Manche Motive sind bei Fotografen unbeliebt, weil sie einfach nicht gelingen wollen, beispielsweise das Fotografieren aus einem schattigen Torbogen heraus auf den sonnigen Marktplatz: Wird die Belichtung auf den hellen Außenbereich ausgerichtet, so verkommt das Innere des Torbogens zu einer tiefschwarzen Silhouette; erhöht man dagegen die Belichtung, so treten zwar die Details im Innern des Torbogens besser hervor, aber nun versinkt die Außenwelt in gleißender Helligkeit. Als weiteres Beispiel seien Motive genannt, die sowohl sehr nahe als auch weit entfernte Objekte beinhalten, so dass die Kamera in einer einzigen Aufnahme nicht mehr alles gleichermaßen scharf erfassen kann.

Das sogenannte Image Stacking bietet für Probleme dieser Art eine Lösung: Es werden einfach mehrere Aufnahmen gemacht, bei denen z.B. Helligkeit oder Tiefenschärfe jeweils variiert werden. Jede dieser Aufnahmen bildet das Motiv an bestimmten Stellen zufriedenstellend ab, weist aber Mängel in anderen Bildbereichen auf. Aus diesem Stapel von motivgleichen Bildern lässt man von einer Software (beispielsweise und vereinfacht ausgedrückt) die jeweils besten Bildausschnitte heraussuchen und zu einem einzigen Gesamtbild zusammenfügen. Im Idealfall ist das dabei entstehende Bild von einer Perfektion, wie sie die zugrundeliegenden Einzelbilder - jeweils für sich genommen - nicht erreichen (können).

Der Begriff Image Stacking ist durch Anwendungen in der Astronomie geprägt. Dort setzt man Verfahren ein, um aus einem Stapel von unterbelichteten, kontrastarmen, verrauschten Bildern doch noch wertvolle Informationen heraus zu holen. Die Grundidee ist dabei, mehrere Aufnahmen eines Motivs zu einem Gesamtbild zu überlagern, auf welchem bestimmte Aspekte deutlicher/besser herausgearbeitet sind als auf den Ursprungsbildern. Je nach Zielsetzung wird dabei die Vorgehensweise variiert:

• Durch das Addieren der Ursprungsbilder hinsichtlich ihrer Belichtungen lässt sich ein Gesamtbild erzeugen, welches heller ist und auf welchem sich Objekte deutlicher vom Hintergrund abheben. Dies wird auch als Exposure Stacking bezeichnet.

• Durch eine Mittelwertsbildung lässt sich ein Gesamtbild erzeugen, welches ein geringeres zufälliges Rauschen aufweist als die Ursprungsbilder.

• Durch geschicktes Überblenden werden auf dem Gesamtbild die Bahnen von Himmelskörpern bzw. die Eigenbewegung der Erde sichtbar.

Längst nutzt man auch in anderen Bereichen die Grundidee des Image Stackings, z.B. in der Makro-Fotografie: Dort wird aus Bildern mit unterschiedlichen Schärfentiefen ein Gesamtbild erzeugt, welches sowohl nahe als auch entfernte Objekte gleichermaßen scharf abbildet; Stichworte hierzu sind Focus Stacking und Extended Depth of Focus (Extended DOF).

Unter den Oberbegriff Dynamic Range Increase (DRI) fallen alle Methoden zur Steigerung des Kontrastumfangs. Diesbezüglich gibt es zwei verbreitete Verfahren, die Einzelbilder einer ISO- oder Belichtungsreihe zu einem ungewöhnlich kontrastreichen Gesamtbild kombinieren:

• Beim Exposure Blending werden die schlecht belichteten Bereiche eines jeden Ursprungsbildes (manuell oder automatisiert) ausmaskiert und die restlichen Bildbereiche zu einem Gesamtbild überblendet, wobei jedoch die Farbtiefe erhalten bleibt.

• Beim FDR/HDR-Verfahren (Full/High Dynamic Range) entsteht (sehr stark vereinfacht ausgedrückt) jedes einzelne Pixel im Gesamtbild durch gewichtetes Kombinieren der jeweils korrespondierenden Pixel aus den Ursprungsbildern, wobei der Ansatz verfolgt wird, anhand der vorliegenden Fotos und ihren jeweiligen Belichtungszeiten auf die tatsächliche Beleuchtungssituation zum Zeitpunkt der Aufnahme rückzuschließen. Die Berechnungen, bei denen u.a. die Intensitäten der Bildpunkte, die Inverse einer sogenannten Antwortfunktion und die Belichtungszeiten eine Rolle spielen, finden zudem innerhalb großer Wertebereiche statt, so dass das auf diese Weise generierte HDR-Bild einen Kontrastumfang annehmen kann, den herkömmliche Monitore und Drucker nicht mehr wiedergeben können; es gibt zwar einige Grafikprogramme, die HDR-Dateien öffnen können, aber diese zeigen das Bild meist viel zu dunkel an. Deshalb wird in einem nachfolgenden zweiten Schritt, der als Tone Mapping bezeichnet wird, das HDR-Bild (HDRI) in ein LDR-Bild (Low Dynamic Range Image) farbabgebildet; dabei wird die Dynamik des Bildes wieder auf ein darstellbares Maß "zusammengedrückt".

Wird Image Stacking als "Methode zur Überlagerung von Einzelbildern zu einem Gesamtbild" definiert, so lassen sich auch Exposure Blending und FDR / HDR hierzu zählen. In der Praxis scheint jedoch Image Stacking noch eng an den Bereich der Astro-Fotografie gebunden zu sein und wird eher selten als Oberbegriff für Exposure Blending oder FDR / HDR benutzt. Hier auf dieser Seite wird der Begriff in der allgemeineren Form verwendet und schließt somit Exposure Blending, FDR / HDR und Focus Stacking ein.

Weiterführende Informationen zum Thema sind u.a. hier zu finden:

• How Image Stacking Works

• A simple focus stack for improving DOF in small photographic subjects

• Was ist DRI?

Nachfolgend wird anhand eines Beispiels verdeutlicht, welche Bildverbesserungen mittels Image Stacking - in diesem Fall FDR / HDR mit anschließendem Tone Mapping - möglich sind.

In einer Kirche wurde eine aus drei Bildern bestehende Serienbildaufnahme gemacht, bei der die Belichtung variiert wurde. Bild 1 ist zwar - so zeigt es auch das zugehörige Histogramm - stark unterbelichtet, aber die Strukturen und Farben des Kirchenfensters treten auf diesem Bild am kräftigsten hervor. Im Bild 2 sind die Formen und Farben der Glasscheiben bereits weniger stark ausgeprägt, während sie im Bild 3 völlig "ausfressen" und verblassen. Dafür ist im Bild 3 der Kirchenraum am besten zu erkennen, allerdings wirkt er unnatürlich und unangemessen hell.

Durch das Image Stacking wurden die Gemeinsamkeiten der drei Bilder herausgearbeitet, während ihren Unterschieden nur eine sehr geringe Beachtung zuteil wurde. Im resultierenden, farbangepassten HDR-Bild ist der Innenraum längst nicht so dunkel wie in den Bildern 1 und 2, und dennoch treten die Farben und Strukturen des Fensters besser hervor als in den Bildern 2 und 3. Das Histogramm zum HDR-Bild zeigt, dass die dunklen Bildbereiche deutlich an Dynamik gewonnen haben, aber auch das helle, lichtdurchflutete Kirchenfenster weist ausgeprägte Konturen und Farben auf.

Anhand des nachfolgenden Beispiels soll verdeutlicht werden, wie Focus Stacking wirkt.

Es wurde eine Makro-Aufnahme von 3 Münzen gemacht, die in unterschiedlichem Abstand zur Kamera aufgestellt worden waren. Der Abstand zwischen der Linse und der 1-Cent-Münze betrug ca. 4 cm, die 20-Cent-Münze befand sich in ca. 7 cm Entfernung zur Linse und die 2-Euro-Münze war ca. 10 cm von ihr entfernt. Da die Kamera nicht in einem einzigen Bild alle 3 Objekte gleichermaßen scharf erfassen konnte, wurden 7 Aufnahmen gemacht, wobei jeweils auf unterschiedliche Entfernungen fokussiert wurde, und zwar in einem Bereich von 4 cm bis 10 cm in 1-cm-Schritten. Die 1-Cent-Münze wurde lediglich im Bild 1 scharf erfasst, in den nachfolgenden Bildern wirkt sie zunehmend unscharf; die 20-Cent-Münze erreicht im Bild 4 den höchsten Grad an Schärfe, während die 2-Euro-Münze in den Bildern 6 und 7 am besten getroffen ist. Mittels eines DOF-Stackers wurden die 7 Bilder zu einem Gesamtbild kombiniert, welches alle 3 Münzen scharf darstellt.

Picturenaut und Qtpfsgui sind Anwendungen, die Bilder mittels des zweischrittigen FDR/HDR-Verfahrens überblenden. Beide Programme bieten Funktionen zum pixelgenauen Ausrichten der Ursprungsbilder, so dass man beim Fotografieren nicht unbedingt ein Stativ benötigt, sondern es meistens genügt, die Kamera irgendwo aufzulegen und mit ruhiger Hand auszulösen; allerdings sollte der Apparat das automatische Aufnehmen von ISO- oder Belichtungsreihen unterstützen, damit man nicht nach jedem Foto manuell die Belichtungs- oder ISO-Einstellung verändern muss. Qtpfsgui ist Open-Source und beeindruckt durch eine Fülle unterschiedlicher Tone-Mapping-Algorithmen; Picturenaut ist Freeware und kann HDR-Shop-Plugins ausführen.

easyHDR BASIC, FDRTools Basic und Photomatix Basic sind kostenlose Einstiegsversionen kommerzieller DRI-Software. Die Programme beherrschen allesamt das zweischrittige FDR/HDR-Verfahren und bieten Funktionen zum pixelgenauen Ausrichten der Ursprungsbilder; einige verfügen sogar über alternative Überblendungsverfahren oder etwas bessere Einstellungsmöglichkeiten für das Tone Mapping. Trotz des reduzierten Funktionsumfangs dieser Basisversionen lassen sich durchaus ansprechende Resultate erzielen; wer sich jedoch gehobenen Komfort und professionellere Möglichkeiten wünscht, sollte die kommerziellen Varianten dieser Anwendungen ausprobieren.

HDRView ist ein einfacher, freier Bildbetrachter für HDR-Bilder.

Traumflieger DRI-Tool ist eine Freeware, welche mittels Exposure Blending aus den Einzelaufnahmen einer Belichtungsreihe direkt das Zielbild erstellt. Das Programm bietet leider keine Funktion zum Ausrichten der Ursprungsbilder, so dass man während des Aufnehmens einer Bilderfolge unbedingt ein Stativ verwenden, auf Windstille achten und die Finger von der Kamera lassen sollte.

Jasper's DRIMaker ist eine DRI-Software für Mac OS, die auf Exposure Blending basiert. Das Programm ist Donationware.

Bei Artizen HDR, Dynamic Photo HDR, easyHDR PRO, FDRTools Advanced, HDR Shop und Photomatix Pro handelt es sich um kommerzielle DRI-Software. Von einigen dieser Programme gibt es kostenlose Demo- oder Basisversionen.

CombineZP / CombineZM / CombineZ5 kombinieren Fotos einer Blenden- oder Fokusreihe zu einem Gesamtbild mit erweitertem Schärfebereich (Extended DOF). CombineZ5 ist eine Vorgängerversion von CombineZM, welches wiederum Vorgänger von CombineZP ist; alle drei Programme sind Open-Source.

Auto-Montage und Helicon Focus sind kommerzielle DOF-Stacker. Von einigen dieser Programme gibt es kostenlose Demo-Versionen.

AstroStack Light Edition, DeepSkyStacker und RegiStax sind freie Stacker für den Bereich der Astronomie.

AstroStack und TawbaWare Image Stacker sind kommerzielle Software-Produkte, die auf Belange der Astro-Fotografie und die "klassischen" Zielrichtungen des Image Stackings zugeschnitten sind. Von einigen dieser Programme gibt es kostenlose Demo- oder Light-Versionen.

Keith's Image Stacker und Lynkeos sind Astro-Stacker für Mac OS. Keith's Image Stacker ist Shareware, Lynkeos ist Open-Source.