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Warum gibt es den Weißabgleich?

Die jetzt der Lichtquelle entsprechende Farbtemperatur wäre die native des Sensors.

Da stimme ich dir völlig zu, allerdings kann es auch gut sein, dass es gar keine Farbtemperatur gibt, die zu einem RGB-Weiß führt. Möglicherweise muss man in diesem Fall z.B. mit einem grünlichen Licht beleuchten, diesem kann jedoch keine Farbtemperatur zugeordnet werden. Nur Farben, die auf der Schwarzkörperkurve liegen, kann eine Farbtemperatur zugeordnet werden.
 
leuchte mit einer glühlampen-taschenlampe auf eine weisse wand, sie erscheint weiss. leuchte mit einer led-lampe auf die gleiche wand, sie erscheint weiss. leuchte mit beiden lampen nebeneinander auf die gleiche wand, was davon ist jetzt tatsächlich weiss? und selbst hier filtert das gehirn wahrscheinlich noch kräftigst gegen...

das ganze jetzt noch etwas extremer gedacht (oder halt noch einen blitz, direktes sonnenlicht, durch wolken gefiltertes sonnenlicht, eine kaltlichtröhre und eine tungsten studioleuchte dazu), was davon ist jetzt weiss?
 
Die Farbtemperatur kommt von der Schwarzkörperstrahlung.

Der "Schwarze Körper" ist ein perfektes Modell in der Physik, die Sonne kommt aber zum beispiel einem schwarzen Körper sehr nahe.

Ein Schwarzer Körper emittiert und absorbiert jenachdem wie heiß er ist Licht verschiedener Farbe in einem geschlossenem Spektrum. Die Oberfläche der Sonne ist 5500K heiß, das empfinden wir als neutrales Weiß, wenn es an unser Auge dringt ohne durch die Atmosphäre (Sonnenuntergang/Aufgang) oder Wolken groß verändert worden zu sein.

Das menschliche Gehirn will bei anderen Lichtfarben wie zum Beispiel bei einem Glühdraht der mit ca 3000K glüht und dementsprechend rötlicheres Licht aussendet an die "natüliche" weil gewohnte Wahrnehmung angleichen.

LEDs und Energiesparlampen sind ein anderes Problem, weswegen bei ihnen auch häufig der WB versat, sie haben kein kontinuierliches SPektrum sondern verschiedene Peaks und auch leere Bereiche.
 
Mal ein (für mich;)) interessanter Test: Eine Farbtafel mit 3.200asa fotografiert, einmal mit Halogenlicht (3.200k), einmal mit diffusem Tageslicht (rund 6.500K) und dann im RAW neutralisiert. Und dann geschaut, wie sich das rauschverhalten der Farben ändert.

Im Prinzip passiert das zu Erwartende: Blau wird bei Kunstlicht etwas schlechter (muß ja mehr verstärkt werden), Grün zeigt sich eher unbeeindruckt, Rot schwächelt bei Tageslicht deutlicher (hohe Verstärkung).

Folgerung: Die D300 dürfte ihr ausgewogenstes Rauschverhalten (gleichmäßigste Verstärkung) so etwa bei 4.000K haben, jedenfalls bei Kunstlicht eher besser als bei Tageslicht. Was ja durchaus Sinn macht....

Gruß messi

PS.: 100%-crops aus RAW ohne Entrauschung und Schärfung, nur WB hergestellt.
 
Mal ein (für mich;)) interessanter Test: Eine Farbtafel mit 3.200asa fotografiert, einmal mit Halogenlicht (3.200k), einmal mit diffusem Tageslicht (rund 6.500K) und dann im RAW neutralisiert. Und dann geschaut, wie sich das rauschverhalten der Farben ändert.

Den Test kann man aber so nicht machen.

Um Rauschen miteinander vergleichen zu können, muß exakt das gleiche Licht (z.B. im Grünkanal) auf den Sensor treffen, da das Rauschen von der auf den Sensor treffenden Lichtmenge abhängt (die ISO-Einstellung spielt insbesondere bei solchen High-ISO-Einstellungen so gut wie keine Rolle mehr).

Die spektrale Empfindlichkeit der D300 nach DXOmark deutet auf folgende Veränderungen beim Wechsel von D50 zu CIE-A zu (5000 K => 2700 K):

  • Reines Rot: 3.90 => 3.84
  • Reiner Grün: 1.67 => 1.45
  • Reines Blau: 2.75 => 3.12

Bei der Canon EOS 7D:
  • Reines Rot: 7.59 => 7.52
  • Reiner Grün: 2.04 => 2.04
  • Reines Blau: 3.45 => 4.38

Schade ist es, dass nicht noch Farbmatrizen für 2200 K und 7500 K angegeben werden.
 
wenn wir uns zusätzlich jetzt vorstellen, was ein adc mit schwachen signalen macht und was mit starken - also in welchen tonwertauflösungsuntereschieden in der digitalen datei das resultiert,

dann kann man sich vorstellen - fotografieren wir einen grauverlauf - daß bei normalem tageslicht die roten, grünen und blauen pixeln ca. gleich viel photononen abbekommen und in der bilddatei der grauverlauf schön harmonisch dargestellt wird.

fotografiere ich aber den grauverlauf bei rotlicht, und mache mittels cam oder mittels rw-bearbeitung am pc dann den weißabgleich, dann wird der rotanteil schön aufgelöst sein, der blauanteil am graukeil wird aber deutlich weniger und gröbere abstufungen aufweisen. das resultiert in einem weniger schönen grauverlauf.

um diesem adc-dilemma etwas abzuhelfen, hat z.b. angeblich nikon bei der d300 eine analoge WB-verstärkung eingebaut. damit wird z.b. bei rotlichfotografie und richtiger wb-einstellung der cam das signal der blauen/grünen pixel viel stärker verstärkt als das rotpixelsignal, sodaß sie (also r,g, b) ziemlich gleich stark beim adc anstehen und der diese dann mit gleicher auflösungsfeinheit digitalisiert.

würde mich also interessieren, ob man einen (quantisierungsrausch-) unterschied sieht zwischen einem bei stark fehlfarbigem licht aufenommenen bild: d300 vs. 7d

lg gusti
 
Aber das ist doch genau der Grund, warum ich für Schwarzweiss-Fotos die klassischen Filter (Gelb, Grün, Rot) trotzdem an der DSLR verwende. Zwar kann ich den Filter am RAW auch nachträglich simulieren, aber MIT Filter komm ich im entsprechenden Farbkanal entsprechend der gewünschten Grauabstufung weniger schnell in die Sättigung.
 
Technobabbel ;) mal außen vor – der Grund für die Notwendigkeit eines Weißabgleichs ist ganz einfach: Unser Sehapparat funktioniert nicht genauso wie eine Kamera! :eek:

Die Kamera zeichnet einen bestimmten räumlich und zeitlich beschränkten Bildausschnitt auf – alle Daten, die ihr später zur Verfügung stehen, werden in diesem einen Moment aufgenommen. Innerhalb dieses Ausschnitts kann man die Kamera mal probieren lassen (Auto-WB!), neutrale Töne auch neutral darzustellen. Das ist schwierig, wenn die Kamera nicht die Farbtemperatur der Hauptlichtquelle kennt (die man ihr mit einem Custom-WB mitteilen hätte können!), da reflektiertes Licht durch das unterschiedliche Absorptionsverhalten der angestrahlten Oberflächen (=Farben) nicht zwingend Rückschlüsse auf das "Original-Licht" zulässt.

Wir sehen aber anders! Wir sehen ständig und nicht nur den einen Moment, wir vergleichen mit dem Drumherum, dem bisher vor Ort und auch früher mal gesehenen. Alle Rundum-Sinneseindrücke vor Ort und auch alle bisherigen Seh-Erfahrungen führen zu einer automatischen Farbkorrektur durch das Gehirn. So erscheint ein weißes Bettlaken auch unter gelbem Licht als Weiß.

Bei der Mehrfeld-Belichtungsmessung haben Kameras ja schon Datenbanken vieler verschiedener Standard-Sujets intus. Vielleicht läuft es beim Weißabgleich mal auf etwas ähnliches raus, bevor die Kameras so eine kleine KI erhalten. Bis dahin müssen wir halt nachkorrigieren. Und selten ist der physikalisch richtige Weißabgleich der emotional richtige. Neutralisiertes Kerzenlicht? Hallo?! Insofern steht auch in Zukunft am Ende der Farbkorrekturkette der Gleiche: Der Mensch. Gut so!
 
Aber das ist doch genau der Grund, warum ich für Schwarzweiss-Fotos die klassischen Filter (Gelb, Grün, Rot) trotzdem an der DSLR verwende. .....

Also den Versuch habe ich sehr schnell wieder aufgegeben:

Zunächst muß man die Belichtungskorrektur runterdrehen -etwa im Maße der Filterdichte- sonst kommt es in der Eigenfarbe durch das sehr einfarbige Licht sehr schnell zum Überlauf. Siehe Anhang 1.

In der Eigenfarbe ist dann das Resultat sehr ähnlich dem der EBB-Filterung, aber die nur schwach belichtete Gegenfarbe leidet deutlich in den Tonwerten und Schattenzeichnung. Siehe Anhang 2.

Ich kann nur Nachteile feststellen.

Gruß messi
 
dem TO, der offensichtlich den unterschied zwischen physik und wahrnehmung noch nicht ganz begriffen hat, empfehle ich mal einen besuch in einer ausstellung des lichtkünstlers dan flavin. da kann man die erstaunlichsten erfahrungen machen. zb. ein (weißer) galerieraum, darin eine skulptur aus grünen leuchststoffröhren. dh. da drinnen gibts nur grünes licht. was macht das hirn?? die wände sind weiss, nur die intensiv leuchtenden röhren werden grün wahrgenommen. ich trat aus diesem raum in das (natürlich beleuchtete) foyer des museums, und dachte ich spinne: die welt, insbesondere die draussen vor dem fenster, erstrahlte in schönstem babypink. :eek: dauerte einige zeit, bis alles wieder normal war. und das ist nicht nur das hirn, sondern da spielen auch physiologische vorgänge im auge ne rolle, bestimmte farb/botenstoffe werden buchstäblich verbraucht wenns nur licht eines wellenlängenbereichs gibt, und müssen erst wieder nachproduziert werden...

kurz und gut: natürlich ist es (nach entsprechender eichung) prinzipiell möglich, die physikalischen wellenlängen der farbe pro bildort aus den daten einer digicam mehr oder weniger präzise zu reproduzieren. nur, das ergebnis ist eine matrix von meßwerten, kein bild.

cheers, martin
 
Fassen wir also einmal zusammen, was ich bisher mitgenommen habe:

1. Das menschliche Gehirn gleicht offenbar ständig sehr viel mehr ab, als ich vermutet habe. Der Mensch sieht also nicht "physikalisch korrekt".

2. Offenbar gibt es keine korrekte Definition von "Weiß", an der sich eine Kamera orientieren könnte. Es muss immer ein Situationsabhängiges Einpegeln des Weißpunktes stattfinden.
 
Hallo King Rollo!

1. Das menschliche Gehirn gleicht offenbar ständig sehr viel mehr ab, als ich vermutet habe. Der Mensch sieht also nicht "physikalisch korrekt".
Richtig. Unsere Farbwahrnehmung macht ihren eigenen 'Weißabgleich' - auch als "chromatische Adaption" bekannt.

Streng genommen sehen Digitalkameras im Regelfall übrigens physikalisch zu "korrekt". In den Sensor-/Rohdaten dominiert beispielsweise der Grünkanal, während Rot und Blau im Verhältnis dazu unterrepräsentiert sind. Im Anhang ist ein Beispielbild, das ich mit Hilfe von dcraw einmal 'ohne' einen Weißabgleich entwickelt habe (d.h. alle Farbkanäle wurden gleich stark mit Faktor 1 berücksichtigt).

Damit überhaupt natürlich wirkende Bilder entstehen, ist so gesehen der Weißabgleich - im Sinne der richtigen 'Balance' zwischen den Farbkanälen - tatsächlich eine technische Notwendigkeit. Beispielsweise muss bei Tageslicht der Rotkanal deutlich angehoben/verstärkt werden.

2. Offenbar gibt es keine korrekte Definition von "Weiß", an der sich eine Kamera orientieren könnte. Es muss immer ein Situationsabhängiges Einpegeln des Weißpunktes stattfinden.
Jein. Es gibt natürlich eine Referenz, die sich am Ergebnis orientiert: Im fertigen Bild muss dieser Bereich dann farbneutral sein (bei RGB also in allen drei Farbwerten übereinstimmen).

Aber: Das setzt voraus, dass ein 'bekannt' farbneutrales Motiv dargestellt wird - beispielsweise die beliebte Graukarte. Unter dieser Voraussetzung kann man dann die benötigte Gewichtung der Farbkanäle berechnen, mit der die Bedingung "farbneutral" eingehalten wird.

Häufig wird ein Bild aber entweder keine wirklich farbneutralen Bereiche enthalten oder die Kamera nicht 'wissen' können, wo sie denn nun danach zu suchen hätte. Wenn dann die exakte Lichtfarbe ebenfalls unbekannt ist, wird der (automatische) Weißabgleich zum Ratespiel. Bei "Mischlicht" (unterschiedlichen Lichtquellen mit verschiedener Farbtemperatur) oder Licht mit ungewöhnlicher spektraler Zusammensetzung (wie etwa Leuchtstoffröhren oder LED-Strahler) wird es zunehmend unmöglich, einen einheitlichen 'richtigen' Weißabgleich anzugeben. Hier reagieren Digitalsensoren eben sehr empfindlich (oder wieder: physikalisch 'zu' korrekt), und einfach anders als die menschliche Farbwahrnehmung.

Zu guter Letzt bleibt dann noch eine subjektive Komponente, die auch zuvor schon angesprochen wurde: Manchmal ist ein 'technisch' korrekter Weißabgleich gar nicht wünschenswert, weil er die 'gefühlte' Lichtstimmung zerstören würde - klinisch reines Glühlampenlicht oder 'kalt' gerechnete Sonnenuntergänge wirken schnell unnatürlich/unglaubwürdig.

Gruß, Graukater
 
Zuletzt bearbeitet:
1. Das menschliche Gehirn gleicht offenbar ständig sehr viel mehr ab, als ich vermutet habe. Der Mensch sieht also nicht "physikalisch korrekt".

Jein.
Also: Ja, aber es gibt einfach kein "physikalisch korrekt", solange du was sehen willst.

2. Offenbar gibt es keine korrekte Definition von "Weiß", an der sich eine Kamera orientieren könnte. Es muss immer ein Situationsabhängiges Einpegeln des Weißpunktes stattfinden.

Jein.
Es gibt zu jeder homogenen Lichtquelle (aber nicht zu jeder Lichtsituation) Farbtemperaturen. Die definieren dann den jeweiligen Weiszpunkt.
Natuerlich kann man einfach die Farbtemperatur fuer Tageslicht einstellen - dann stimmt der Weiszpunkt aber eben nur (annaehernd) im Tageslicht.

Mit dem "situationsabhaengigen Einpegeln" meinst du den automatischen Weiszabgleich? Das muss die Kamera natuerlich nicht unbedingt machen, und was sie da macht, ist auch nur "Farbtemperatur raten".
Selbst wenn das perfekt funktionieren wuerde (was es nicht tut) - ist der "richtige" Weiszabgleich auch nicht immer gewuenscht.
Niemand kaeme auf die Idee, einen Sonnenuntergang mit "korrektem" Weiszabgleich zu fotografieren. Dann ist naemlich die schoene Lichtstimmung weg.
Wenn man moeglichst neutral (z.B. in der Repro) fotografieren will, nimmt man halt ne Weiszkarte, und misst die ein.
 
2. Offenbar gibt es keine korrekte Definition von "Weiß", an der sich eine Kamera orientieren könnte. Es muss immer ein Situationsabhängiges Einpegeln des Weißpunktes stattfinden.

:top: du bist auf dem richtigen gleis!

zu 2: das zentrale problem ist, sehen ist informieren. und alles was du an objekten visuell wahrnimmst, setzt sich hinsichtlich der farbe aus zwei komponenten zusammen: nämlich der lichtfarbe und der körperfarbe des objekts. die frage ist jetzt, was interessiert dich, was ist dir als information wichtiger? dass das licht warm oder kalt oder grün war, oder dass das objekt weiss, blau, grün war?

diese frage kann EIN pyhsikalischer Messwert (farbe des auf dem sensor einfallenden lichts) nicht beantworten, das hirn kann es aber super per heuristik vermuten, und der automatische weissabgleich der kamera versuchts halt auch. manuell sagst DU ihm, was ein "weisser gegenstand" ist, und das ist dann die referenz für den rest.

cheers, martin
 
hallo,

ich lese jetzt schon eine weil mit, und mir ist auch gleich eine Frage eingeschossen:
Bei Nachtaufnahmen von z.B.: Weihnachtsbeleuchtung (Christkindlmarkt, etc..) welchen Weißabgleich hierfür verwenden? Den Auto oder auf die am häufigsten vorhandene Lichtquelle einstellen (gelbe LED's --> WB auf Glühlampe) oder wie??

lg
 
hallo,

....Bei Nachtaufnahmen von z.B.: Weihnachtsbeleuchtung (Christkindlmarkt, etc..) welchen Weißabgleich hierfür verwenden?
lg

Die schlechte Nachricht: Da sind soviele Leuchtquellen verschiedenster Spektren, daß man garnicht alles berücksichtigen kann.

Die gute Nachricht: Auf dem Weihnachtmarkt gehts nicht um genaue Farbtreue,wenn die Stimmung erhalten bleibt reicht das völlig.

Wie gut die AWB das hinbekommt, hängt vom Modell ab. Kannst auch einfach ne Probeaufnahme machen und beurteilen bei "Glühlampensymbol = 3.200K". Meist paßt das schon.

Wenns gaanz wichtig ist, macht man RAW, damit hat man hinterher alles in der Hand.

Gruß messi
 
Das ändert jedoch nichts an der Tatsache, dass Licht in einer bestimmten Farbe immer eine bestimmte Wellenlänge hat. Es müsste doch also möglich sein, das Digicams "physikalisch korrekte" Fotos machen können und nur optional einen Weißabgleich anbieten.

Das stimmt so nicht. Dass "Licht in einer bestimmten Farbe immer eine bestimmte Wellenlänge hat" gilt nur für monochromatisches Licht, d.h. für Spektralfarben. Im allgemeinen ist Licht aber nicht monochromatisch, sondern setzt sich aus einem Spektrum zusammen, in dem viele verschiedene Wellenlängen in unterschiedlichen Stärken vermischt sind (die wenigsten Farben sind reine Spektralfarben). Weiterhin ist es so, dass Spektren, die physikalisch unterschiedlich sind, für uns komplett identisch aussehen können (Metamerie).

Und selbst bei einer Kamera, die "physikalisch korrekte" Fotos aufnimmt (z.B. indem sie irgendwie das komplette sichtbare Spektrum aufzeichnet, statt nur die RGB-Komponenten) wäre ein Weißabgleich nützlich. Nämlich um einen eventuellen Farbstich des zur Beleuchtung genutzten Lichts zu kompensieren oder die Farbstimmung (wärmer-kälter) des Bildes zu ändern.
 
Zuletzt bearbeitet:
Aber das ist doch genau der Grund, warum ich für Schwarzweiss-Fotos die klassischen Filter (Gelb, Grün, Rot) trotzdem an der DSLR verwende. Zwar kann ich den Filter am RAW auch nachträglich simulieren, aber MIT Filter komm ich im entsprechenden Farbkanal entsprechend der gewünschten Grauabstufung weniger schnell in die Sättigung.

Diese Aussage ist leider - so logisch sie klingt - fast genauso falsch.

Bei aktuellen Sensoren kommen die Grünsensoren zuerst in die Sättigung, dann die blauen und ganz am Schluß erst die roten (das hat übrigens nichts mit Bayer-Sensor zu tun, da dies für jeden Pixel gilt, unabhängig von seinen Nachbarn oder der Dichte der Nachbarn.
Ausnahmen sind Farbtemperaturen unterhalb ca. 2400 K und oberhalb ca. 10000 K. Dabei gelten die Farbtemperaturen der hellsten Bildelemente.

Wenn man wirklich den optimalen Filter bestimmen willl, braucht man zum Fotografieren einen kleinen Rechner dabei.
 
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