Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/lytro-lichtfeldfotografie-bildet-die-tiefe-der-welt-ab-1409-109330.html    Veröffentlicht: 19.09.2014 07:35    Kurz-URL: https://glm.io/109330

Lytro

Lichtfeldfotografie bildet die Tiefe der Welt ab

Die Illum ist die zweite Kamera des kalifornischen Unternehmens Lytro und seit kurzem auch in Deutschland erhältlich. Golem.de hat sich auf der Photokina in Köln mit dem Erfinder Ren Ng getroffen, um sich die Lichtfeldfotografie der neuen Kamera erklären zu lassen.

Das Bild auf dem Tablet zeigt eine Biene in einer Blüte: Wie bei einer Makroaufnahme üblich, verschwimmt der Hintergrund. Doch dann tippt Ren Ng, Gründer von Lytro, der das Foto gemacht hat, auf eine andere Stelle im Bild, und der Schärfepunkt verschiebt sich - plötzlich werden die Staubgefäße in der Mitte der Blüte scharf. Oder die Blütenblätter am Bildrand. Bewegt Ng das Tablet, verändert sich die Perspektive des Bildes - und vermittelt dem Betrachter eine Ahnung von dem Raum, in dem das Foto aufgenommen worden ist.

Living Picture heißt ein sich so veränderndes Bild, Lichtfeldfotografie die Aufnahmetechnik. Dabei werde nicht wie bei der konventionellen Fotografie ein zweidimensionaler Ausschnitt der Welt aufgenommen. "Die Kamera nimmt das ganze Lichtfeld auf, also alle Lichtstrahlen in einem bestimmten Bereich der Welt", sagt Ng.

Farbe, Intensität, Richtung

"Jeder Lichtstrahl, der in die Kamera hereinkommt und auf den Sensor trifft, nimmt eine andere Flugbahn durch die Kamera. Unser Sensor erfasst alle diese Daten und grenzt mit Hilfe eines bestimmten Algorithmus ab, welcher Teil von rechts und welcher von links kommt." Der Sensor erfasst also zusätzlich zur Farbe und Intensität die Richtung, aus der das Licht kommt.

Um das zu ermöglichen, befindet sich auf dem Sensor eine Matrix von kleinen Linsen, die das Licht auf diese Weise auffangen. Entsprechend berechnet Lytro die Auflösung eines Sensors nicht in Bildpunkten, sondern in Lichtstrahlen, die der Sensor einfangen kann. Die erste Kamera von Lytro konnte 10 Millionen Lichtstrahlen einfangen, hatte also eine Auflösung von 10 Megaray. Der Nachfolger Illum erreicht das Vierfache, also 40 Megaray.

Computergrafik und Fotografie zusammenbringen

Die Grundlagen für eine Lichtfeldkamera hat Ng 2006 in seiner Dissertation an der Stanford Universität beschrieben. Die Idee dazu sei ihm an der Universität gekommen, als er über die Theorie des Lichtfelds gearbeitet habe - eine Funktion, die die Lichtmenge beschreibt, die an jedem Punkt des dreidimensionalen Raums in alle Richtungen fällt. Benötigt wird das unter anderem in der Computergrafik.

Gleichzeitig sei er ein begeisterter Fotograf und habe in den 1990er Jahren viele Bilder mit Digitalkameras aufgenommen, erzählt er. "Ich dachte, wenn ich die Computergrafik und die Fotografie zusammenbringen kann, dann könnten wir sehr viel bessere Daten sammeln, als das zu der Zeit mit den Digitalkameras möglich war und dass uns das komplett neue Fähigkeiten geben würde."

Das Ergebnis ist eine Kamera, die Lichtstrahlen einfängt, und eine Software, um diese Daten zu bearbeiten.

Bahnen von Lichtstrahlen berechnen

Dabei werden Raytracing-Verfahren eingesetzt, wie sie etwa in der Filmindustrie für Computereffekte eingesetzt werden, um den Lichteinfall zu berechnen: Die Software berechnet die Bahn, die ein Lichtstrahl genommen hätte, wenn er auf einen bestimmten Punkt im Raum fokussiert gewesen wäre. Dann werden die anderen Lichtstrahlen entsprechend projiziert, und es entsteht ein Bild. Da aber die Richtungsinformationen weiter vorhanden sind, kann der Betrachter einen anderen Punkt im Bild auswählen, und die Software errechnet ein neues Bild, das auf diesen Punkt fokussiert ist.

Die aktuelle Kamera von Lytro mit dieser Technik ist die Illum, die seit kurzem auf dem Markt ist. Sie ähnelt von der Form her - mit einem Body und einem großen Objektiv vorn - eher als der Vorgänger einer gewöhnlichen Digitalkamera. Auch die Bedienung ist vergleichbar mit einer herkömmliche Kamera: Es gibt Bedienelemente und einen klappbaren Touchscreen, der als Sucher dient.

Spezialobjektiv mit großem Brennweitenbereich

Das Objektiv hat einen Brennweitenbereich von 30 bis 250 Millimeter und eine sehr kurze Naheinstellgrenze: Gegenstände werden praktisch schon direkt vor der Linse scharf abgebildet. Das soll den Fotografen ein breites Spektrum an Möglichkeiten zum Fotografieren eröffnen. Gezoomt und scharfgestellt wird über zwei Einstellringe. Das Objektiv ist eine Spezialanfertigung für diese Kamera und wird von "einem erfahrenen japanischen Linsenhersteller" gebaut - welcher das ist, wollte Ng nicht sagen.

Die Kamera hat eine Festblende von f/2. Um auch in heller Umgebung fotografieren zu können, beträgt die kürzeste Belichtungszeit 1/4.000 Sekunde. Sollte das nicht ausreichen, muss der Fotograf zum mitgelieferten Graufilter greifen, der vier Blendenstufen abdunkelt. Die Bildverarbeitung übernimmt ein Snapdragon-808-Prozessor des US-Hardwareherstellers Qualcomm.

Kamera für Enthusiasten

Die Illum richtet sich an eine Zielgruppe, die sich für neue Kameratechnik interessiert. Lichtfeldfotografie, sagt Ng, sei etwas für Kreative, für Enthusiasten, die gern neue Wege in der Fotografie beschreiten wollten. Zahlungskräftig sollten sie allerdings auch sein: Die Kamera kostet rund 1.600 Euro.

Lichtfotografie erfordere eine neue Herangehensweise an eine Aufnahme. "Die Tiefe der Welt zu beachten, ist sehr wichtig in der Lichtfeldfotografie", sagt Ng. Das schafft neue Möglichkeiten, macht aber auch bewährte Tricks hinfällig. Bei einer herkömmlichen Kamera besteht die Möglichkeit, durch Öffnen der Blende einen unschönen Hintergrund zu kaschieren - er wird bis zu Unkenntlichkeit unscharf. In einem interaktiven Living Picture gibt es diese Möglichkeit nicht: Der Betrachter kann später auf jeden Punkt in dem Bild fokussieren, auch auf den hässlichen Hintergrund.

Dafür eröffnet die Lichtfeldfotografie neue Möglichkeiten, mit einem Bild eine Geschichte zu erzählen.

Neue Möglichkeiten der Darstellung

"Als ich das Bild der Biene aufgenommen haben, habe ich darauf geachtet, dass sich die Blume, in der die Biene sitzt, von der Kamera weg wölbt, damit man einen Eindruck von Dreidimensionalität bekommt, wenn man das Bild betrachtet", erzählt Ng. "Man kann die Tiefe spüren. Wenn man sich durch das Bild bewegt, erlebt man die verschiedenen Ebenen. Das Bild zeigt immer noch die Biene, doch es vermittelt auch die Größe der Blume - und das genau ist die Absicht."

Da der Monitor aber nur ein zweidimensionales Bild zeigt, hat Lytro für die Illum die Funktion Depth Assist entwickelt, die dem Fotografen bei der Bildkomposition helfen soll: Das ist ein Overlay, das über das Livebild gelegt wird, und bestimmte Schärfeebenen markiert. Objekte im Vordergrund erscheinen dabei in Orangetönen, Objekte im Hintergrund in Blautönen. Ein Tiefenhistogramm neben dem Livebild zeigt den Entfernungsbereich an, den die aktuelle Ansicht abdeckt.

Vom Rohbild zum Living Picture ...

Mit der Aufnahme allein ist es nicht getan: Danach ist einiges an Nachbearbeitung nötig, um die eingefangenen Lichtstrahlen in ein Living Picture zu verwandeln - in dieser Hinsicht ähnelt Lichtfeldfotografie dem Fotografieren im RAW-Format. Ein Living Picture ist ein Bild, das dadurch wirkt, dass der Betrachter interagieren kann: Er kann auf verschiedene Punkte im Bild fokussieren oder die Blende und damit Tiefenschärfe ändern. Das geht beispielsweise im Browser mit der Maus.

Noch eindrucksvoller wirkt es in einer App, die es derzeit nur für iOS gibt - für Android soll sie laut Ng folgen. Die Lagesensoren erkennen, wenn das iPad bewegt wird, und die Software passt das Bild an. "Die Bilder lassen sich großartig auf einem mobilen Gerät betrachten, weil es wegen der vielen Sensoren auf Bewegungen reagiert", beschreibt Ng. Dadurch entstehe beim Betrachter ein Eindruck von Tiefe und Räumlichkeit.

... und zur 3D-Ansicht

Statt eines Living Pictures kann aus den Lichtfelddaten auch eine Animation erzeugt werden, bei der der Betrachter durch das Bild geführt wird. Eine Ausgabe als 3D-Bild oder 3D-Film ist ebenfalls möglich - da die Richtungsinformationen vorhanden sind, lässt sich aus einem Lichtfeldbild ein Stereobild mit leicht veränderter Perspektive errechnen. Auch ein ganz normales Bild im .jpg- oder .tiff-Format kann exportiert werden. Dafür ist aber die Lytro Illum nicht gedacht - zumal die Auflösung wegen der Andersartigkeit des Sensors in der Ausgabe nur 4 Megapixel beträgt. Das reicht laut Ng für ein interaktives Bild aus, das auf einem Display angezeigt wird. Für einen Druck hingegen ist das zu wenig - dafür sollte der Fotograf doch lieber auf seine bewährte Kamera zurückgreifen.

Die Software für die Bearbeitung der Lichtfeldbilder gibt es für den Mac und für den Windows-Rechner. Hierfür sollen ebenso in "naher Zukunft" Aktualisierungen kommen wie für die Firmware der Kamera. Zudem arbeite Lytro an neuen Sensorlinsen und weiterer Technik für künftige Produkte. Einen Termin zur Vorstellung konnte Ng jedoch noch nicht nennen.  (wp)


Verwandte Artikel:
Lytro Illum: Neue Lichtfeldkamera für Profis   
(22.04.2014, https://glm.io/105997 )
Pelican: Erste Bilder der Insektenaugen-Kamera   
(30.07.2014, https://glm.io/108210 )
Lichtfeldkamera: Neue Lytro-Software erzeugt 3D-Bilder   
(13.11.2013, https://glm.io/102728 )
Snapdragon 810 und 808: Krait ist tot, es lebe der 64-Bit-Standard-Kern   
(07.04.2014, https://glm.io/105676 )
Lichtfeldkamera: Lytro Illum macht nur 4 Megapixel große 2D-Bilder   
(12.06.2014, https://glm.io/107127 )

© 1997–2019 Golem.de, https://www.golem.de/