Bildrauschen bei Langzeitbelichtung vermeiden? wer kennt es nicht, das ewige Bildrauschen oder hat damit zu kämpfen gehabt während der Bildbearbeitung? Wer erst in der Nach- oder Bildbearbeitung mit Bildrauschen zu tun hat, kann das Rauschen nur bedingt mit Lightroom oder Photoshop entfernen. Das Bildrauschen in der Nachbearbeitung zu entfernen ist oft sehr schwierig, je nachdem wie viel vorhanden ist. Viel wichtiger ist es bereits bei der Aufnahme so gut wie möglich zu vermeiden. Je weniger Bildrauschen bereits bei der Aufnahme erzeugt wird, desto einfacher bis vollständig kann man es am Ende der Bildbearbeitung wieder entfernen. Wie das geht, versuche ich euch in diesem Beitrag zu erklären.
Viel wichtiger ist es bereits bei der Aufnahme so gut wie möglich zu vermeiden. Je weniger Bildrauschen bereits bei der Aufnahme erzeugt wird, desto einfacher bis vollständig kann man es am Ende der Bildbearbeitung wieder entfernen. Wie das geht, versuche ich euch in diesem Beitrag zu erklären.
Es gibt zwei Arten wodurch das Rauschen im Bild entsteht
[1] Bildrauschen durch Langzeitbelichtungen, meistens bei Nachtaufnahmen und längeren Belichtungszeiten.
Bei Langzeitbelichtungen bekommt der Sensor über einen längeren Zeitraum Strom zugeführt, genauso lange, wie Du Deine Belichtungszeit eingestellt hast. Je länger die Stromzufuhr, also desto länger belichtet wird, umso wärmer wird der Sensor. Je wärmer der Sensor wird, desto mehr Rauschen entsteht in den dunklen Bildbereichen.
[2] Bildrauschen durch hohe ISO Zahlen oder auch ISO+ genannt, meistens bei Nachtaufnahmen oder wenn man mit Kameramodus AUTO, A, S und der Einstellung ISO AUTO fotografiert
Die zweite Art des Bildrauschens entsteht durch hohe ISO Zahlen. Im Analogzeitalter war dies nicht anders, je höher die ISO beim Film, desto körniger wurde das Bild. Bei den heutigen Sensoren bedeutet eine hohe ISO mehr Strom am Sensor, aber nicht länger. Das heisst, der Sensor bekommt viel mehr Strom zugeführt, während der Belichtung, um noch empfindlicher zu werden.
Die Kamerahersteller kennen das Problem und versuchen bereits bei der Aufnahme dem Bildrauschen mit eigenen Algorithmen entgegenzuwirken. Das funktioniert nur bedingt gut bei Langzeitbelichtung jenseits der 1 Sekunden Grenze. Wer alles der Kamera überlässt, wird oft am Ende mit dem Bildergebnis nicht zufrieden sein. Starkes Bildrauschen kann auch nur schlecht, schwer oder gar nicht im Postprocessing entfernt werden.
Wie vermeidet man das grosse Rauschen bzw. kann ich es nachträglich filtern?
1) RAW Format, kein JPEG
Fotografiere bitte nur im Rohdatenformat: NEF, DNG, ARW oder was auch immer. Hauptsache «RAW». Neben einigen anderen Vorteilen für die Nachbearbeitung vermeiden RAW Bilder zusätzliche Störeffekte durch die «JPG-typischen Artefakte beim Komprimieren». RAW Bilder sind Rohdatenbilder und bringen die grössere Farbtiefe und damit die Tonwertreserven, welche Du für das Postprocessing zum Entrauschen oder ein ansehnliches Bild benötigst.
2) Rauschunterdrückung bei Langzeitbelichtung – OFF
Ich schalte die Langzeitbelichtungs-Rauschunterdrückung immer auf OFF. Bei manchen Kameras ist diese sogar grundsätzlich aktiv, selbst wenn OFF eingestellt ist, und kann gar nicht richtig ausgeschaltet werden. Langzeitbelichtungen führen per se zu einer Erwärmung des Kamerasensors, sodass dies Rauschen produziert. Je länger die Belichtungszeit, desto mehr Bildrauschen ist die Folge.
Die sogenannte Long Exposure Noise Reduction (in manchen Kameramenüs «LENR») begegnet diesem Effekt durch ein unmittelbar nach der eigentlichen Aufnahme erzeugtes Referenzbild, das mit geschlossenem Kameraverschluss nichts anderes abbildet als das vom Sensor aktuell generierte Rauschen. Damit kann die Kamera die Position der «rauschenden Pixel» erkennen und aus dem eigentlichen Foto herausrechnen. Im Unterschied zum High ISO Rauschfilter findet hier also eine differenzierte Gegenmassnahme statt, die weniger zerstörerische Auswirkungen auf die Bilddetails hat.
Man merkt nichts von diesem Arbeitsprozess in der Kamera ausser einer gewissen Wartezeit nach der eigentlichen Aufnahme. Die man nicht durch Ausschalten der Kamera verkürzen sollte, da der Prozess sonst abgebrochen wird und keine Rauschminderung erfolgt. Das aufgenommene Bild bleibt aber in den meisten Fällen erhalten.
Nikon Z7 zeigt „neu“ die Rauschreduzierung am Bildschirm an
(zum vergrössern auf’s Bild klicken)
Nikon D850 zeigt die Rauschreduzierung „nicht“ am Bildschirm an
(zum vergrössern auf’s Bild klicken)
Das ganze wirkt zwar auch auf das RAW Format, ist aber für mich nur in besonderen Fällen nützlich. Ich schalte es immer ab, da es die Aufnahmezeit verdoppelt, um ein «Schwarzbild» von der Aufnahmezeit abzuziehen. Beide Kameras zeigen das Rauschreduzieren als «Job nr» im oberen Display an, die neue Z7 zusätzlich am LiveView Bildschirm, bei den älteren Modellen wird am LiveView Bildschirm nur ein «Schwarzbild» angezeigt. In dieser Zeit ist die Kamera blockiert und kann keine weiteren Bilder aufnehmen!
Beispiel: Langzeitbelichtung mit 30s, nach der Belichtung von 30s braucht die Kamera nochmals 30s bis das nächste Bild aufgenommen werden kann. Das heisst, die Belichtungszeit verdoppelt sich immer. Das ist, gerade bei Zeitrafferaufnahmen, in der Nacht, ein No-Go. Auch sonst möchte ich nicht nochmals 30s warten. Selten, aber es kommt vor, nehme ich Bilder mit 30min und Graufilter (Blog-Artikel) am Tag auf, um Wolken, Wasserfälle oder Seen richtig glatt zubekommen. Auch hier greift diese Einstellungen, in diesem Fall müsste ich dann 1 Stunde aufs Bild warten.
Verschlusszeit * 2 | Beispiel: 30 sec Belichtungszeit = 60 sec bis das nächste Bild aufgenommen werden kann «Schwarzbild | Schwarzzeit».
[3] ISO+ Rauschfilter – NORM oder OFF!
Der Kamera interne Algorithmus ISO+ abschalten, auch wenn die Kameras und Sensoren heute immer besser werden: Hohe ISO-Werte generieren zwangsläufig durch den hohen Strom und Erwärmung des Sensors Bildrauschen. Setze die Kamera interne High ISO Rauschfilterung auf OFF, diese Funktion glättet das Bildrauschen undifferenziert bei der Aufnahme auch das ISO AUTO immer abschalten. Das sollte man NIE bei Langzeitbelichtungen verwenden!
Diese Funktion wirkt sich nur bei JPG und in der Kamera-Vorschau aus, wer mit dem RAW Format fotografiert, braucht es nicht. Wenn es auf NORM steht, macht es aber auch nichts!
Aus diesen Erkenntnissen [1] bis [3] ergeben sich logischerweise folgenden Massnahmen dem Rauschen entgegenzuwirken
[4] Besser Langzeitbelichtung als mit hohen ISO-Werten
Aus den Erläuterungen zu 2.) und 3.) ergibt sich, dass es bei Fotos unter spärlichen Lichtbedingungen vorteilhaft ist, den ISO-Wert kleinzuhalten und lieber länger zu belichten. Man tauscht also dabei das zu bekämpfende High ISO Rauschen gegen das präziser zu eliminierende Long Exposure Rauschen.
Auch wenn bei vielen Kameras heutzutage ein Bildstabilisator dabei hilft, ist natürlich klar, dass man längere Belichtungszeiten nicht bei 5jeder Art von Motiv gebrauchen kann. Zudem sprechen wir hier von Zeiten, die durchaus auch mehrere Sekunden oder erheblich länger betragen können. Bei Landschafts-, Architektur- und Nachtaufnahmen mit Stativ kann man Langzeitaufnahmen jedoch in der Regel gut realisieren. Der Bildstabilisator sollte bei Langzeitbelichtungen ausgeschaltet werden, was nützt ein rauscharmes Bild, wenn es am Ende durch den Bildstabilisator unscharf wird!
[5] Gezielte Überbelichtung
Schaut man sich verrauschte Fotos an, stellt man fest, dass das Bildrauschen vor allem in dunklen und aufgehellten Flächen auftritt, jedoch kaum oder gar nicht in hellen Bildbereichen. Daher liegt der Schritt nahe, dunkle Partien in den Bildern durch gezielte Überbelichtung zu vermeiden.
Was bis vor einigen Jahren und zu analogen Zeiten völlig undenkbar gewesen wäre, ist durch die grossen Tonwert-Reserven der RAW Formate heute möglich. Ich belichte meine Aufnahmen generell so, dass ich die darstellbaren hellen Tonwerte ausreize und die Tiefen in einiger Entfernung vom linken Anschlag des Histogramms halte. Meistens führt das zu einer Überbelichtung um 1 Blende (je nach Motiv auch mehr), sodass ich die Belichtungsautomatik meiner Kameras oft standardmäßig auf eine Überbelichtung von 0,7 oder 1,0 EV einstelle. Die tatsächliche Tonalität der Bilder mit den ausgearbeiteten Tiefen stelle ich dann erst während der Datenentwicklung durch Abdunkeln her.
Was heisst gezielte Überbelichtung oder auch «Exposing to the right (ETTR)» genannt? Nichts anderes als, das Bild wird so lange belichtet, bis das Histogramm alles Rechts anzeigt, aber aufgepasst, Rechts darf der Weisse Balken nicht an die Begrenzung anschlagen, also Wand, hochlaufen. Sobald es die Wand hochläuft, ist das Bild an diese Stellen zu viel überbelichtet. Überbelichtete Bereiche können nicht wieder hergestellt werden. Die Bildinformationen sind unwiderruflich verloren. Wenn man die hellen Bereiche versucht in Lightroom oder Photoshop wieder dunkler zu bekommen, werden die nicht dunkler, sondern einfach nur grau!
Daher ist das Histogramm eins der wichtigsten Bildinformationen, welche die Kamera uns zur Verfügung stellt, besser als jeder automatische Belichtungsmesser es je könnte. Alles zum Histogramm findest Du hier in meinem anderen Artikel:
Beispiele für die Einstellungen im Kameramenü
NIKON: Einstellungen zur Rauschunterdrückung über den Kameramonitor, sowie Anzeige der Referenzbilderstellung mit «Job nr» nach der Langzeitbelichtung im Schulterdisplay.
LEICA: Bei der M9 kann man dazu nichts einstellen, bei M11 und M11M hingegen gibt es einen Menüpunkt zur Rauschreduzierung. Die Rauschverringerung wird jedoch nach der Belichtung komfortabel mit Herunterzählen der verbleibenden Wartezeit am Kameramonitor angezeigt.
SONY: Einstellungen zur Rauschminderung «RM» über den Kameramonitor(RX100 M2), sowie Anzeige der Referenzbilderstellung nach der Langzeitbelichtung.
Was gibt es noch an Möglichkeiten?
Das Zauberwort ist … «Stacking oder Stitching» in der Fotografie und bedeutet das Zusammenführung mehrerer einzelner Fotos zu einem Bild. Es gibt zwei Arten vom Stacking:
Das Fokus-Stacking ist eine Folge von einzelnen Aufnahmen mit unterschiedlicher Schärfenlage (Fokus). Durch spätere Kombination dieser Einzelaufnahmen lassen sich Aufnahmen mit sehr grosser Schärfentiefe erzeugen, was gerade im Bereich der Makrofotografie oftmals gewünscht ist. Im Bereich der Astrofotografie, wo im Bereich der Schärfeeinstellung selbst der Entfernungsunterschied zwischen Mond und entfernten Galaxien keine Rolle spielt, hat diese Methode keine Verwendung.
Das Exposure-Stacking ist die Kombination mehrerer Einzelaufnahmen, die mit unterschiedlichen Belichtungszeiten gewonnen wurden. Im einfacheren Fall mit drei Aufnahmen. Diese Technik ist schon seit längerem als BKT oder HDR (High Definition Range) bekannt. Moderne Kameras beherrschen die Technik des Fokus- und des Exposure-Stackings bereits und können die einzelnen Aufnahmen selbsttätig überlagern.
Mit einer speziellen Software kann das Stacking, also das Zusammenführen aller Bilder, einfach durchgeführt werden, diese hier ist kostenlos erhältlich:
Oft benötigt man noch zwei weitere Schwarz-Bilder als Referenz. Dabei wird einfach den Objektivedeckel auf dem Objektiv gelassen. Ein Bild muss mit maximaler ISO aufgenommen werden und das zweite mit maximaler Belichtungszeit. Diese beiden Bilder sind Rauschbilder (auch Darkframe genannt) und enthalten nur Rauschen von deinem Sensor. Die Kamera versucht genau das Gleiche, mit der Einstellung Rauschunterdrückung bei Langzeitbelichtung, mit einem Rauschbild das Rauschen herauszurechnen.
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Bildbearbeitung, das Rauschen mit Lightroom oder Photoshop entfernen
Sowohl Adobe Lightroom als auch Photoshop können verwendet werden, um Rauschen aus Fotos zu entfernen. Lightroom verfügt im Modul „Entwickeln“ über die Option „Rauschunterdrückung“, mit der Sie den Grad der Rauschunterdrückung in Bezug auf Luminanz und Farbe einstellen können. Lightroom eignet sich hervorragend für die Stapelverarbeitung und die grundlegende Rauschunterdrückung bei mehreren Fotos.
OneRepublic Hallenstadion Zürich (fast kein Rauschen, Leica 90mm f/2.8 Elmarit-M | M11)
Photoshop verfügt über fortschrittlichere Werkzeuge zur Rauschreduzierung, wie z. B. die Filter „Despeckle“, „Median“ und „Rauschreduzierung“ im Menü „Filter“. Damit können Sie bestimmte Bereiche des Bildes auswählen und den Grad der Rauschunterdrückung anpassen. Auch Photoshop bietet die Möglichkeit, einem Bild Rauschen hinzuzufügen.
Im Allgemeinen eignet sich Lightroom besser für die grundlegende Rauschreduzierung und die Verwaltung des Workflows, während Photoshop für komplexere Rauschreduzierungsaufgaben und die Bildbearbeitung leistungsfähiger ist.
FAZIT
Wer also Bilder als Langzeitbelichtung aufnehmen will, sollte sich bereits vor der Aufnahme Gedanken machen, wie er später mit welchem Verfahren oder Technik die Bilder entrauschen will. Eine der besten und einfachsten Techniken während der Aufnahme ist das ETTR verfahren. Hier reicht es oft in der Bildbearbeitung das Bild wieder abzudunkeln, damit das Rauschen verschwindet.
ETTR bedarf ein wenig Übung, da das Bild schnell überbelichtet sein kann und die hellen Bereiche damit ausgefressen und nicht mehr im Postprocessing gerettet werden können. Hals weitere Hilfe sollte das Histogramm direkt im Live-View eingeblendet werden, die Routine hilft hier grossen Ausschuss zu produzieren. Wie sind deine Erfahrungen bei Langzeitbelichtungen das rauschen zu vermeiden, hinterlasse einfach einen Kommentar.
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