Grundlagen der Videotechnik: Chromakeying

Das Histogramm

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Die Anzeige eines Histogramms gehört in vielen Kameras zur Grundausstattung. Was diese Anzeige angibt und welche Aussagekraft das für die Arbeit mit Chromakey-Aufnahmen hat, zeigt dieses Video.

Transkript

Viele aktuelle elektronische Kameras können heute neben den durch den Belichtungsmesser ermittelten, nummerischen Werten, für Blende und Belichtungszeit auch ein Histogramm Anzeigen. In diesem Video wollen wir uns einmal anschauen, wie das Histogramm funktioniert und, ob es für den Prozess der Chromakey-Herstellung eine wertvolle Unterstützung sein kann. Ein Histogramm zeigt uns die statistische Verteilung der Tonwerte, den die jeweilige Kamera darstellen kann. Die horizontale Achse des Histogramms repräsentiert dabei alle Tonwerte zwischen den minimalen Tonwerten. Im Bereich des eigenen Rauschens des Sensors und dem Sättigungspunkt des Sensors. Das ist der Punkt, an dem ein mehr an einfallendem Licht nach oben keine weiteren verwertbaren Tonwerte mehr erzeugt. Oft sagt man auch das ist der Punkt an dem der Sensor kippt. Ich vermeide es hier ganz bewusst zu sagen, das Histogramm zeigt alle Werte zwischen schwarz und weiß, denn es kann auch ein einzelner Farbkanal gesättigt sein. Das muss, also nicht unbedingt weiß sein, dass hier den maximalen Wert erreicht. Was uns ein Histogramm ebenso mitteilt, ist, ob der Sensor abhängig vom Bildinhalt optimal ausgenutzt ist. Was heißt das optimal ausgenutzt ? Es heißt, der Kontrastumfang einer gegebenen Szene wird dann optimal eingefangen, wenn die Bildwichtigen Tonwerte zwischen hell und dunkel komplett auf der Achse des Histogramms abgebildet werden und dabei in angemessener Entfernung zu den Rausch werden des Sensors liehen. Dieser Ansatz wird auch expose to the right, abgekürzt ETTR bezeichnet. Es ist die Methode die Tonwerte möglichst auf der rechten Seite des Histogramms anzusiedeln, ohne dabei in den Bereich des Clippings der Sättigung zu geraten. geclippte Tonwerte sind nämlich unwiederbringlich verloren, aber genau davor warnt uns das Histogramm. In einem Histogramm ist die Höhe der senkrechten Balken über der Tonwertscala, ein Maß für die Häufigkeit der im Bild vorhandenen Tonwerte. Das hier gezeigte Beispiel und auch die folgenden habe ich in Photoshop erzeugt. Es sind also synthetisch erzeugte Bildinhalte mit in diesem Fall zwei Grauwerten in den beiden Bildhälften. Das Histogramm zeigt uns jetzt zwei gleich hohe Ausschläge entsprechend der statistischen Verteilung der Tonwerte im Bild. Beide Tonwerte sind genauso häufig in diesem Bild vertreten Verschiebt man den Anteil der Grauwerte, beziehungsweise Farben im Bild zueinander, ändert sich auch die Höhe der Balken, entsprechend der statistischen Verteilung. Das ist in diesem Bild der Fall. Der Ton wird im linken Teil des Bildes ist hier etwa dreimal so häufig vertreten, wie der auf der rechten Seite. Die typischen Berge und Täler in einem Histogramm entstehen dadurch, dass ein natürliches Bild sehr viele unterschiedliche Tonwerte enthält. Ein Histogramm kann uns daher sehr gut bei der Entscheidung helfen, ob ein Bild richtig belichtet ist oder nicht. Über- oder Unterbelichtungen würden durch die Häufung der statistischen Werte am rechten oder linken Bildrand angezeigt. Je nach Bildinhalt ist eine korrekte Belichtung meistens dann gegeben, wenn eine gleichmäßige Verteilung der Werte auf dem Histogramm erkennbar ist. An den beiden Enden des Histogramms sollte es keine Häufung von Tonwerte geben, die ein Clipping sowohl in den Lichtern, als auch in den Schatten signalisiert. Ein letztes Beispiel: Richte ich meine Kamera auf einen Chromakey-Hintergrund, ohne weitere Bildinhalte, dann zeigt ein Histogramm in etwa dieses Bild an. Durch eine Veränderung der Blendenwerte am Objektiv kann ich mit Hilfe des Histogramms in etwa festlegen, in welchem Tonwert-Bereich der Hintergrund belichtet wird. Gehen wir noch einmal zurück auf das Bild mit den beiden grauen Flächen. Wenn ich ein monochromes Histogramm angezeigt bekomme, sehe ich dabei nur die Luminanzwerte, die im Bild vorhanden sind. Habe ich jedoch ein RGB Histogramm zur Verfügung und auch das kann eine Kamera heute anzeigen, dann kann ich feststellen, dass die Kanäle RG und B nicht die gleichen Pegel haben. Was bedeutet das? In diesem Bild ist ein Farbstich vorhanden, der vielleicht ganz subtil ist und in diesem Bild nicht erkennbar ist. Das Histogramm ist dafür, aber sensibel und zeigt uns auf diese Weise an, dass die Farbbalance der Kamera nicht gegeben ist. Ein Histogramm hat keinen Bezug zu den individuellen Punkten innerhalb eines Bildes, deshalb wird die Frage, ob ein Histogramm eine Aussage darüber machen kann, ob ein Chromakey-Hintergrund gleichmäßig ausgeleuchtet ist, mit einem klaren Nein beantwortet. Das Histogramm stellt immer nur statistische Werte aller Bildpunkte zueinander dar. Um einen Chromakey-Hintergrund, also korrekt auszuleuchten, benötigen wir andere Messgeräte. Viele DSLR und auf spiegellose Kameras haben neben dem Belichtungsmesser mit seiner Anzeige numerische Werte, aber eben nur ein Histogramm als zusätzliche Belichtungshilfe. Man ist daher sehr gut beraten, wenn man sich in diesem Fall für eine Chromakey-Aufnahme alternative Messgeräte besorgt.

Grundlagen der Videotechnik: Chromakeying

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