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Farbverschiebungen

Verfasst: Montag 5. Mai 2014, 10:35
von ahinterl
Ich habe ja schon immer den Verdacht gehabt, dass mit zunehmender Belichtungszeit Farbverschiebungen passieren, gestern habe ich das mal mit verschiedenen Kameras ausprobiert und in Lightroom 5 begutachtet. Fazit: Fallweise kommt es schon bei +1 EV zu Farbverschiebungen ("hue shift"; EV-Korrektur gegenüber dem von der Kamera-Belichtungsmessung präsentierten Nullwert). Bei +2 EV ist das Phänomen verstärkt sichtbar. Ich habe zum Bildvergleich ein Foto ohne Belichtungskorrektur gemacht und die überbelichteten Bilder mit dem "Expose"-Schieberegler in Lightroom jeweils um 1 bzw. 2 EV runtergeregelt. Blauer Himmel z. B. verschiebt sich dabei in Richtung Cyan... Weniger auffällig ist das bei meinen NEXen, bei der Canon M ist das verstärkt sichtbar... Und ja, ich verwende RAW und Farbmanagement...

Probleme mit den Farben habe ich auch "andernorts": Zufällig habe ich ein Bild einer Blume mit mehreren Rottönen abfotografiert und bemerkt, dass gerade rot (vielleicht nur in Lightroom) "überpräsent" ist und ich unter Kamera-Kalibrierung die Sättigung für Rot teilweise bis zu 25% zurücknehmen und den Regler für "Hue" ca. 10% nach rechts verschieben muss, um besser an die Farbtöne des Originalbilds heranzukommen. Alle meine Kameras zeigen dieses Problem, die Korrekturwerte sind allerdings unterschiedlich groß. Wenig Probleme scheinen Gelb, Grün, Blau zu machen...

Hat da jemand vielleicht Tips, wie man solchen Phänomenen entgegenwirken kann? Ich weiß ja z. B. nicht, ab welcher Belichtungszeit Farbverschiebungen tatsächlich stattfinden, meine Test waren nur "überschlagsmäßig" und ungenau... Und schon gar nicht weiß ich, welche Farbkorrekturen tatsächlich durchzuführen sind, um auf den originalen Farbwert zurückzukehren... Ich weiß derzeit auch noch nicht, ob nur Lightroom dieses Problem zeigt oder ob das unabhängig vom Bildbearbeitungsprogramm ist (soll heißen: Ein anderes Programm verwendet einen anderen Algorithmus bei der Korrektur der Belichtung)... Und ob Rot immer korrigiert werden muss oder nicht, ist ebenfalls unklar...

Eigentlich hätte ich erwartet, dass ein Farbprofil für die Kamera solche Erscheinungen möglichst gering hält, mit teilweise derartig auffälligen Farbunterschieden habe ich ehrlich gesagt nicht gerechnet. Somit habe ich neben dem Problem der geringen Sensordynamik aktuell ein weiteres dazubekommen, nämlich das der Farbverschiebungen...

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Montag 5. Mai 2014, 10:45
von Lenno
Woher kommt dein Farbprofil für die Kamera?

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Montag 5. Mai 2014, 11:23
von ahinterl
Ist mit allen Profilen so, auch den built-in von Adobe; meine selbstgemachten geben die Farbtöne allerdings besser wieder. Angefertigt habe ich die mit dem X-Rite Tool (ColorChecker Camera Calibration)...

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Montag 5. Mai 2014, 13:09
von Lenno
Die Sache ist nämlich die, wenn man es selber kalibriert, dann haut das nur hin wenn die Beleuchtung immer gleich ist, also z.B. im Studio,
für Outdoor wo sich das Licht ständig wechselt bringt das nicht viel, oder man müßte zu jedem Foto das man gemach hat, diese Colortafel + Graukarte beilegen und dann ein neues Profil machen. Nicht wirklich sinnvoll.

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Montag 5. Mai 2014, 16:17
von ahinterl
Ich mache grundsätzlich "Allround"-Profile, die 2 Standard-Farbtemperaturen (frag mich im Augenblick nicht, welche das sind) beinhalten (lt. Adobe-Vorschlag). Lightroom interpoliert dann für den Rest. Funktioniert ziemlich gut und besser als das, was Adobe mitliefert. Klar, für exakte Kalibrierung müsste ich den ColorChecker jedesmal mitfotografieren und pro Bild ein eigenes Profil anlegen... So exakt muss das aber für meine Beobachtungen gar nicht sein, da ist es sogar vollkommen egal, welches Farbprofil überhaupt verwendet wird. Wichtig ist nur, dass für beide Vergleichsfotos das selbe verwendet wird.

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Montag 5. Mai 2014, 18:04
von Lenno
Andreas, eventuell bringen dir diese Videos etwas, ist zwar nicht der Color Checkr von Spyder sollte aber ähnlich funktionieren.



Sehr wichtig hier ab 12:55

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Montag 5. Mai 2014, 18:58
von Lenno
Und auch noch interessant


Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Dienstag 6. Mai 2014, 07:47
von ahinterl
Danke für die Links, Lenno, das Thema Farbmanagement und Kalibrierung ist mir aber schon ziemlich geläufig, da war nichts Neues dabei...

Bei meinem Anliegen geht es auch gar nicht um Farbmanagement oder Kalibrierung, sondern darum dass:
  • Farbverschiebungen abhängig von der Belichtungszeit auftreten
  • Einige Primärfarben scheinbar über-dominant sind (rot)
Wenn ich also zwei Aufnahmen mache, eine mit 0 EV und eine mit +2 EV, die überbelichtete in Lightroom um 2 EV runterregle und miteinander vergleiche (normalerweise sind beiden Fotos bereits die gleichen Kalibrierungsprofile zugeordnet), sehe ich leicht unterschiedliche Farbtöne z.B. für blauen Himmel.

Gleiches für die Über-Dominanz von Farben: Ich fotografiere eine rote Blume und muss in Lightroom mit den Kamera Kalibrierungsreglern rumhantieren, um die Wahnsinns-Sättigung runterzuregeln, egal, welches Kameraprofil zugeordnet ist.

Aus meinen Recherchen folgere ich, dass bei CMOS-Sensoren scheinbar tatsächlich Farbverschiebungen auftreten, je länger die Belichtung dauert. Und scheinbar sind einige Farben tatsächlich überrepräsentiert. Dieses Wissen allein hilft mir leider nichts, weil ich keine konkreten und zielgerichteten Gegenmaßnahmen ergreifen kann: Für beide Phänomene fehlen mir genaue Grundlagen in Form von Diagrammen oder sowas. Software rechnet das ebenfalls nicht heraus. Vielleicht ist es möglich, exaktere Farben zu erhalten, wenn bei jeder Aufnahmesituation für die jeweilige Belichtungsdauer ein Kamaprofil angelegt würde. Das wäre allerdings ein vollkommen unpraktikabler Riesenaufwand: Wer fotografiert schon jedes Bild 2x, einmal mit ColorChecker und einmal ohne, und erstellt dann für die -zig Bilder jeweils ein Farbprofil?!? Da muss ich schon wo mit dem Kopf dagegengelaufen sein, um sowas zu machen!

Bleibt aller Voraussicht nach nur, damit zu leben und so gut es geht nach Gutdünken händisch zu korrigieren... Im Grunde sind die Farbverschiebungen vernachlässigbar, weil der Betrachter eines Fotos sowieso nicht weiß, wie die Originalfarben tatsächlich waren, außerdem werden die Farben sowieso verschoben, wenn in Lightroom mit Kontrast etc. herumgefuhrwerkt wird...

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Dienstag 6. Mai 2014, 08:54
von Lenno
ahinterl hat geschrieben:... außerdem werden die Farben sowieso verschoben, wenn in Lightroom mit Kontrast etc. herumgefuhrwerkt wird...
Deshalb stellte ich die Videos ein, jede Einstellung die das gemachte Bild verändert, verändert auch die Farben, ist eine Manipulation.
Damit muss man leben. Deshalb sollte die Aufnahme möglichst schon so sein, wie man es am Ende gerne hätte.

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Dienstag 6. Mai 2014, 16:21
von ahinterl
Lenno hat geschrieben:Damit muss man leben. Deshalb sollte die Aufnahme möglichst schon so sein, wie man es am Ende gerne hätte.
Linearer Sensor (Tonwerteverteilung), SNR-Ratio, niedrige Sensordynamik - wenn man Qualität will, kann man sich von "point-and-shoot im Vollautomatikmodus" verabschieden, Bildbearbeitung wird Pflicht, genauso, wie die Einstellungen an der Kamera großzügig zu verstellen. Ich wäre froh, wenn die Sensoren soweit wären, dass man die Fotos schon out-of-the-camera superst hinbekäme...

Ich denke, das Thema ist genug durchdiskutiert und ich lebe eben mit den vielen Unzulänglichkeiten der Fotografie weiter - wäre ja nicht spaßig, wenn alles allglatt laufen würde (der Reiz der Herausforderung)...

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Donnerstag 8. Mai 2014, 11:33
von ahinterl
Vielleicht habe ich eine Lösung für mein Problem gefunden:
http://dcptool.sourceforge.net/Hue%20Twists.html

Ich muss das mal durchtesten...

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Donnerstag 8. Mai 2014, 16:36
von ahinterl
Bingo, das war's tatsächlich! Mit dem dcpTool habe ich jetzt ein "invariant"-Profile generiert, mit dem findet keine Farbverschiebung mehr statt. In anderen Worten: Lightroom verfälscht absichtlich die Farben wenn an der Belichtung etc. rumgeschraubt wird. Eigentlich nicht das, was ich will - gut, das es das Tool gibt!

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Donnerstag 8. Mai 2014, 16:37
von Lenno
Kannst du das auch für mich Dummi mit Screenshots erklären wie du das mit dem tool gemacht hast?

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Donnerstag 8. Mai 2014, 21:39
von emeise
Ich verstehe hier eh nur Bahnhof .... :roll:

Wenn schon Unterschiede bei unterschiedlicher Belichtung, was ist Referenz - und wie arbeitet das Tool in der Praxis ? :?:

Re: Farbverschiebungen

Verfasst: Freitag 9. Mai 2014, 07:56
von ahinterl
Die technischen Details sind hier zu finden: http://dcptool.sourceforge.net/Hue%20Twists.html.

Hier die vereinfachte Erklärung:

Ich fotografiere normalerweise mit der ETTR-Methode ("expost to the right"; was das ist, kann man hier im Forum oder an etlichen Stellen im Internet nachschlagen (Wikipedia,...); vereinfacht gesagt wird die Histogramm-Kurve, die man sich am Bildschirm der Kamera anzeigen lassen kann, durch gezielte Überbelichtung so weit wie möglich und sinnvoll nach rechts verschoben; diese Überbelichtung wird später in der Bildbearbeitung wieder nach unten korrigiert; ETTR hat den Effekt, dass Tonwerte besser aufgezeichnet werden können und wesentlich weniger Bildrauschen auftritt) und ausschließlich im Raw-Format. Meine Fotos importiere ich dann in Lightroom und wandle sie dabei in DNGs um (was das ist, kann man ebenfalls im Internet finden).

Kürzlich habe ich wieder ein paar Testfotos gemacht: Eines mit der Belichtung, die mir die Kamera vorgibt (d.h. das, was die Kamera-Automatik als "normale Belichtung" ansieht), und eines um ca. 2 Lichtwerte überbelichtet. Das überbelichtete habe ich dann in Lightroom um genau die 2 EV korrigiert, sodass beide Bilder gleich hell waren. Dann habe ich sie mit der Bildvergleichs-Funktion von Lightroom miteinander verglichen. Dabei habe ich bemerkt, dass sich einige Farben etwas voneinander unterschieden haben: Das Blau des Himmels auf dem einen Foto z- B. war etwas mehr "in's Cyan verschoben" als auf dem anderen, die Blautöne waren also unterschiedlich.

Zuerst habe ich vermutet, dass Kamerasensoren zu Farbverfälschungen neigen, je länger die Belichtungszeit ist: Um ETTR mit einem festen Blendenwert machen zu können, muss sich natürlich die Belichtungszeit erhöhen, damit eine Überbelichtung überhaupt möglich ist. Längere Belichtungszeit = Farbverschiebung am Sensor, das war mein Gedanke. Ich habe zu diesem Thema nämlich etliche Hinweise im Internet darauf gefunden, dass CMOS-Sensoren tatsächlich so ein Verhalten zeigen. Inzwischen bin ich mir einigermaßen Sicher, dass wenn solche Sensor-Farbverfälschungen auftreten, die wahrscheinlich erst bei sehr langen Belichtungszeiten wirklich gut sichtbar und zum Problem werden, wenn mal also z. B. mit einem ND-Filter (Neutraldichte-Filter; was das ist: Im Internet suchen) fotografiert. Bei den Belichtungszeiten, die ich verwende, spielt das eigentlich keine Rolle.

Bei meinen Recherchen bin ich dann auf den Artikel oben gestoßen (Link am Anfang dieses Textes). Den habe ich zwar schon gekannt, aber nie so richtig "wahrgenommen". Ich habe also alles aufmerksam nochmal durchgelesen.

In einfachen Worten geht es darum: Die digitalen Daten der Fotografie (also des fotografierten Bildes), d. h. die Datei, wird von Lightroom gelesen, intern verarbeitet und dann ausgegeben, normalerweise erstmal auf dem Computerbildschirm. Die interne Verarbeitung ist jetzt die Stelle, um die sich alles dreht. Hier erfolgt nämlich die eigentliche Bildbearbeitung, also die Bearbeitungsschritte, die der Anwender mit Lightroom durchführt - Belichtung, Kontrast, Schärfe, Sättigung etc. etc. mit den vielen Reglern ändern. Das ist die eine Seite.

Die andere Seite ist das Farbmanagement. Bei der internen Verarbeitung bearbeitet Lightroom nämlich mehr oder weniger vollautomatisch die Bildfarben, indem er die Originalwerte der Foto-Datei mithilfe von Tabellen absichtlich verändert. Diese Tabellen befinden sich in sogenannten Kamera-Profil-Dateien und haben die Dateiendung .dcp (zumindest unter Windows, wie das auf einem Mac aussieht, weiß ich nicht) für "DNG Camera Profile". DNG deshalb, weil das mehr oder weniger das Raw-Format für Adobe ist. Angewendet werden diese Profile aber auf alle Raw-Formate, nicht nur auf DNG. Und: Lightroom wendet immer so ein Farbprofil an. Das Programm kommt bereits mit einer Reihe vordefinierter Profile, und man kann sich mit entsprechenden Hilfsprogrammen selbst welche erzeugen. Ziel dieser Profile ist, vereinfacht gesagt, dass die Farben, die man Fotografiert hat, am Ausgabemedium (Bildschirm, Drucker,...) auch so originalgetreu wie möglich auch ankommen. Voraussetzung dafür ist freilich, dass man durchgängig Farbmanagement macht - das ist allerdings ein anderes Thema, das den Rahmen dieses Beitrags sprengen würde. Nachzulesen im Internet.

Die Profil-Tabellen versetzen Lightroom in die Lage, gezielte Farbverschiebungen vorzunehmen, wenn das Foto mit den diversen Schiebereglern bearbeitet wird (Kontrast etc.). Adobe geht davon aus, dass solche Farbverschiebungen notwendig sind, um bei der Bearbeitung Farben zu erhalten, die dem Auge schmeicheln. Genauer gesagt wird der Hue einer Farbe, also der Farbton selbst, beeinflusst. Aus Blau kann dann z. B. ein Cyan-stichiges Blau werden, wenn man am Belichtungsregler herumwerkt. "Hue" ist ein Begriff des HSL-Farbmodells - was das ist, kann wiederum im Internet nachgelesen werden. Je mehr ein Korrektur-Regler bewegt wird, desto stärker der Effekt der Farbverschiebung. Lightroom rechnet die Stärke der Korrektur anhand der Profil-Tabellen und der Stellung der Korrektur-Regler aus.

Lightroom macht das Ganze also so: Fotodaten einlesen, intern verarbeiten, ausgeben. Intern verarbeiten heißt dabei: 1) Kameraprofil und 2) Bildbearbeitunsschritte anwenden. Und genau hier geht's um die Wurst: Je nachdem, in welcher Reihenfolge diese beiden Schritte aufeinander folgen - also erst 1) dann 2) oder erst 2) dann 1) - werden die Farben unterschiedlich beeinflusst und damit auch unterschiedlich zur Ausgabe (wie gesagt, normalerweise erstmal der Computerbildschirm) weitergeleitet.

Grund dafür ist die Art und Weise, wie die Profil-Tabellen mit den Farbwerten herumrechnen. Wenn ich ein überbelichtetes und ein normal belichtetes Foto mit dem selben blauen Himmel drauf habe und das überbelichtete mithilfe des Belichtungsreglers in Lightroom so korrigiere, das beide Fotos die gleiche Helligkeit aufweisen, passiert intern in Lightroom folgendes:

Im einen Fall wird die Profil-Tabelle vor den Bearbeitunsschritten angewendet. Das überbelichtete Foto hat ein helleres Blau, das wird das als Basis für die automatische Farbkorrektur hergenommen. Jetzt beginnt die Korrektur der Helligkeit des Fotos mittels dem Belichtungsregler in Lightroom: Je weiter der bewegt wird - in unserem Fall nach links, weil das Foto ja dünkler werden soll, desto mehr wird der originale Farbton, das Blau, verändert. Heraus kommt ein anderer Blauton als im anderen Foto.

Im anderen Fall wird die Profil-Tabelle nach den Bearbeitungs-Schritten angewendet. Das überbelichtete Foto wird zuerst einmal mit dem Belichtungsregler in Lightroom auf die Helligkeit des anderen Vergleichsfotos gebracht. Dadurch wird die Helligkeit des Blau verändert. Das dient dann wiederum, wie im oberen Fall, als Basis für die automatische Farbkorrektur mit den Profil-Tabellen. Weil die Helligkeitswerte der Blautöne diesmal aber gleich sind, findet keine Verschiebung des Farbwertes statt. Vergleicht man beide Fotos miteinander, so sind die Blautöne die gleichen.

Mit dem Hilfsprogramm dcpTools, das man auf der Seite oben (Link am Anfang dieses Textes) herunterladen kann, ist es möglich, die DCP-Dateien, also die Profil-Korrekturtabellen, zu verändern, um das Verhalten zu beeinflussen, zu welchem Zeitpunkt Lightroom die Farbverschiebungen durchführt - vor oder nach den Bildbearbeitungsschritten. dcpTools verschiebt dabei Tabellen innerhalb der DCP-Datei.

Wenn ein Kamera-Profil mit den dcp-Tools bearbeitet worden ist und für ein Foto verwendet wird, erhält man gleiche Farbwerte bei der Bildbearbeitung und verhindert, dass Farbverschiebungen aufteten. Und genau das ist es, was ich für ETTR brauche: Die Korrektur der überbelichteten Fotos soll genau die Farbtöne eines normal belichteten ergeben, Farbverschiebungen sind hier absolut unerwünscht. dcpTools gibt mir dazu das notwendige Werkzeug in die Hand, mit dem das möglich ist.

Ich hoffe, ich habe das Thema jetzt verständlich genug erläutert - ist zwar extrem langatmig geworden, aber solange es auch nur einer weiteren Person hilft, ist's das wert gewesen!