Warum ist der Himmel türkis?

Auf Fotos, die bei strahlend blauem Himmel aufgenommen wurden, erscheint das Himmelblau nicht selten grünlich verfärbt. Die Ursache dieses Phänomens ist nicht etwa ein fehlerhafter Weißabgleich, sondern die Überbelichtung eines einzelnen Farbkanals, in diesem Fall des Blaukanals. Wenn man sich ein Bild im Wiedergabemodus anschaut, erkennt man eine generelle Überbelichtung auf Anhieb: Das Bild wirkt zu hell und im Bereich der Lichter fehlt die Zeichnung. Falls die Kamera die Tonwertverteilung als Histogramm anzeigen kann, fällt die Ballung der Tonwerte am rechten Rand auf. Digitalbilder bestehen aber aus drei Farbkanälen, und wenn nur ein einzelner Kanal überbelichtet ist, bleibt dies oft unbemerkt. Die Bilder wirken weder unnatürlich hell, noch zeigt sich der für Überbelichtung typische Verlust an Zeichnung; der einzige Effekt ist eine Farbverschiebung, beispielsweise von Blau zu Türkis oder von Rot zu Orange.

Partielle Überbelichtung …

Wie dieser Effekt entsteht, kann man anhand von Aufnahmen des blauen Himmels erklären. Die Beispielbilder zeigen das Ergebnis einer Belichtungsreihe: Das erste Bild ist korrekt belichtet; die beiden anderen sind um eine beziehungsweise zwei Blendenstufen überbelichtet:

Im Bild links zeigt der Himmel ein typisches Himmelblau, das sich in diesem Fall aus 37 Prozent Rot, 56 Prozent Grün und 81 Prozent Blau zusammensetzt – kein reines Blau also, aber eine Farbe, in der Blau klar dominiert. Dass die Belichtung optimal ist, kann man am RGB-Histogramm ablesen: In allen drei Farbkanälen bleiben die Tonwerte innerhalb des verfügbaren Bereichs. Schon eine um eine Blendenstufe reichlichere Belichtung führt zu einer Überbelichtung des Blaukanals, dessen Tonwerte an den rechten Rand rücken. Die blauempfindlichen Elemente des Bildwandlers sind bereits übersteuert; noch hellere Tonwerte können nicht mehr unterschieden werden. Der blaue Anteil der Himmelsfarbe erreicht die maximalen 100 Prozent; Grün wächst auf 77 Prozent und Rot auf 57 Prozent an, womit sich das Verhältnis zwischen Blau und Grün leicht zu Grün verschiebt. Dies wird noch deutlicher, wenn man ein um zwei Blendenstufen überbelichtetes Bild betrachtet. Der Grünanteil erreicht 98 Prozent, was zusammen mit den nicht mehr steigerungsfähigen 100 Prozent Blau ein helles Türkis ergibt; der ebenfalls angewachsene Wert im Rotkanal hat keinen Einfluss auf den Farbton, sondern erhöht nur die Helligkeit und verringert die Sättigung. Erst eine noch stärkere Überbelichtung würde auch den Rotanteil nahe 100 Prozent bringen; der Himmel erschiene dann weiß.

Die Gefahr einer solchen Farbverschiebung besteht immer dann, wenn die Farbe eines Motivs eine relativ stark gesättigte Grundfarbe, also Rot, Grün oder Blau ist. Eine leichte Überbelichtung kann dann schon zur Übersteuerung in diesem Farbkanal führen, sodass dessen Anteil sein Maximum erreicht und nicht mehr weiter steigen kann; jede weitere Überbelichtung verschiebt dann den Farbton zu jener Grundfarbe hin, deren Anteil an zweiter Stelle liegt. Wenn man beispielsweise eine rote Rose fotografiert, führt eine Übebelichtung zu einer Verschiebung der Blütenfarbe zu Orange oder Violett, je nachdem, ob der Grün- oder der Blau-Anteil neben dem dominierenden Rot an zweiter Stelle liegt. Rote Motive sind ähnlich dem Himmelblau besonders anfällig für Farbverschiebungen.

Dagegen sind die Mischfarben Gelb, Blaugrün und Violett unproblematisch. Zum einen sorgt die Mischung aus zwei Grundfarben für ein vergrößertes Tonwertspektrum; das hellste Gelb entsteht beispielsweise aus je 100 Prozent Rot und Grün und ist daher doppelt so hell wie das hellste Rot oder Grün allein. Zum anderen würde eine Überbelichtung beide dominierenden Farbkanäle übersteuern lassen; nur der Anteil des dritten Kanals stiege dann weiter und das Ergebnis wäre eine Verringerung der Sättigung und eine Vergrößerung der Helligkeit, aber keine Änderung des Farbtons.

… und wie man sie vermeidet

Würde man allein das kritische Motiv, also beispielsweise den blauen Himmel oder eine Rosenblüte fotografieren, so hätte die Belichtungsautomatik kein Schwierigkeiten, diese richtig zu belichten. Die Landschaft unter dem blauen Himmel oder die Blätter der Rose werden aber oft sehr viel dunkler sein, und wenn die Kamera dann versucht, durch eine reichlichere Belichtung auch in diesen Bildbereichen noch für eine hinreichende Differenzierung der Tonwerte zu sorgen, führt dies zu einer Überbelichtung im Blau- beziehungsweise Rotkanal. Sofern das Histogrammdisplay der Kamera die Tonwertverteilung in allen drei Farbkanälen statt nur über alle Kanäle gemittelt anzeigt, kann man solche Situationen leicht erkennen und die Belichtung korrigieren; andernfalls muss man auf problematische Motive achten und deren Farbwiedergabe nach der Aufnahme kontrollieren, soweit das anhand des Displaybildes möglich ist. Die nötige Belichtungskorrektur wird manchmal eine Nachbearbeitung erfordern, die die Tonwertkurve im unteren Bereich anhebt und die Wirkung der knapperen Belichtung ausgleicht. Die beste Ausgangsbasis dazu bietet, sofern verfügbar, das Raw-Format, das gegenüber JPEG ein größeres und feiner aufgelöstes Tonwertspektrum bewahrt und Qualitätsverluste bei der Nachbearbeitung minimiert.

Copyright ©Copyright ©2006 by Michael J. Hußmann