Praktische Anwendung von HDRI in der Postproduktion - Blochi.com

Die dritte denkbare Möglichkeit wäre, den gesamten Dynamic Range zu fotogra-
fieren. Elektronikingenieure arbeiten schon seit langem daran, entsprechende
digitale Sensoren zu entwickeln. Diese befinden sich im Großteil noch im Labor-
stadium, und arbeiten mit teilweise sehr aufwendigen Tricks um die Limitierun-
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gen herkömmlicher CCD Sensoren zu umgehen.
3.1. Digitale Sensoren
3.1.1. Technische Problemdefinition
Von durschnittlichen CCD-Sensoren ist eine Aufnahmefähigkeit von 66 dB zu
erwarten, High-End-CCDs erreichen bis zu 78 dB [29]. Zum Vergleich, der
Dynamic Range einer sonnigen Außenszene liegt zwischen 100 und 150 dB.
Hardwaretechnisch ergibt sich das Problem direkt aus der technischen Definition
des Dynamic Range. Er setzt sich zusammen aus dem logarithmischen
Verhältnis des größten auslesbaren Signals bevor ein Pixel seine Sättigung
erreicht (i ph,max ) und dem kleinsten, vom Rauschen gerade noch unterscheid-
baren Signal (i ph,min ) [27]:
DR = 20 log 10 (i ph,max / i ph,mix ) (1)
Das Naheliegendste wäre natürlich, durch eine robustere Bauweise des Sensors
das größte auslesbare Signal (i ph,max ) zu erhöhen. Doch leider hat das den
Nebeneffekt, daß es einen überproportionalen Anstieg des Signalrauschens
verursacht. Überdies verhalten sich die ausgelesenen Daten dann nichtlinear,
was zu extremen Problemen bei der Rekonstruktion der Farbwerte führt.
3.1.2. „Time-to-Saturation“
Eine andere Möglichkeit wäre, nicht wie üblich die CCD-Ladungswerte nach
einer bestimmten Belichtungszeit auszuwerten, sondern die Zeit zu messen die
jeder einzelne Pixel benötigt, um seine Sättigungsladung zu erreichen [27][28].
Damit wäre das obere Ende des auslesbaren DR zwar nicht unendlich, aber
maximiert auf das, was die Reaktionszeit der Schaltkreise und die Auslese-
geschwindigkeit hergeben. Eine Beschneidung findet nur am unteren Ende
statt, nämlich durch die Festlegung der maximal zulässigen Belichtungszeit.
Diese kann allerdings, gerade in lichtarmen Szenen, sehr lange ausfallen. Auch
bereitet eine bauteilschonende Implementierung grundlegende Schwierigkeiten.
Es ist noch kein befriedigender Weg gefunden worden, die Sättigung eines
Pixels zu registrieren und die dementsprechende Zeit zu messen.