MeS: Wie ließt man ein Histogramm richtig? – Meine erste Systemkamera

Nach dem wir uns im Laufe unserer MeS Serie ja schon mit diversen Einstellmöglichkeiten unserer Kamera und im letzten Teil mit den möglichen Speicherformaten beschäftigt haben, wollen wir in diesem Tutorial einen Blick darauf werfen, wie man seine Bilder neben dem optischen Eindruck schnell und einfach analysieren kann. Hat man also die Grundlagen von Blende, ISO und Belichtungszeit einmal verstanden, dann ist das Histogramm ein tolles Instrument ein Bild zu beurteilen. Diese Funktion findet sich heute sowohl in jeder modernen Kamera, wie natürlich auch in jeder Bildbearbeitungssoftware, mit der man seine Fotos weiter verarbeitet. Was genau verbirgt sich jetzt aber unter diesem Begriff und wie lässt sich ein Foto damit beurteilen?

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Was ist ein Histogramm

Zunächst einmal versteht man in der Mathematik unter dem Begriff „Histogramm“ eine grafische Darstellung einer Häufigkeitsverteilung. In der Breite werden dabei verschiedene Ausprägungen aufgezeichnet, je höher der Flächeninhalt ist, je häufiger kommt diese Ausprägung vor.

In der Fotografie wird das Ganze jetzt so genutzt, dass die Häufigkeiten der Grauwerte zwischen 0 und 255 auf der X-Achse von links nach rechts erfasst werden. Der Wert „0“ steht dabei für komplett Schwarz, „255“ ganz recht ist das Gegenteil, also komplett weiß. Die Anzahl der Abstufungen resultiert aus einer ganz einfachen Rechnung. Eine 8-Bit RGB-Datei (klassisches JPEG-Format) besteht aus jeweils einem Farbkanal für Rot, Grün und Blau. Jeder dieser Kanäle verfügt dabei über 256 verschiedene Grauabstufungen (2^8 Bit = 256). Im Histogramm und in allen Bildbearbeitungsprogrammen finden sich jetzt aber nur Werte bis 255, dies liegt schlicht daran, dass der Wert 0 am Anfang der Skala mitgezählt wird und man nicht mit 1 beginnt. Anhand dieser Skala hat sich auch eine Klassifizierung einzelner Bildbereiche etabliert. Den linken Bereich um die 0 bezeichnet man als die „Tiefen“ eines Bildes, der Bereich um den Mittelwert 128 als „Mitteltöne“ und alles am rechten Rand um 255 als „Lichter“. Auf der Y-Achse des Histogramms in der Vertikalen wird die Häufigkeit eines bestimmten Tonwertes angezeigt. Je höher dieser Berg also ist, desto häufiger kommt der Tonwert im Bild vor.

RGB Histogramm

In nahezu allen Bildbearbeitungsprogrammen werden heute alle drei Farbkanäle gleichzeitig angezeigt.

Die einzelnen Kanäle werden dabei jeweils Rot, Grün oder Blau dargestellt. An den Stellen, wo sich jeweils zwei Farben überlagern, werden die entsprechenden Mischfarben angezeigt. Also entsprechend Cyan als Mischung von Grün und Blau, Gelb an den Stellen, wo sich Grün und Rot überlagern und Magenta als Überlagerung von Blau und Rot. Die Bereiche im Histogramm, wo sich alle drei Farben überlagern, werden Grau dargestellt.

Histogramm in der Kamera

Ein Histogramm findet sich heute aber nicht bei der nachträglichen Bearbeitung von Bildern, sondern auch schon in vielen Kameras und es gibt auch für Smartphones und Tablets entsprechende Apps, die hier direkt beim Aufnehmen eines Bildes ein Histogramm mit einblenden. Schon etwas länger gibt es die Funktion sich das Histogramm eines Bildes beim nachträglichen Betrachten eines Fotos auf dem Kamera-Display mit einblenden zu lassen. Wie genau diese Funktion umgesetzt ist und wie umfangreich die Möglichkeiten hier sind, variiert von Hersteller zu Hersteller und kann je nach Kameramodell noch einmal unterschiedlich sein.

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Was sagt ein Histogramm aus

Jetzt stellt sich natürlich schnell die Frage, ob es für ein perfektes Foto quasi ein entsprechend „perfektes“ Histogramm gibt, dass einem dies sofort anzeigt. Genau diese Funktion erfüllt das Histogramm aber gerade nicht. Es ist dennoch das einzig zuverlässige Werkzeug um die Belichtung eines Fotos bewerten zu können. Nur das Histogramm zeigt zuverlässig an, welche Helligkeitsinformationen sich in einem Motiv befinden, es spielt dabei keine Rolle, ob man sich ein Foto in einem dunklen Raum anschaut oder auf einem Monitor, dessen Helligkeit komplett hochgestellt ist.

Das perfekte Histogramm gibt es also nicht, aber trotzdem lassen sich hier mit etwas Übung einige Fehler vermeiden, die auch in der nachträglichen Bearbeitung nicht mehr zu korrigieren wären.

Am einfachsten lassen sich eine Über- oder Unterbelichtung erkennen:

Bei einem überbelichteten Foto ist das Gebirge sehr weit nach rechts verschoben und wandern schon aus dem Histogramm heraus. Dies wird häufig mit der Formulierung „die Lichter reißen aus dem Motiv aus“ beschrieben. Das bedeutet, es gehen Struktur und Bildinformation verloren. Dort wo die Kamera komplett weiße Grauwerte aufgezeichnet hat, sind auch durch die nachträgliche Bearbeitung keine Bildinformationen wieder herzustellen.

Das gleiche Beispiel auf der gegenüberliegenden Seite: Wenn ein Bild vollkommen unterbelichtet ist, dann entsteht ein Berg auf der linken Seite des Histogramms und man spricht davon, dass die „Tiefen zulaufen“. Auch hier gilt, dass in der nachträglichen Bildbearbeitung wenig zu retten ist. Trotzdem können die Tiefen eines Bildes noch eher korrigiert werden, als es bei ausgerissenen Lichter der Fall ist. In den sehr dunklen Stellen eines Bildes aus einer aktuellen Systemkamera sind in der Regel noch erstaunlich viele Information enthalten, eine nachträgliche Korrektur hat dabei aber oft zur Folge, dass in diesen Bereichen ein massives Bildrauschen zu sehen ist.

Verallgemeinern lassen sich aber auch diese Aussagen heute nicht mehr. Die verschiedenen Sensoren und Kameramodelle der diversen Hersteller bieten ganz unterschiedliche Möglichkeiten. Einige Kameras sind so konfiguriert, dass sich eher die Lichter nachträglich korrigieren lassen und erzeugen dabei aber in den Tiefen schnell ein starkes Bildrauschen, andere Modelle bieten genau das Gegenteil. Hier hilft am besten schon beim Fotografieren darauf zu achten, dass links und rechts keine aufgetürmten Bereiche im Histogramm bilden, die aus der Darstellung herauslaufen und möglichst nur bis nahe an die Ränder des Histogramms zu belichten.

Histogramm und Überbelichtungswarnung

Wie beschreiben addiert ein Histogramm ja die jeweiligen Tonwerte eines Bildes auf und zeigt diese durch entsprechend hohe oder niedrige Ausschläge auf der Y-Achse an. Mann kann also die Helligkeits- und Farbverteilung in einem Bild sehr gut über dieses Tool bewerten. Einziges Problem dabei ist, dass man zwar erkennen kann, dass es z. B. einen über- oder unterbelichteten Bereich in einem Foto gibt, das Histogramm gibt aber keine Auskunft darüber, wo sich diese Stellen in einem Bild befinden. Hier kommt mit der Überbelichtungswarnung eine gute Ergänzung ins Spiel.

Diese Einstellung gibt es schon seit Längerem in diversen Bildbearbeitungsprogrammen, aber auch immer mehr Kameras bieten diese Funktion an. Damit ist es einfach sofort zu erkennen, welche Bereiche eines Fotos jetzt über- oder unterbelichtet sind und ob dies genau so gewollt/geplant war. Reflexionen im Wasser oder der Sonne in einem Motiv lassen sich z. B. oft gar nicht anders darstellen. Entscheidend an dieser Stelle ist auf jeden Fall, dass man zur korrekten Beurteilung seines Bildes sowohl ein Histogramm wie auch eine Überbelichtungswarnung benötigt. Nur in Kombination beider Systeme lassen sich gut belichtete Bilder erstellen.

Histogramm-Beispiele

Was kann man jetzt an einem Histogramm erkennen und wie beurteilt man seine Bilder damit? Hier ist sicherlich ein wenig Übung erforderlich, um verschiedene Lichtsituationen richtig einschätzen zu können und ungewollte Fehlbelichtungen zu verhindern. Hierzu haben wir nachfolgend einmal ein paar Beispiele mit kurzen Erläuterungen zusammengestellt:

Zunächst einmal ein Bild mit einer ziemlich ausgewogenen Lichtverteilung und einem guten Kontrast. Was kann man hier ablesen: Die dunklen Flächen links auf dem Gras und auf dem Meer finden sich links im Histogramm. In den Mitteltönen findet man sehr viel Gelbtöne, also hier das Gras. An der rechten Seite in den Lichtern gibt es ein paar Ausreißer im roten und grünen Kanal, das sind die leicht überstrahlten Flächen auf dem Rumpf des Bootes. Den recht guten Kontrast des Bildes erkennt man durch den wellenförmigen Verlauf über die gesamte Breite des Histogramms, gleichbedeutend damit, dass sich viele unterschiedliche Tonwerte im Motiv befinden.

Hier einmal ein Beispiel für ein nicht besonders gelungenes Bild, man erkennt eine große Anhäufung von Tonwerten bei den Mitteltönen, wenig bis keine Werte in den Schatten oder Lichtern links und rechts. An dieser Verteilung erkennt man sofort ein Motiv, das flau wirkt und sehr wenig Kontrast hat.

Auch etwas ausgefallenere Bildkompositionen lassen sich mit Unterstützung der Histogramm-Funktion erstellen und kontrollieren. Hier wurde bewusst das Dach nahezu schwarz gehalten, um eine Art Schattenspiel zu erzeugen. In den Tiefen auf der linken Seite erkennt man dies sehr gut. Wichtig für das Motiv war aber gleichzeitig darauf zu achten, dass das Motiv nur bis an den Rand der Lichter rechts und nicht darüber hinaus belichtet wurde, um komplett weiß überstrahlte Bereiche ohne jegliche Zeichnung im Himmel zu vermeiden.

Dieses Motiv zeigt eine recht typische Verteilung für Aufnahmen unter Studiobedingungen. In den Lichtern gibt es einen hohen Ausschlag durch den weißen Hintergrund, wenig Tonwerte in den Mitteltönen und dafür wieder mehr in den Tiefen. Wieder erkennt man an der Kamera im Motiv den guten Kontrast dadurch das sich Tonwerte über das gesamte Spektrum verteilt im Bild befinden und es keine Anhäufungen im Mitteltonbereich gibt. Wieder auch gut zu sehen ist, dass das Histogramm bis an die Ränder, aber nicht darüber hinaus verteilt ist und so keine Bildbereiche vorhanden sind, die komplett ohne Zeichnung sind.

Zum Schluss noch ein weiteres Beispiel für ein Motiv, das trotz kaum erkennbarem Histogramm wirkt. Durch die gleißende Sonne links wurde die Belichtung sehr weit nach unten korrigiert, sodass die Lichter rechts wieder nicht zu weit ausgefressen sind. Die Tiefen wurden so weit geöffnet, dass das Licht in den Blättern gut zu erkennen ist, aber der Zaun vorn links komplett verschwindet. So oder ähnlich werden auch alle Histogramme aussehen, wenn man abends oder nachts ohne Blitz fotografiert, aufpassen muss man dabei, dass man nicht zu große Bereiche ohne Bildinformationen in den Tiefen erhält.

Fazit

Das Histogramm in der Kamera oder bei der nachträglichen Bildbearbeitung ist mit ein wenig Übung, ein sehr guter Helfer um die Belichtung für ein Motiv zu gestalten und dabei direkt zu kontrollieren, ob man mit seinen Einstellungen nicht zu viele Details in den Schatten oder Lichtern verliert. Weiter lässt sich auch einfach erkennen, wie viel Kontrast in einem Motiv vorhanden ist. Natürlich sollte diese Funktion in der Kamera nicht dazu führen, seine Bilder nur noch rein technisch zu beurteilen. Im Zweifel gibt es ja hier noch die Möglichkeit im RAW-Format zu fotografieren, wie in unserem letzten Tutorial beschrieben, und die Vorteile des größeren Dynamikumfangs in diesem Format dazu zu nutzen, kleinere Fehler in der Belichtung zu korrigieren.

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