Was ist weißes oder schwarzes „Clipping“ und wie vermeidet man es?

Clipping ist ein Begriff, der sich im Wesentlichen auf Datenverlust in einem aufgenommenen Bild bezieht. Eine andere gebräuchliche Beschreibung für dieses Phänomen bezieht sich auf einen Teil eines Bildes als „ausgeblasen“. Das Licht, das in Ihre Kamera strömt, trifft auf die Pixel Ihres Kamerasensors und wird in eine winzige Menge elektrischer Ladung umgewandelt. Jedes Element kann nur so viel Ladung halten, dass, wenn es voll ist, die Hervorhebung vollständig gesättigt ist, und wenn ein ganzer Bereich von Pixeln gesättigt ist, gehen alle Details in diesem Bereich verloren, was als abgeschnitten oder übersättigt bezeichnet wird. In ähnlicher Weise muss ausreichend Licht auf das Pixel treffen, um eine messbare Ladung zu erzeugen, und wenn in einem Bereich des Sensors nicht genug Licht vorhanden ist, wird nur ein durchgehendes Schwarz erfasst, und jedes Detail in diesem Bereich geht in ähnlicher Weise verloren. Kein Nachbearbeitungsaufwand kann Details in diesen Bereichen wiederherstellen, da überhaupt keine Details erfasst wurden.

Bei einer Filmkamera passiert das Gleiche, außer dass das Licht nicht auf einem Sensor in eine elektrische Ladung umgewandelt wird, sondern lichtempfindliche Moleküle auf dem Film zur Reaktion bringt. Wenn sie alle in einem Bereich des Negativs reagiert haben, kann in diesem Bereich kein Detail erfasst werden.

In Kompositionen mit sowohl sehr hellen als auch sehr dunklen Bereichen wie Ihrem Beispiel ist es sehr schwierig, Details über das gesamte Bild hinweg zu erfassen. Techniken wie HDR wurden genau für dieses Szenario entwickelt, bei dem mehrere Bilder mit unterschiedlichen Belichtungen kombiniert werden, um den Dynamikbereich zu erhöhen. Es ist unmöglich, mit einer einzigen Aufnahme Details über das gesamte Bild zu erfassen, ohne externe Beleuchtung einzusetzen, um die dunkleren Bereiche zu beleuchten, sodass Sie die Belichtung verringern und die helleren Bereiche ins Bild bringen können. Professionelle Fotografen neigen dazu, Reflektoren gut zu nutzen, um dies zu tun um die Schatten weit genug anzuheben, um etwas Tiefe zu bekommen.

Die Intensität oder Helligkeit von Objekten in der realen Welt funktioniert ganz anders als auf einem Foto. In Wirklichkeit ist die Helligkeit eines Objekts praktisch unendlich. Eine starke Glühbirne sieht vielleicht besonders hell aus, ist aber im Vergleich zur Sonne eher schwach. Der Gesamtbereich möglicher Lichtintensitätsstufen ist in der realen Welt immens und reicht von schwachem Sternenlicht (z. B. 0,0001 auf einer hypothetischen Skala) bis zu Sonnenlicht (100.000.000 auf derselben hypothetischen Skala). Dieser Intensitätsbereich wird als dynamischer Bereich bezeichnet.

Das menschliche Auge ist in der Lage, einen begrenzten dynamischen Bereich wahrzunehmen, und es kann nicht gleichzeitig die Düsterheit des Sternenlichts und die Brillanz des Sonnenlichts sehen ... Sie können das eine oder andere sehen. Wenn Ihre Augen darauf eingestellt sind, Sternenlicht zu sehen, würden die Sonne und alles, was von ihr beleuchtet wird, in Bezug auf Ihre Sicht und Wahrnehmung effektiv "beschnitten". Umgekehrt, wenn Ihre Augen darauf eingestellt sind, die vom Sonnenlicht beleuchtete Welt zu sehen, wäre das Dämmerlicht des Sternenlichts weit unter den dunkelsten Teilen der Welt um Sie herum ... effektiv in Schatten geschnitten. Das Erstaunliche am Auge ist jedoch seine Anpassungsfähigkeit ... der gesamte dynamische Bereich, zu dem das Auge in der Lage ist zu funktionieren, ist extrem groß ... kleiner als der gesamte Bereich möglicher Intensitäten, aber weitaus größer als herkömmliche elektronische Geräte Kameras und Computermonitore.

Ebenso haben Kamerasensoren und Computerbildschirme einen noch eingeschränkteren Dynamikbereich als das menschliche Auge. Anders als das Auge ist jedoch die Tatsache, dass digitale Geräte den Dynamikbereich als diskrete Werte darstellen müssen, die digital darstellbar sind. Digitale Geräte sind auch in dem Gesamtbereich, den sie darstellen können, begrenzt ... wobei das gesamte Schwarz normalerweise intern durch die Zahl Null dargestellt wird und das gesamte Weiß durch ein endliches Maximum wie 255 (8 Bit), 4096 (12 Bit), 16384 ( 14bit) oder möglicherweise bis zu 65536 (16bit) auf den neuesten und besten Kameras und Monitoren.

Dieser Bereich ist um einen Faktor von über 1500 erheblich eingeschränkter als der mögliche Bereich der Lichtintensität in der realen Welt. Bei der Belichtung eines Fotos muss man sich des begrenzten Dynamikumfangs bewusst sein. Wenn Sie zu lange belichten, riskieren Sie, mehr Licht einzufangen, als in 8-16 Informationsbits dargestellt werden kann ... zu diesem Zeitpunkt beschneiden Sie jeden überschüssigen Analogwert auf den maximal möglichen Digitalwert. Auf dem Foto, das Sie gepostet haben, scheint der Kragen des Damenoberteils überbelichtet worden zu sein, was dazu führte, dass es abgeschnitten wurde. Ihr Haar scheint auch etwas unterbelichtet zu sein, und obwohl es nicht möglich ist, weniger als 0 zu belichten, ist es möglich, zu wenig zu belichten, so dass das elektronische Rauschen des Sensors selbst alle nützlichen Bilddaten überwältigt.

Anhand des Histogramms können Sie vor der Aufnahme eines Fotos mit einer Digitalkamera feststellen, ob Sie möglicherweise die Weißen (oder Spitzlichter, wie sie normalerweise genannt werden) beschneiden. Das Histogramm ist ein einfaches Diagramm, das darstellt, wie viele von jedem Ton (ein Intensitätsgrad, der von Null bis zum Maximum reicht) auf dem Foto vorhanden sind. Das Histogramm verläuft normalerweise von links nach rechts (einige Kameras sind jedoch entgegengesetzt), wobei die dunkelsten Töne links, die Mitteltöne in der Mitte und die Glanzlichter rechts liegen. Wenn Sie zu viel belichten, werden die Töne ganz rechts ausgereizt ... und erreichen den oberen Rand des Histogramms. Wenn Sie ein solches Histogramm sehen, passen Sie die Belichtung nach unten an, bis die Glanzlichter flach sind oder am rechten Rand einfach ansteigen. Es sollte beachtet werden, dass Sie an anderer Stelle möglicherweise die richtige Belichtung verlieren, wenn Sie für die Glanzlichter belichten.

Hier ist ein Histogramm (Colors | Info | Histogram in GIMP) dieses Fotos:

Diese Spitze ganz rechts deutet auf Clipping hin: In diesem Fall waren viele Pixel zu hell für die Belichtungseinstellungen und erhielten alle den gleichen (reinen Weiß-) Wert. Im Allgemeinen sollten Sie eine Spitze an beiden Rändern vermeiden, da dies häufig darauf hinweist, dass die Belichtung nicht richtig für die Szene eingestellt ist.

Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, die Histogrammanzeige Ihrer Kamera zu überprüfen, nachdem Sie jedes Bild aufgenommen haben: Wenn Sie an einem Ende des Histogramms eine Spitze sehen, gehen einige Informationen verloren und Sie sollten Ihre Belichtung anpassen (Hinweis: Es gibt ein gemeinsames Stück Ratschlag "rechts aussetzen", was Sie hier tatsächlich getan haben), um dies zu kompensieren. (Wenn Sie an beiden Enden eine Spitze sehen (und Ihr Bild eine kleine Spitze am dunklen Ende hat), verlieren Sie sowohl helle als auch dunkle Töne; eine Lösung ist die Verwendung von HDR-Techniken.)

Was ist Dynamikumfang und wie wichtig ist er in der Fotografie? erklärt das Konzept ein wenig mehr.

Weißbeschneidung liegt vor, wenn ein Pixel (oder Pixelbereich), das nicht zu 100 % weiß sein soll, einfach zu hell belichtet und bei 100 % Weiß beschnitten wurde (255, 255, 255). Der Hemdkragen würde als zu kurz geschnitten angesehen, um bequem zu sein. Davon abgesehen, wenn Sie sich die Rohdatei für dieses Foto ansehen würden (haben Sie es roh aufgenommen?), würde ich vermuten, dass die meisten Informationen noch darin enthalten sind und alles, was Sie brauchen würden, eine kleine Belichtungsanpassung wäre Bringen Sie das Detail wieder herein.

Das eigentliche Problem besteht nun darin, das 100 % Weiß der Rohdatei zu beschneiden. Dies kann nicht korrigiert werden und sieht normalerweise ziemlich unangenehm aus.

Ein bisschen googeln würde deine Frage wahrscheinlich beantworten.

Hier ist ein Link zu einem Wikipedia-Artikel über Clipping.

Aus diesem Artikel:

Helle Bereiche aufgrund von Überbelichtung werden manchmal als überbelichtete Glanzlichter oder aufgeweitete Glanzlichter bezeichnet. In extremen Fällen kann es so aussehen, als hätte der beschnittene Bereich eine merkliche Grenze zwischen dem beschnittenen und dem nicht beschnittenen Bereich. Der beschnittene Bereich ist normalerweise vollständig weiß, wenn jedoch nur ein Farbkanal beschnitten wurde, kann er sich selbst als einen Bereich mit verzerrter Farbe darstellen, z. B. einen Bereich des Himmels, der grüner oder gelber ist, als er sein sollte.

Clipping ist ein anderer Begriff für Sättigung.

UPDATE : Ich beziehe mich hier nicht auf den Farbsättigungsoperator oder die Variable (wie in Photoshop oder HSV), sondern auf den mathematisch-technischen Begriff. Sorry für die Verwirrung.