Professionelles Entrauschen – Nikon
D7000

Tutorial

Erforderlich:
DSLR Kamera
Stativ
Kabel- od. Infrarotauslöser
Photoshop CS5
Nikon Capture NX2
Neat Image v7.1 standalone (64bit)

Die Entscheidung welche Kamera gekauft wird hängt heutzutage oft maßgeblich vom Rauschverhalten, also der Signalaufbereitung einer Kamera ab. Da alle Kamerahersteller nur mit Wasser kochen und der Fortschritt auch nicht mehr mit Siebenmeilenstiefeln daherkommt muss der Konsument genau prüfen welches Modell seine Wünsche hinsichtlich Preis, Filegröße (Megapixel), Geschwindigkeit (fps), Verfügbarkeit (siehe Nikon D4/D800), aber auch der Rauschfreiheit, erfüllt.

Da ich mich, wie in meinem Blog bereits mehrfach erwähnt, in den Reisevorbereitungen für meine Afrikareise befinde und dort hauptsächlich in der Nacht fotografieren werde, habe ich mich in letzter Zeit ausgiebig mit dem Thema der Entrauschung von digitalen Fotos beschäftigt.

Meine Nikon D3s ist in diesem Segment ein Vorzugsschüler, denn sie zeigt was in Kombination mit 9 Bildern pro Sekunde in Sachen Signalaufbereitung technisch machbar ist.

Allerdings geht es besser ….. wesentlich besser!

Und hier sind wir an einem Punkt angelangt, an dem viele Leser ihre Augenbrauen heben und sich fragen werden, wie der Steiner etwas besser machen will, als die Nikon D3s, richtig?

Um es gleich vorwegzunehmen, ich mache nichts besser, ich helfe der Nikon D3s (kann aber auch eine Nikon D3100 oder D7000 sein) nur, ihren Job in Punkto Signalaufbereitung perfekt auszuführen. Nicht das ich Nikon erklären wollte wie sie ihren Job zu machen hätten, nein, mein Anwendungsgebiet sind Landschaften, also statische Motive, denn nur dort funktioniert mein Tutorial. Dort aber perfekt. Grundsätzlich könnte die Kamera alles was ich hier erkläre locker selber, aber offenbar glauben die Ingenieure bei Nikon, dass heutzutage niemand mehr vom stabilen Stativ aus fotografiert und selbstständig Unterprogramme auswählen resp. denken kann, denn sonst hätte jede Nikon so ein Programm längst.

Testaufbau:
Um zu demonstrieren was technisch mit einfachsten Mitteln möglich ist, nehmen wir eine günstige Consumer-Kamera (Nikon D7000) und machen ein Foto bei stockdunkler Nacht (Astronomical Twilight) mit der höchst möglichen ISO Einstellung High 2.0 (ISO 25.600).

Idealerweise ist die Kamera eiskalt wie bei meinem Versuch und war vor der Aufnahme längere Zeit ausgeschaltet (nur im Winter möglich). Da sich die Kamera während der Aufnahmen auf gar keinen Fall bewegen darf ist die Verwendung eines Kabel- resp. Fernauslösers obligatorisch. Für Langzeitaufnahmen empfehle ich den hervorragenden programmierbaren Vivitar VIV-RC-300-D90 Kabelauslöser (bei Ebay um 25,00 Euro).

Steht die Kamera nun auf eurem Stativ, sind alle Aufnahmeparameter eingestellt,

•    Rauschunterdrückung bei Langzeitbelichtung auf „ON“
•    Rauschunterdrückung bei ISO+ auf „OFF“
•    Active D-Lighting auf „OFF“
•    Picture Control auf „NL“
•    NEF auf höchster Qualität – 14-bit verlustfrei komprimieren
•    Weißabgleich auf einen fixen Wert – zB 4000K bei Nacht

kanns auch schon losgehen. Macht einfach 11 exakt gleiche Aufnahmen mit der gewünschten – benötigten – hohen ISO-Einstellung. Völlig egal ob mit ISO 1600 oder 25.600.
Danach konvertieren wir alle 11 Fotos mit Nikon Capture NX von NEF zu Tiff und zwar ohne etwas zu ändern!

Das erste Tiff File unserer Serie öffnen wir nun in Photoshop (bei mir CS5). Dann öffnen wir das zweite Foto, duplizieren die Hintergrundebene und ziehen das zweite Foto in das erste. Jetzt haben wir ein und dasselbe Foto in zwei Versionen übereinander. Ebene zwei muss nun exakt ausgerichtet werden, was mit dem Verschieben Werkzeug (V) ganz leicht funktioniert. Am besten ändert ihr den Wert für die Deckkraft der zweiten Ebene vor dem verschieben auf 50%, damit ist es einfacher zu sehen wie genau die beiden übereinander liegen.

Dies ist immens wichtig für ein gutes Endergebnis, denn sind die Fotos nicht absolut Deckungsgleich (kongruent), kommt am Ende nur Matsch raus. Also nehmt euch genügend Zeit, die einzelnen Ebenen exakt auszurichten! Ist das erledigt, machen wir dasselbe mit der dritten, der vierten und allen weiteren Aufnahmen, bis wir alle 11 Fotos exakt deckungsgleich übereinander gelegt haben. Dabei empfiehlt es sich, alle bis auf das Hintergrundbild auszublenden um sicherzustellen, dass sich ein möglicher Versatz beim Ausrichten nicht verschlimmert.

Haben wir nun 11 Ebenen beginnt der eigentliche Trick, das „Image averaging“, sprich das bilden einer arithmetischen Mittelwertbildung aller 10 Fotos. Hier kommt es aber sehr darauf an wie wir die Deckkraft der einzelnen Ebenen einstellen. Eine falsche Einstellung führt unweigerlich dazu, dass sich der gewünschte Effekt nur teilweise einstellt, also Vorsicht!

Die besten Ergebnisse habe ich mit folgender Einstellung erzielt:

Hier ein Bildbeispiel, aufgenommen mit meiner Nikon D7000 und ISO 25.600:

Und hier das fertig gemittelte Bild aus 11 Ebenen:

Wie groß der Unterschied wirklich ist, zeigt dieser Vergleich auf Pixelebene (und wir haben das Foto noch nicht einmal entrauscht!):

Ihr werdet bereits beim übereinanderlegen der einzelnen rauschenden Fotos sehen wie immer mehr bunte, falschfarben Pixel verschwinden und wie mit Geisterhand ein zwar nicht rauschfreies, aber doch farblich um Klassen besseres Fotos entsteht.

Was passiert eigentlich bei diesem Vorgang?

Ich bin kein Techniker und beschäftige mich auch sonst wenig mit technischen Vorgängen innerhalb meiner Kamera, aber Laienhaft gesprochen nimmt unsere Kamera (egal mit welchem Model wir fotografieren) ja immer nur das auf was vor der Kamera tatsächlich vorhanden ist. Soll heißen… alle Störungen die wir auf unseren Fotos am Monitor sehen, werden durch Kamerainterne Berechnungen (bei hohen ISO’s) hervorgerufen. Denn in der Landschaft oder dem armen „HAUS“ meines netten Nachbarn (Liebe Grüße Christian!) die ihr fotografiert, sind garantiert keine der bunten Pixel vorhanden die ihr jetzt auf dem Foto seht. Oder seht ihr mit freiem Auge irgendwelche Störungen? Ich hoffe nicht, denn sonst solltet ihr eure Medikation ändern ;-)

Genug gescherzt.

Wir sind sich uns ihnen also einig, dass alle Artefakte in Form bunter Pixel die Folge irgend einer Art von Auslese- oder Verstärkungsrauschen sind, welche unser High-Iso Foto unansehnlich machen. Um diese in der Natur nicht vorhandenen Farbklekse zu eliminieren haben wir nichts anderes gemacht, als mehrere fast identische Bilder übereinander zu legen und diese miteinander zu verrechnen.

Das magische daran ist, dass die Kamera bei jedem Foto dasselbe Motiv, aber  immer ein wenig andere Störungen aufgezeichnet hat. Und genau aus diesem Grund wird durch den Vorgang des Mittelns unserer Fotos jede Störung welche sich auf dem Weg der Signalaufbereitung eingeschlichen hat, pro Ebene etwas geringer.

Bei 4 Fotos ist der Aufwand überschaubar und reicht bei ISO 1600 (bezogen auf das Rauschverhalten der Nikon D7000) völlig aus. Will man jedoch bei ISO 6400 perfekte Ergebnisse erzielen kommt man um die 10 Aufnahmen, wie im obigen Beispiel gezeigt, nicht herum.

Haben wir das Foto nun bereits entrauscht?

Eigentlich nicht.

Was wir getan haben ist, die Störungen, welche vom Sensor resp. der Signalaufbereitung entstanden sind zu verringern. Hierbei wurden hauptsächlich Falschfarbenpixel eliminiert, also das Farbrauschen entfernt. Das ebenso störende Luminanz, also Helligkeitsrauschen ist nach wie vor vorhanden. Um dieses ebenfalls zu entfernen zu können, müssen wir jetzt eines der Noise Reduction Programme a‘ la Neat Image bemühen. Ich bevorzuge hier die neueste Version von Neat Image (Version 7.1 standalone 64bit), welche fast eine ganze ISO-Stufe besser entrauscht als sein Vorgänger (persönliche Einschätzung).

Wenn wir jetzt noch hergehen und unser Foto vorsichtig mit Neat Image entrauschen, was aber recht viel Feingefühl und niedrige Einstellungen erfordert, denn die vorgeschlagenen Einstellungen von Neat Image ergeben meist matschige Bilder ohne feine Details, bekommen wir ein fertiges Foto, welches mit unserem Original (Einzelaufnahme) nur mehr das Motiv gemeinsam hat.

Nach dem Entrauschen mit Neat Image und einer simplen Tonwertkorrektur:

Der Vergleich macht sie sicher:

Interessanterweise verringert sich durch das „Mitteln“ der 10 Fotos nicht nur das Farbrauschen, nein, es passiert auch etwas was mit nur einer Aufnahme absolut unmöglich ist, nämlich eine Erhöhung der Kurtosis (damit wird der Texturverlust gemessen). Auf gut deutsch…. Es sind mehr Details sichtbar, die Auflösung feinster Strukturen besser erkennbar.

Ich möchte aber nochmals auf folgendes hinweisen. All die hier angeführten Verbesserungen treten nur ein, wenn ein wirklich stabiles Stativ zum Einsatz kommt, welches sich nicht wie ein Ast hin und her biegt. Des Weiteren sollte es möglichst Windstill sein so ein Baum mit Blättern in der Aufnahme ist und es wäre auch hilfreich wenn die Kamera beim Auslösen nicht berührt wird!!!

Denn nur wenn alle 10 Aufnahmen absolut deckungsgleich sind kann auf Pixelebene sinnvoll und effektiv gemittelt werden.

Viel Spaß beim Entrauschen wünscht euch

Euer

Wolfgang Steiner