Full Dynamic Range Tools
Abläufe im Überblick
Copyright © 2002-2012 Andreas Schömann

### Projektverwaltung

Wahrscheinlich werden Sie nicht nur ein einziges Bildmotiv mit HDR-Techniken optimieren wollen. Vermutlich werden Sie in der nächsten Zeit viele verschiedene Bildmotive bearbeiten wollen. Die FDRTools helfen Ihnen dabei den Überblick zu behalten. Alle mit einer Bildszene verknüpften Einzelbilder, die Bearbeitungseinstellungen die diese Bilder zu einem HDRI verknüpfen und auch die nachfolgenden Tonemapping-Einstellungen werden in einem einzigen Projekt zusammengefasst. Die in den FDRTools integrierte Projektverwaltung hilft Ihnen die Arbeit an verschiedenen Projekten einfach und übersichtlich zu gestalten. Wir nennen diese Komponente des Programms auch Projektmanager.

### Bearbeiten eines Einzelprojekts - Abläufe und Module

Die Arbeit an einem HDR-Projekt bzw. die an einer einzelnen Bildszene besteht aus einer Reihe von Arbeitsschritten. Die Komponente der FDRTools, die Sie hierbei nutzen, nennt sich auch Projekteditor.

Die folgende Abbildung gibt einen Überblick über die wesentlichen Abläufe bei der Arbeit an einem Einzelprojekt. Die wichtigsten an den Abläufen beteiligten Module sind dargestellt. Das Diagramm zeigt den momentanen Stand der Planung und Realisierung. Grün eingefärbte Module sind bereits implementiert, gelbe Module sind in Arbeit und rote Module sind geplant:

#### Bilder importieren

Wenn Sie mit der Handhabung von Projekten vertraut sind, werden Sie im allg. zuerst auf der Ebene der Projektverwaltung die Bilder einer Einzelszene einem Projekt hinzufügen. Sie können jedoch auch bei der Bearbeitung eines Einzelprojekts Bilder laden und diese weiter verarbeiten. Ausgangspunkt Ihrer Arbeit können die aus einer Kamera exportierten Bilder oder auch ein evtl. schon in einem früheren Arbeitsschritt erzeugtes HDRI sein.

#### Ausrichtung

Das Zusammenfügen mehrerer, unterschiedlich belichteter Bilder birgt mehrere Probleme. Eines davon entsteht bereits bei der Aufnahme. Es handelt sich dabei um die Eigenbewegung der Kamera. Wackelt die Kamera, passen die Aufnahmen nicht exakt zueinander und es kommt zu unschönen Verschiebungen. Diese Eigenbewegung ist beinahe unvermeidlich. Nur die Montage der Kamera auf ein Stativ und eine sorgsame Aufnahmetechnik können das Verwackeln in den meisten Fällen vermeiden.

##### Stativ

Dies ist eine Methode zur Registrierung von Bildern, die mit einem Stativ aufgenommen wurden. Leichte Vibrationen der Kamera können damit ausgeglichen werden.

##### Freihand

Das Zusammenfügen freihändig aufgenommener Bilder erfordert aufwendigere Korrekturmassnahmen. Prinzipiell müssen alle Freiheitsgrade möglicher Kamerabewegungen berücksichtigt und korrigiert werden um die Einzelbilder zur Deckung zu bringen. Methodisch geschieht dies über die Erkennung und exakte Lokalisierung von Objekten in den Einzelbildern. Diese Informationen erlauben dann die Bilder entsprechend zu verschieben, zu drehen und in der Grösse zu ändern. Bemerkung: Freihand ist noch nicht implementiert.

#### HDR-Bilderzeugung

Im Normalfall hat jedes Bild einer Belichtungsreihe eine andere Belichtung. Die Bilder sind also unterschiedlich hell. Diese Helligkeitsunterschiede müssen berechnet und jedes Pixel optimal belichtet in das resultierende HDR-Bild übernommen werden. Überbelichtung und Rauschen müssen vermieden werden. Ein gravierendes Problem beim Zusammenfügen mehrerer, zeitlich aufeinander folgender Aufnahmen sind bewegte Objekte wie bspw. Personen, Autos und durch Wind bewegte Pflanzen.

##### Average

Dies ist eine optimale Methode zum Erzeugen eines HDR-Bildes aus mehreren, unterschiedlich belichteten Bildern einer statischen Szene. Die Bilder sollten keine bewegte Objekte enthalten.

##### Separation

Diese Methode erlaubt es eine Szene in mehrere Intensitätsbereiche zu separieren. Jeder Bereich wird dabei aus genau einem Quellbild in das HDR-Bild übernommen. Damit ist es in vielen Fällen möglich, bewegte Objekte sauber zu behandeln und Bewegungsunschärfe bzw. Geisterobjekte zu vermeiden.

##### Creative

Creative erlaubt das Mischen unterschiedlicher Bildinhalte. Sie können Bilder mit unterschiedlicher Belichtung, Blende, Schärfeeinstellung oder Kombinationen davon, Abend- und Morgenstimmungen, Blitzlicht-Bilder oder Bilder mit komplett unterschiedlichem Inhalt mischen.

##### xDOF

xDOF kombiniert unterschiedlich fokussierte Bilder zu einem HDR-Bild mit grösserer Tiefenschärfe. Im Unterschied zum Creative-Modul, das es ebenfalls erlaubt kontrastreiche Regionen zu selektieren und so den Effekt grösserer Tiefenschärfe zu erreichen, setzt xDOF einen spezialisierten Algorithmus um.

#### Tonemapping

Ein (gut gemachtes) HDR-Bild zeigt zwar keine Überbelichtung und kein Rauschen mehr, hat dafür aber einen sehr hohen Dynamikbereich und lässt sich nicht auf herkömmlichen Medien wie Monitor oder Papierabzug darstellen. Es ist daher notwendig, den Dynamikbereich eines HDR-Bildes zu komprimieren. Für diesen Prozess des Tonemappings oder auch der Tonwertabbildung stellt FDRTools mehrere Methoden zur Verfügung.

##### Identity

Erzeugt die identische Abbildung. Das Resultat der Methode ist das HDR-Bild selbst. Identity wird zum Begutachten und Speichern des HDR-Bilds genutzt.

##### Simplex

Dies ist ein einfacher Tonemapper, der zur Gewinnung eines schnellen Überblicks über das Bild verwendet wird. Nachteil dieser Methode ist ein geringer Bildkontrast.

##### Receptor

Diese Methode benutzt einen der vielen verfügbaren, global wirkenden Algorithmen zur Tonwertkomprimierung. Global bedeutet, dass alle Pixel des Bildes mit der gleichen Formel behandelt werden.

##### Compressor

Diese Methode wirkt lokal. Das bedeutet: für jeden Pixel wird seine Umgebung untersucht und aus dieser Information eine für diesen Pixel optimale Komprimierung errechnet. Diese Methode ist sehr rechenaufwendig, liefert aber sehr kontrastreiche und natürlich wirkende Ergebnisse.

#### Bilder exportieren

Das Zusammenfügen einer Belichtungsreihe führt zu zwei Bildern: einem HDRI (high dynamic range image) und einem LDRI (low dynamic range image). Durch Wahl eines entsprechenden Tonemappers können Sie eins von beiden anzeigen lassen. Anschließend können Sie das angezeigte Bild dann speichern.