jetzt fehlt nur noch die Einbindung der entstandenen Dateien auf einem Webserver, auf dem man Root-Rech- te besitzt. Darüber hinaus kann Pano2VR aber auch mehrere Räume verlinken und bietet noch weitere Op- tionen wie Auto-Rotieren und vieles mehr. Zum Um- gang mit dem komplexen Programm stellt der Herstel- 190

5. MULTISHOT-VERFAHREN sicher diese doch Technik auch für In- nenräume genutzt wer- den? Ja, sie kann. Ei- nen ersten Eindruck kann man sich auf der 5th Avenue in Manhat- tan verschaffen, wenn man die Karte lädt (in Google Maps eingibt: manhattan 5th avenue) und dann in der Kartenansicht unten rechts auf das gelbe Männchen klickt. Die dann erscheinende Karte und die neue Legende zeigen, wo Streetview, wo Photo Sphere Panos und wo 360°-Innenaufnahmen verfügbar sind (in der Legende heißen letztere „von innen ansehen“). Abb. 37 | Nach dem HTML-Export kann man den virtuellen Rundgang auch im Webbrowser nutzen. ler unter dem User-Namen SupportGnome eine Reihe von Tutorials auf YouTube zur Verfügung. Wenn Google ganze Städte in der Form virtueller Streetview-Rundgänge abbilden kann, dann kann Die letzteren zwei Punkte entsprechen eben jenen Möglichkeiten, die Google anbietet, um 360°-VR-Pano- 192 Abb. 38 | Screenshot aus Google Maps New York. Die Legende zeigt die Symbole für Street View, für Photo Sphere und für Innenansichten (Quelle: Google Maps).

5. MULTISHOT-VERFAHREN 5.3 FOCUS STACKING Focus Stacking ist ein weiteres Multishot-Verfahren, das besonders im Nahbereich hilft, die Schärfentiefe nahezu beliebig zu vergrößern. Aber je nach Motiv ist einiges zu beachten. So muss sich der Fotograf zwi- schen Fokus- oder Abstandsvariation entscheiden, die passenden Aufnahmeparameter einstellen, die Schrittweite bestimmen und auch eine leistungsfähi- ge Software wählen. Grundlagen Beim Focus Stacking nimmt man eine Bildserie mit wandernder Schärfeebene auf, aus der im Anschluss ein Algorithmus ein durchgehend scharfes Bild errech- net. Die wandernde Schärfe lässt sich auf zwei Arten erzeugen, die jeweils Vor- und Nachteile aufweisen. Zum einen kann man den Abstand der Kamera zur Sze- ne variieren, indem man die Kamera auf einem Makro- Einstellschlitten verfährt. Zum anderen kann man am Objektiv den Fokus verändern. In der Tabelle sehen Sie eine Gegenüberstellung der zwei Verfahren. Das Stacking per Einstellschlitten wird häufiger ange- wandt als die Variation des Fokus, da die feinfühlige Verstellung am Schlitten einfacher ist. Auch für auto- matisierte Varianten bietet dieses Verfahren Vorteile: Es ist einfacher, die komplette Kamera exakt auf einem motorisierten Schlitten zu verfahren, als ebenso exakt den Fokus des Objektivs zu verändern. Bei komplexen Szenen kann das Stacking per Schlitten allerdings scheitern, da die von Bild zu Bild veränderte Perspekti- ve die Fusion der Bilder wesentlich erschwert. Beide Verfahren setzen auf eine Reihe von Schritten in konstantem Abstand. Diese Schrittweite kann man entweder nach Augenmaß bestimmen oder aber auch, bei hohen Anforderungen, exakt berechnen. Im Makrobereich, bei großen Abbildungsmaßstäben V, gilt für die Schärfentiefe Δd in guter Näherung: Δd ≈ 2kZ V + 1 V2 (5.3) 194 Hierin ist: Δd: Schärfentiefe, k: Blendenzahl, Z: erlaub- ter maximaler Zerstreuungskreisdurchmesser, häufig als 1/1500 · Sensordiagonale angenommen; V: Abbil- dungsmaßstab (mit V = B/G = b/g = f/(g–f)). Als Ge- genstandsweite g wählt man zur Sicherheit die Ent- fernung bis zum nächsten Punkt am Motiv bzw. bis zum Anfang des aufzunehmenden Tiefenbereichs. Für einen Abbildungsmaß V >> 1 kann man noch weiter vereinfachen: Δd ≈ 2kZ V (5.4) Für die optimale Schrittweite beim Focus Stacking wählt man die Schärfentiefe abzgl. rund 30 %: Step = 0,7 · Δd (5.5) Beispiel 44: Sie verwenden folgende Aufnahmeein- stellungen im Makrobereich: V = 4, Blende k = 14. Ihre Kamera hat das Format 22,3 mm × 14,9 mm (das ist Canons APS-C-Format). Wie ist die optimale Schrittweite für das Focus Stacking? Lösung: Zuerst benötigt man den maximal er- laubten Zerstreuungskreisdurchmesser Z. Dieser wird als 1/1500 der Sensordiagonale angenom- men. Es ergibt sich: √(22,3² + 14,9²) mm / 1500 = 0,0178 mm. Für die Schrittweite ergibt sich nach Formel 5.3: Step = 0,7 · Δd = 0,7 · 2 ·14 · 0,0178 · [(4+1)/16] mm = 0,109 mm Bei einer Makroschiene mit Skala kann man nun die errechnete Schrittweite direkt einstellen. Ersatzweise legt man neben dem Motiv ein Metermaß in die Sze- ne, das man später im Bild abschneidet oder heraus- retuschiert. Alternativ merkt man sich die Schrittweite für die Schiene oder für den Fokus und entfernt das

5. MULTISHOT-VERFAHREN Metermaß dann vor der Aufnahme. In der Praxis vertraut man aber auch häufig auf die Anzeige im Liveview-Mo- dus und stellt den Fokus nach Augenmaß ein. Wichtig ist bei dieser Vorgehensweise, per Schärfentiefenprüfungs- taste auf die eingestellte Blende abzublenden. Wenn Sie bei der komfortablen Berechnung dieser Werte per Webformular (http://extreme-macro.co.uk/ calculators/) Unterschiede feststellen, liegen diese wahrscheinlich in einem abweichenden Zerstreu- ungskreisdurchmesser oder in der Vereinfachung der Berechnung der Schärfentiefe begründet. So rechnet das angegebene Skript zum Beispiel für Canons APS-C- Format mit Z = 0,023 mm. Software-Tools Für das Focus Stacking ist mittlerweile eine Vielzahl von Programmen erhältlich. Am bekanntesten sind die kommerziellen Programme Helicon Focus und Zerene Stacker, aber auch mit dem kostenlosen Com- bine ZP sind gute Ergebnisse möglich. Weiterhin bie- tet auch Photoshop die Möglichkeit des Stackings und muss sich vor der Konkurrenz nicht verstecken. Im Probelauf sehen Sie die Verwendung. Ein Probelauf mit Photoshop Im folgenden Test haben wir eine für Stacking-Verfah- ren relativ anspruchsvolle Szene aus Spielkarten auf- gebaut und dann versucht, diese durchgängig scharf zu erfassen. Zuerst kam die Abstandsvariation mit ei- nem langen Einstellschlitten zum Einsatz, danach die Fokusvariation. Ein paar Tipps zu den Aufnahmen: Da nun die Schär- fentiefe pro Einzelaufnahme nicht mehr maximal sein muss, stellt man das Objektiv nicht mehr auf die för- derliche Blende, sondern besser auf die → kritische Blende ein. Dann fährt man einmal den kompletten Bereich ab, um sicherzustellen, dass das Motiv mit den gewählten Einstellungen und Abständen kom- plett erfasst werden kann. Die Schrittweite wählt man nach Augenmaß und Tests oder gemäß der gezeig- ten Rechnung. Für die Aufnahme empfiehlt sich der Kabelfernauslöser oder der 2-Sekunden-Selbstauslö- ser sowie der Liveview-Modus. In diesem Modus bleibt bei den meisten SLRs auch im Moment der Aufnahme der Spiegel hochgeklappt und die stören- den Vibrationen vom Spiegelschlag entfallen. Alter- nativ verwendet man die Spiegelvorauslösung. Wenn die Bildserie aufgenommen ist, kann man Photoshop starten. Der Ablauf ist wie folgt: 1. Datei > Skripten > Dateien in Stapel laden; [x] ausrichten 2. Alle Ebenen im Stapel markieren 3. Bearbeiten > Ebenen automatisch überblenden > Bilder stapeln; [x] nahtlose Töne 4. Ebenen zusammenfassen per Strg-Shift-Alt-e Im Anschluss steht die händische Reparatur etwaiger Frakturen mithilfe des Stempels und des Ausbes- sern-Werkzeugs an. Diesen Schritt haben wir für die folgenden Ergebnisse aber ausgespart. 196

Abb. 41 (links oben und unten) | So sehen die erste und die letzte Aufnahme des Stacks, erzeugt durch Abstands variation, aus. Die fortlaufende Änderung der Perspektive bewirkt auch eine Veränderung des Abbildungsmaß- stabes (die Spielkarten in der jeweiligen Schärfezone, hier Kreuz-As und Kreuz-Bube, werden trotz unterschiedli- cher Entfernung ungünstigerweise gleich groß abgebildet). Diese Verände- rung, zusammen mit der veränderten Ansicht durch die Perspektivwechsel, erschweren die Fusion. Canon EOS 5D Mark II | EF 50 f/2.5 Compact Macro | Blende 6,3 | 1/30 Sekunde | ISO 400 | M-Modus | Weißabgleich auf Blitz | JPEG | mit zwei LED-Leuchten aufgenommen. Abb. 42 (unten) | Das Ergebnis des Stackings mit Abstands variation per Schlitten lässt doch sehr zu wünschen übrig. Aufgenommen haben wir einen Stack aus rund 30 Fotos. 5. MULTISHOT-VERFAHREN 198

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 45 | Hier sehen Sie eine einzelne Aufnahme aus der Serie zum Bild der Skelett-Armbanduhr. Trotz immerhin Blende 5,6 beträgt die Schärfentiefe nur wenige Millimeter. Das folgende Bild der Skelettuhr ist genauso entstan- den wie die zweite Versuchsreihe. Zum Einsatz kam wieder ein 50er-Makroobjektiv, bei welchem der Fo- kus schrittweise manuell verändert wurde. In Abbil- dung 45 sehen Sie exemplarisch eine einzelne Auf- nahme aus der Serie. Die nassen Steine im Hintergrund kamen später hinzu. Sie wurden unter dem gleichen Licht aufgenommen. Beispiel 45: Sie verwenden eine Kamera mit einem Sensor der Maße 24 mm × 36 mm, Ihr Objektiv hat die Brennweite 70 mm, Blende 5,6. Sie nehmen da- mit ein schräg stehendes Kofferradio in einem Ab- stand von 1,5 m auf. Wie ist die erforderliche Schritt- weite für einen Focus Stack? Anmerkung: Die vereinfachte Rechnung im Makrobereich für Δd ist hier nicht mehr zulässig. Lösung: Zuerst benötigt man den maximal er- laubten Zerstreuungskreisdurchmesser Z. Dieser wird als 1/1500 der Sensordiagonale angenom- men. Es ergibt sich: √(36² + 24²) mm / 1500 = 0,029 mm. Damit ergibt sich für die hyperfokale Distanz: Focus Stacking ist eine leistungsfähige Technik, die auch außerhalb des Makrobereichs, bei größeren Ob- jekten, Landschaften oder sogar Gruppenfotos, gute Dienste leisten kann. In diesen Fällen wird man dann die Fokusvariation statt der Abstandsvariation wäh- len, damit nicht die Kürze der Schiene die Abmaße der Szene limitiert. dh = f 2 + f ≈ 30242 mm = 30,242 m k ∙ Z Für die Schärfentiefe ergibt sich damit: Δd = df − dn = g(dh − f) dh − g − g(dh − f) dh + g − 2f ≈ 1575 mm – 1432 mm = 143 mm Die Rechnung für die Schrittweite ist ähnlich, nur ist außerhalb des Makrobereichs die geschilderte Verein- fachung bei der Schärfentiefe nicht mehr zulässig. Wei- terhin sollte man zur Sicherheit die Gegenstandsweite wieder als Abstand bis zum Beginn des aufzunehmen- den Bereiches wählen, nicht etwa bis zur Mitte. Wenn man für überlappende Schritte von der Schärfentiefe 30 % abzieht, ergibt sich somit eine Schrittweite von rund 14,3 cm · 0,7 ≈ 10 cm. Wer das nicht selbst ausrechnen möchte, verwendet das Formular unter www.dofmaster.com. 200

5. MULTISHOT-VERFAHREN 5.4 HIGH DYNAMIC RANGE IMAGING Abb. 47 | Lamborghini-Werkstatt in der Klassikstadt Frankfurt – ein kontrastreiches Motiv, das nach High Dynamic Range Imaging verlangt. Canon EOS 5D Mk III | EF 17–40 f/4.0 | Brennweite 21 mm | Blende 8,0 | ISO 100 | M-Modus | Raw | 6er-Belichtungsserie vom Stativ mit 1/30, 1/15, 1/8, 1/4, 1/2, 1 Sekunde. 202

5. MULTISHOT-VERFAHREN 10 EV Dynamik- umfang pro Bild 16 EV Dynamik- umfang im HDR-Bild 8 EV Dynamik- umfang EVa1 EVa2 EVe1 Rekonstruktion der Sensor- kennlinie EVe2 Tone- mapping Bild 1 Bild 2 Bild 3 Bild 4 Abb. 48 | Der HDRI-Workflow basiert auf der Rekonstruktion der Sensorkenn linie. Danach werden die Bilder zu einem Hoch- kontrastbild zusammen gefügt. Im Anschluss wird dieses via Tone Mapping auf einen darstell baren Dynamik umfang komprimiert. Wenn der Dynamikumfang der Szene jenen der Ka- mera sprengt, ist die Stunde der Hochkontrastverfah- ren gekommen. In Frage kommt dann zum Beispiel High Dynamic Range Imaging (HDRI). In diesem Ab- schnitt lernen Sie HDRI genauer kennen und unter- nehmen einen Probelauf mit der kostenlosen Nik-Software HDR Efex Pro 2. Grundlagen HDRI ist ein Verfahren, das auf eine Bildserie mit wan- dernder Belichtung setzt. Im Regelfall wird man hier- zu die Kamera auf einem Stativ platzieren und dann die Belichtung über die Belichtungszeit in Einer- oder Zweier-Lichtwertschritten variieren (zur Erinnerung: 1 Lichtwert = 1 EV = eine Verdopplung oder Halbie- rung der Lichtmenge auf dem Sensor). Der Liveview-Modus hilft hierbei und zeigt dem Foto- grafen, wie die hellste Aufnahme der Serie belichtet werden sollte und wie die dunkelste. Es gilt: 204 Die hellste Aufnahme sollte so hell sein, dass auch die dunkelsten Szenenbereiche nicht rein- schwarz sind, sondern noch Zeichnung aufweisen. Die dunkelste Aufnahme sollte so dunkel sein, dass auch die hellsten Bereiche nicht reinweiß sind (nicht blinken), sondern noch Zeichnung aufweisen. Die Schrittweite sollte 2 EV nicht übersteigen. So kann man schnell feststellen, wie viele Aufnahmen erforderlich sind, und stellt auch stets sicher, dass der komplette Dynamikumfang der Szene erfasst wird. Wie Sie im Algorithmus sehen können, funktioniert das HDRI-Verfahren sowohl auf Raw-Daten als auch auf beispielsweise TIFF-Daten. Die besten Ergebnisse er- zielt man allerdings mit Raw-Daten (siehe hierzu auch in den Quellen die Website von Prof. Gregor Fischer).

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 49 | Die Ausgangsbildserie für das Aufhängerbild besteht aus sechs Raw-Aufnahmen im Abstand von 1 EV. Canon EOS 5D Mk III | EF 17–40 f/4.0 | Brennweite 21 mm | Blende 8,0 | ISO 100 | M-Modus | Raw | 6er-Belichtungsserie vom Stativ mit 1/30, 1/15, 1/8, 1/4, 1/2, 1 Sekunde. 206

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 52 | Die Einstellregler für das Tone Mapping wirken auf Kontrast, Mitteltonkontrast und Sättigung. Anfangs ist die Versuchung groß, den Mitteltonkontrast per Drama und Detail stark anzuheben, aber am Ende ist doch weniger mehr. Die nun erscheinende Oberfläche zur Konfiguration des Tone Mapping ist intuitiv und bietet eine flotte Voransicht. Über die ersten fünf Regler steuert man den HDR-Look und kann leicht und effektiv die Para- meter von natürlich bis schrill einstellen. Es reizt, über die Regler Drama und Detail die Mikrokontraste her- vorzukitzeln, aber am Ende ist dann doch weniger mehr. Das entstandene 32-Bit-Bild wird dann in Photoshop geöffnet und muss für die Weiterverarbeitung nach 16 Bit umgewandelt werden. Dies geschieht über Bild > Modus > Zusammenfügen. Im nun geöffneten Dia- log zur HDR-Tonung wählt man als Methode aus: Be- lichtung und Gamma (Vorsicht: andere Methoden starten ein verändertes Tone Mapping). Wir haben im Anschluss dem Bild mit einem VSCO-Preset einen et- was kühlen Look mitgegeben, den Zuschnitt ange- passt sowie einige störende Stellen retuschiert. Im zweiten Beispiel haben wir darauf geachtet, das HDRI-Ergebnis besonders natürlich erscheinen zu las- sen. Die Aufnahmeserie ist genauso entstanden wie zuvor beschrieben, allein die Einstellungen bei den Werten zur Tonwert-Komprimierung waren etwas zahmer. Im dritten Beispiel sehen Sie, dass HDRI nicht nur zur Kontrastbewältigung genutzt werden kann, sondern auch taugt, um den Mitteltonkontrast zu verändern. 208

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 55 | Das Ergebnis nach dem HDRI-Prozess, mit einem etwas wärmeren Toning versehen. Canon EOS 5D Mk III | EF 17–40 f/4.0 | Brennweite 17 mm | Blende 8,0 | ISO 100 | M-Modus | Raw | Belichtungs- reihe: 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2 Sekunden. 210

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 57 | Hyperrealistische HDRI- Aufnahme aus fünf Bildern. Nicht jedermanns Sache, aber zumindest nicht mehr langweilig. Canon EOS 5D Mk III | EF 17–40 f/4.0 | Brennweite 40 mm | Blende 9,0 | ISO 100 | M-Modus | Raw | Belichtungsserie vom Stativ mit 1/15, 1/8, 1/4, 1/2, 1 Sekunde. 212

5. MULTISHOT-VERFAHREN unbekannter EV-Abstufung einspeisen, und in kei- nem Schritt übersteigt die Bittiefe des fusionierten Bildes jene der Einzelaufnahme. Automatisierte Verarbeitung Exposure Fusion ist viel einfacher zu implementieren und weniger anspruchsvoll im Ausgangsmaterial als High Dynamic Range Imaging. Der einzig algorith- misch aufwändige Schritt ist die Überblendung der „besten“ Pixelbereiche zum Ergebnisbild. Setzt man das Ergebnis naiv pixelweise zusammen, entstehen harte Übergänge und Halo-Effekte. Eine Verbesse- rung bringt ein weiches Überblenden, das im Algo- rithmus mittels einer sog. Gauß-Pyramide erfolgt. In- teressierte Leser finden die Mathematik dazu in der Veröffentlichung von Tom Mertens in den Quellen am Kapitelende. In der manuellen Variante verwen- det man fürs weiche Überblenden schlicht weichge- zeichnete Masken. Exposure Fusion – Der Algorithmus nach Mertens in der Kürze 1. Lade Bildserie. 2. Optional: Registriere die Bilder zueinander. (die im Text erwähnte Software EnfuseGUI be- herrscht dies nicht; hier ist eine vorherige Registrierung mit bspw. Photoshop erforderlich). 3. Nimm aus der Bildserie nur die jeweils „besten“ Pixel für das Ergebnisbild. Vergleiche hierzu Sättigung, Kontrast und Be- lichtung (in einstellbarer Gewichtung): – Die Sättigung sollte möglichst hoch sein, – der Kontrast im lokalen Umfeld sollte mög- lichst hoch sein, – als Indiz für eine ausgewogene Belichtung sollte die Helligkeit um die 50 % liegen. 4. Überblende diese „besten“ Pixel(bereiche) weich mittels einer Gauß-Pyramide. 214 Anmerkung: Bei der händischen Umsetzung des Verfahrens funktioniert diese weiche Überblendung mit weichen Auswahlkanten bzw. weichgezeichne- ten Masken. Der beschriebene Algorithmus von Mertens ist mitt- lerweile sowohl als MATLAB-Code als auch als Lightroom-Plug-in LR Enfuse und als freies Stand- Alone-Programm EnfuseGUI verfügbar. EnfuseGUI ist kostenlos und für die Plattformen Windows und Mac OS erhältlich. Der Umgang mit dem schlanken Tool ist selbsterklärend: Man zieht die Dateien der Be- lichtungsreihe auf das linke Feld und startet den Ablauf. Der Feinschliff kann dann sein, auf der Basis der kleinen Vorschau die Regler zu den Gewichtungen anzupas- sen (siehe Algorithmus) oder auch einzelne Dateien hinzuzufügen oder von der Serie auszunehmen. In unserem Probelauf im Museum sehen Sie zuerst das Einzelbild mit EV = 0, das deutlich macht, dass die Kameradynamik hier nicht ausreicht. Dann sehen Sie in den Screenshots den Ablauf in EnfuseGUI. Abb. 59 | Eine einzelne Belichtung wird dem Dynamikumfang der Szene nicht gerecht. Die dunklen Bereiche werden reinschwarz, die hellen Töne brennen reinweiß aus.

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 62 | Das Ergebnis, direkt aus EnfuseGUI, zeigt bereits eine erstaunli- che Detailfülle. Jetzt fehlt nur noch eine dezente Photoshop- Kur, um das Bild richtig strahlen zu lassen. Das Enfuse-Ergebnis kann ohne weitere Verarbeitung ein wenig flach wirken, aber man sieht auch, dass es tatsächlich eine erstaunliche Fülle an Details enthält. Eine kurze Photoshop-Kur lässt dann das Ergebnis richtig strahlen. Empfehlenswert ist die Einstellung des Schwarzpunktes, des Kontrastes, der Belichtung und der Sättigung. Den Lohn der Mühe sehen Sie im Aufhängerbild Abb. 58. Manuelle Verarbeitung mit Luminanzmasken Wer die volle Kontrolle über den Ablauf des Verfahrens behalten möchte, der kann Exposure Fusion auch Schritt für Schritt manuell in Photoshop umsetzen. Profis wie Katja Gragert oder Martin Preissner zeigen, dass damit ganz erstaunliche Ergebnisse möglich werden. Der Ablauf ist am Beispiel Photoshop im Grundgerüst wie folgt: 216 Der manuelle Ablauf in der Kürze 1. Datei > Skripten > Dateien in Stapel laden …, [x] Quellbilder nach Möglichkeit ausrichten. 2. Ebenen von Hand umsortieren, dunkelste zu- unterst, dann aufsteigend. 3. Dunkelste Ebene anwählen, andere ausblenden. 4. Auswahl > Farbbereich > Lichter 5. Nun die nächste Ebene im Stapel anwählen und dort eine Maske erstellen. Dann diese Maske invertieren. 6. Die neu erstellte Maske ist bereits angewählt. Nun diese weichzeichnen: Filter > Weichzeich- nungsfilter > Gaußscher Weichzeichner, 250 (sie- he auch die nachfolgende Anmerkung)

5. MULTISHOT-VERFAHREN 218 Abb. 64 | Auch das Ergebnis des manuellen Exposure-Fusion-Verfahrens überzeugt. Wer genau hinschaut, erkennt, welche Museumsgäste sich zwischen den Aufnahmen bewegt haben. Canon EOS 500D | 10–20 mm f/4.0–5.6 | Blende 11 | ISO 100 | M-Modus | Weißabgleich auf Auto | Raw | Belichtungsreihe mit 4, 8, 15 Sekunden.

5. MULTISHOT-VERFAHREN 5.6 SUPER-RESOLUTION IMAGING Abb. 65 | Die Bildauflösung reicht nicht aus? Die Aufnahmen sind zu sehr verrauscht? Kein Makro- oder kein Teleobjektiv zur Hand? Dann kann das Superresolution-Verfahren eine Lösung sein. Im Beispiel sehen Sie links und rechts zwei Bildausschnitte in 100%-Darstellung und in den jeweils unteren Kästchen die Verbesserung. Hierfür haben wir 14 Bilder aufgenommen und mittels der Software PhotoAcute zu einer einzelnen, höher aufgelösten Aufnahme verarbeitet. Canon EOS 5D Mk II | EF 50 f/2.5 Compact Macro | Blende 8,0 | 1/200 Sekunde | ISO 100 | Av-Modus | Weißabgleich auf Auto | JPEG | Belichtungsreihe aus 14 Bildern. Grundsätzlich sollte man meinen, dass die Auflösung eines digitalen Fotos durch die Sensorauflösung vor- gegeben ist. Tatsächlich kann man aber aus einer Be- lichtungsreihe auch ein Einzelbild generieren, das eine höhere Auflösung hat. Die Grundlage hierfür ist das Superresolution-Verfahren. Grundlagen Die Datenbasis für das Verfahren ist eine Bildserie, bei der die einzelnen Aufnahmen von Bild zu Bild mini- mal verschoben sind, wobei die Verschiebung auch im Subpixelbereich liegen kann. Aus einer solchen Bildserie kann man dann ein Gesamtbild berechnen, das im Vergleich zum Einzelbild höher aufgelöst ist und weniger Rauschen enthält. Das Verfahren hat viele Anwendungen. Das Militär in- teressiert sich dafür, um Bodentruppen besser aus- machen zu können, Tankstellenbesitzer können da- mit aus groben Videodaten die Kennzeichen der Spritdiebe entziffern und Astro-, OCR- oder Mikrosko- pie-Software liefert damit generell bessere Ergebnis- se. Eine weitere Anwendung findet sich in der Low-End-Fotografie. Smartphones setzen bisher meist Fixfokus- statt Zoomobjektive ein. Wenn ausrei- chend Auflösungsreserven vorhanden sind, kann man aber auch schlicht durch mehr Abstand nebst 220

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 67 | PhotoAcute be- herrscht nicht nur die Superresolution- Verarbeitung (Increase Resolution), sondern auch High Dynamic Range Imaging und Focus Stacking (Expand Depth of Field). Für das Beispiel haben wir aber die erste Option gewählt. man die Bildserie in das Programm. Anschließend wählt man nur die perfekt scharfen Bilder aus, da un- scharfe Teilnehmer das Ergebnis verschlechtern. Nun kann man den gewünschten Verrechnungsmo- dus wie HDR oder Focus Stacking (Expand Depth of Field) wählen. Hier im Beispiel haben wir Increase Re- solution gewählt. Ab hier ist ein wenig Geduld gefragt, da die Berech- nung des hochaufgelösten Bildes eine viertel bis hal- be Stunde in Anspruch nehmen kann. Der Lohn der Mühe und der Geduld ist ein entrauschtes und hoch- aufgelöstes Gesamtbild. Ausschnitte aus dem Ergeb- nis sehen Sie im Aufhängerbild. einer Szene eine Bildserie von rund acht bis zwanzig ganz leicht verschobenen Bildern aufnimmt, so kann man im Anschluss dann in Photoshop diese Bilder hochrechnen, optimal übereinanderlegen und dann den Bildstapel mitteln. Als Ergebnis entsteht ein Bild mit höherer Auflösung. Im Detail sind die Schritte für den Ansatz mit Photoshops Bordmitteln wie folgt: Zuerst wird die Bildserie, beste- hend aus leicht versetzten Bildern, in einen Bildstapel geladen via Datei > Skripten > Dateien in Stapel laden. Dann werden die Bilder in der Auflösung um bspw. Faktor 2 in Breite und Höhe per Pixelwiederholung oder per Details erhalten hochgerechnet (hier lohnen Experimente): Bild > Bildgröße ... (per Pixelwiederholung). Superresolution mit Photoshops Bordwerkzeug Tatsächlich kann man aber auch mit Photoshops Bordmitteln bereits erstaunliche Ergebnisse erzielen. Der Ansatz basiert auf folgender Idee: Wenn man von Dann startet man die Registrierung, die Merkmale in den Bildern sucht, korrespondierende Merkmale von Bild zu Bild zuordnet und dann die Transformation berechnet. Hierfür markiert man die Ebenen und 222

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 70 | Dann werden die Einzelbilder um Faktor 2 hochgerechnet. wählt Bearbeiten > Ebenen automatisch ausrichten. An- schließend kann man die Ebenen in ein Smartobjekt umwandeln und dann die Pixel des Ergebnisbildes aus dem Median der Bildpixel im Stapel berechnen: Ebene > Smartobjekte > In Smartobjekt konvertieren Ebene > Smartobjekte > Stapelmodus > Median Ebene > Rastern > Smart-Objekt Der tatsächliche Auflösungszugewinn ist nicht gleich dem Hochrechnungsfaktor, sondern wird eher etwas kleiner ausfallen (geschätzt rund Faktor 1,5 in Breite und Höhe). Der Zugewinn hängt hierbei von der An- zahl der Bilder, vom ursprünglichen Rauschanteil und vom Faktor bei der Hochrechnung ab. In der Aus- schnittsvergrößerung sehen Sie aber, dass auch die- ses einfach gehaltene Verfahren gut funktioniert. Abb. 71 | Nach dem Hochrechnen und Registrieren der Serie erfolgt die Umwand- lung in ein Smart-Objekt. Im Anschluss wird über den Bildstapel der Median berechnet. Dann wird das Ergebnis wieder in eine Standard-Bildebene umgewandelt. 224

5. MULTISHOT-VERFAHREN 5.7 FLASH COMPOSITES UND ANDERE STAPELTRICKS Abb. 73 | Flash Composite, erstellt aus mehreren Einzelbelichtungen mit wandernder Blitzlichtquelle. Canon 5D Mark III auf Stativ | EF 24–70 f/2.8 II | Blende 7,1 | Brennweite 24 mm | ISO 100 | 1/125 Sekunde | WB auf Blitz | JPEG. In den letzten Abschnitten haben Sie bereits die klas- sischen Multishot-Verfahren wie HDR, Exposure Fusi- on und Focus Stacking kennengelernt. Es existieren aber auch noch andere Techniken, die nicht so häufig Anwendung finden – Techniken, die auf den verschie- denen Möglichkeiten basieren, übereinanderliegen- de Ebenen zu verrechnen. Im letzten Abschnitt geht es nun um diese Ebenen-Mischmodi. Grundlagen Für die Bildbearbeitung mit Programmen wie Adobe Photoshop, Adobe Premiere oder auch dem freien Gimp hat sich ein Benutzer-Interface durchgesetzt, das auf dem Modell übereinanderliegender Ebenen basiert. Man kann sich das Interface bildlich als einen Stapel Dias vorstellen. Im Diastapel ist die Verrech- nung der Bilder einfach – sie liegen teiltransparent übereinander und der Benutzer sieht durch diesen Stapel hindurch (das entspricht dem Mischmodus Normal mit verringerter Deckkraft in Photoshop). Die genannten Programme bieten darüber hinaus aber auch noch viel komplexere Möglichkeiten, zu mi- schen. Diese Mischmodi werden eingeteilt in abdun- kelnde, aufhellende, kontrastverändernde und farb- verändernde Modi. Bei manchen Modi ist das Ergebnis 226

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 75 | Flash Composite (Moment- aufnahme): Jeder Einzelne im Gruppenbild wird nun beleuchtet und bekommt sein eigenes Foto. Die Kamera steht dabei auf einem Stativ. Abb. 76 | Fertiggestelltes Flash Composite mit einer eingeblendeten Ebene: Die Masken machen nur die gerade beleuchtete Person sichtbar und blenden die Lichtassistentin aus. Dank der Verwendung des Mischmodus Hellere Farbe können die Masken eher grob ausfallen und sind daher schnell ins Bild gemalt. Die Hintergrundebene haben wir für einen interessanteren Look kühl getönt. 228

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 78 | Das Ergebnis aus den kombinierten Einzelbildern wirkt, als wäre es mit der Lightpainting-Technik aufgenommen worden. Tatsächlich kam aber die besser handhabbare Light-Composite-Technik zum Einsatz. 230

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 80 | Das Bildmaterial bestimmt die Füllmethode für einen gelungenen Stroboskop-Effekt. Hier kam der Mischmodus Dunklere Farbe zum Einsatz. Anschließend haben wir mittels einer Maske Blinker und Rückleuchte wieder hervorgeholt. Das zweite Bild ist aus der Fusion von neun Einzelbil- dern entstanden, die mit der Füllmethode Dunklere Farbe überblendet wurden. Diese Füllmethode ver- birgt dann auch den Blinker und die Rückleuchten, die man aber leicht mittels einer Maske wieder her- vorholen kann. 232

5. MULTISHOT-VERFAHREN Abb. 82 | Das Ergebnis macht Lust, den Sportwagen aus der Garage zu holen. Andere Möglichkeiten umfassen die Rauschreduzie- rung (wieder über den Stapelmodus Median) und die Simulation von Langzeitbelichtungen aus Einzelaufnah- men (über den Modus Arithmetisches Mittel). Experi- mentieren Sie auch einmal selbst mit diesen Techniken – sicher entdecken Sie noch weitere Anwendungen. 234