Weißabgleich - Grundlagen

Weißabgleich - Grundlagen

Farbstichige Bilder lassen sich durch einen korrekt eingestellten Weißabgleich vermeiden. In diesem Artikel wird die Funktionsweise des Weißabgleichs erklärt und aufgezeigt, in welcher Situation welche Einstellung sinnvoll ist und warum der automatische Weißabgleich oft zu unnatürlichen Farben führt.

Was ist "Weißabgleich"?

Das menschliche Auge passt sich recht flexibel an verschiedenste Beleuchtungsarten an. Ein weißes Blatt Papier sehen wir als weiß, weil wir wissen/erwarten, dass es weiß ist, selbst wenn es von einer nicht weißen Lichtquelle beleuchtet wird. Eine Kamera gibt die Farben jedoch so wieder, wie sie sind und wenn wir diese Bilder betrachten und die Lichtquelle nicht im Bild selbst zu sehen ist, dann wundern wird uns über den Farbstich.

Ein bekanntes Beispiel sind die gelbstichigen Bilder aus dem heimischen Wohnzimmer. Ohne Korrektur gibt die Kamera die Farben so gelblich wieder, weil die Lichtquelle im Wohnzimmer (Glühlampen) tatsächlich gelbliches Licht abgibt und das Zimmer gelb beleuchtet. Befinden wir uns selbst im Zimmer fällt uns dies nicht auf, das Auge passt sich sofort an und wir sehen natürliche Farben und nehmen auch ein herumliegendes weißes Blatt Papier auf dem Schreibtisch als weiß war. Würden wir dies jetzt abfotografieren, würde es jedoch gelblich aufgenommen werden und somit einen ungewollten Farbstich haben. 

Damit dies nicht passiert, gibt es an digitalen Kameras die Funktion des Weißabgleichs. Hiermit kann die Farbwiedergabe der Kamera so an die Beleuchtung angepasst werden, dass das weiße Blatt Papier auch auf der Aufnahme wirklich weiß erscheint. Der sog. Weißabgleich dient also dazu, die Kamera auf die Farbe des jeweilen Lichts einzustellen um Farbstiche zu vermeiden.

Beispiel: Wohnzimmer

Die Beispielreihe zeigt ein typisches Wohnzimmer, das von gemütlich wirkenden Lampen wie Glühbirnen und Kerzen beleuchtet wird.

Bild 1: Die Farben sind unkorrigiert zunächt sehr gelblich, was zwar sehr gemütlich aussieht, jedoch eigentlich nicht korrekt ist, da auch die weiß gestrichene Wand und die weißen Kissen gelbstichig wiedergegeben werden.

Bild 2: In der zweiten Aufnahme wurde der Weißabgleich auf Kunstlicht eingestellt. Dies bewirkt, dass die Kamera die Farben an die Glühlampen anpasst und die weiße Wand korrekt weiß abbildet. Diese Aufnahme verliert jedoch etwas von der gemütlichen Wirkung. Da die Lampen selbst im Bild zu sehen sind, erwartet der Betrachter auch die warmen Farben des ersten Bildes und nimmt diese als nicht störend war. 

Bild 3: Wählt man einen anderen Bildausschnitt so, dass nur ein Detail gezeigt wird und die Lampen (und somit der Kontext) nicht mehr im Bild zu sehen sind, wirkt der gelbliche Farbton als unnatürlicher Farbstich. Die Farben sind hier die selben wie in Bild 1.

Bild 4: Der Weißabgleich ist wie bei Bild 2 auf "Kunstlicht" eingestellt. Im Detail wirken die korrigierten Farben klarer und brillanter, der störende Gelbstich wird durch den Weißabgleich aufgehoben.

Anmerkung: Weder Bild 1 noch Bild 2 geben das Zimmer ideal wieder. Im ersten Fall ist es zu gelbstichig, worunter besonders das Gemälde an der Wand sowie der Teppich leiden. Das farbrichtige Bild 2 ist allerdings zu korrekt, die Farbwirkung ist nicht mehr gemütlich, die rein weiße Wand wirkt fast schon klinisch. Da sich der Weißabgleich bei den meisten Kameras jedoch auch in Zwischenschritten einstellen lässt, wäre ein Mittelwert zwischen den beiden Aufnahmen vermutlich eine gute Lösung.

Automatischer Weißabgleich

Die meisten Digitalkameras stehen ab Werk auf der Einstellung "automatischer Weißabgleich", in denen die Kamera selbständig versuchen soll, Farbstiche zu vermeiden. Dazu benötigt sie allerdings eine Referenzfläche im Motiv, von der sie annimmt, dass diese farbneutral sein soll, z. B. eine weiße Wand hinter der fotografierten Person.

Herrscht nun im Raum eine gelbliche Lichtstimmung durch die verwendeten Kunstlichtlampen vor, wird auch die weiße Wand gelblich beleuchtet und somit auf dem Foto zunächst gelb. Der automatische Weißabgleich kann diesen Farbstich jedoch erkennen und aus dem Bild entfernen, so dass die Wand weiß und die Person mit sinnvollen Hauttönen (kein Gelbfieber) abgebildet wird. 

In der oben gezeigten Bildreihe "Wohnzimmer" führt der automatische Weißabgleich tatsächlich zum korrigierten Ergebnis, die weiße Wand und die weißen Textilien geben der Kamera einen guten Referenzton. In diesem Fall führen die Einstellungen "Automatisch" und "Kunstlicht" zum selben Ergebnis.

Dies funktioniert allerdings nur, wenn die Kamera im Motiv etwas findet, an dem sie sich automatisch orientieren kann. Eine große Menge sehr heller Bildpunkte hinter einer Person wird die Kamera als weiße Wand identifizieren und entsprechend die Farben korrigieren können. Ein weißes Blatt Papier, dass am Bildrand auf einem Schreibtisch liegt, wäre ebenfalls ein gutes Referenzobjekt. Generell sucht die Kamera nach der hellsten möglichst wenig bunten Fläche im Bild und versucht, sich daran zu orientieren. 

Was aber passiert, wenn die Wand nicht weiß ist?

Nehmen wir mal an, die Wand im Hintergrund ist zwar hell, jedoch mittels Abtönfarbe nicht klinisch weiß gestrichen worden. Jetzt läuft die Annahme der Kamera in die falsche Richtung, was dazu führt, dass auch nicht mehr korrekt korrigiert wird. Die Kamera würde versuchen, die Wand weiß abzubilden und somit überkorrigieren, d. h. sie würde zu viel Gelb aus dem Bild entfernen und eine recht kühle Lichtfarbe abbilden. Die Wand wäre auf der Aufnahme dann zwar (fälschlicherweise) weiß, der Rest des Bildes jedoch in zu kühlen Farben.

Und wenn da überhaupt keine Wand ist?

Verlassen wir den Innenraum und versuchen uns an einer Aufnahme draußen im Grünen, genauer gesagt im Wald. Hier ist keine für die Kamera geeignete weiße Referenzfläche zu finden - das gesamte Motiv besteht nur aus verschiedenen Grün- und Brauntönen, vielleicht hier und da noch etwas blau vom Himmel.

Die Kamera wird nun wieder versuchen, sich an der Farbe des hellsten Objektes zu orientieren und diese in Richtung weiß zu korrigieren. Im Wald wird das hellste Objekt vermutlich eine Stelle brauner Waldboden sein, auf die die Sonnenstrahlen fallen. Der automatische Weißabgleich wird hier keine sinnvollen Werte liefern können. Die automatische Korrektur führt hier sogar dazu, den Waldboden möglichst grau abzubilden.

Fazit: Der automatische Weißabgleich funktioniert dann gut, wenn es eine gute farbneutrale Referenzfläche im Bild gibt, z. B. eine weiße Wand im Hintergrund. Fehlt diese, führt die Funktion oft zu unnatürlichen Farben. Ist die Lichtsituation bekannt und nichts besonders ungewöhnliches, z. B. einfach Sonnenlicht draußen oder Kunstlichtlampen in Innenräumen, ist es meist ratsam, den Weißabgleich der Kamera durch Auswahl einer Vorgabe auszuwählen.

Einstellungen an der Kamera

Digitalkameras bieten zur Wahl des Weißabgleiches meist eine Auswahl an Vorgaben für die üblichsten Lichtarten an. Hier kann dann einfach die am besten passende ausgewählt und genutzt werden. Bei den meisten Kameras geschieht dies über eine Taste mit der Beschriftung "WB" (für White Balance) oder einen anwählbaren Punkt im Menü der Kamera.

Für Aufnahmen tagsüber bei direktem Sonnenlicht. Dies ist die Einstellung, auf die auch fotografisches Filmmaterial üblicherweise geeicht war (Tageslichtfilm). Hier wird das Licht der Mittagssonne farbneutral wiedergegeben. Wärmere Farben des Sonnenlichtes zum Beispiel bei Sonnenaufgang oder -untergang werden in dieser Einstellung auch entsprechend wärmer wiedergegeben und nicht "korrigiert". 

Wert in Kelvin: 5500 - 5600

Für Aufnahmen tagsüber bei bedecktem Himmel. Da hier das direkte wärmere Sonnenlicht fehlt, würden die Aufnahmen überproportional viel bläuliches Umgebungslicht wiedergeben - das Bild also in recht kühlen Farben erscheinen. Die Einstellung "Bewölkter Himmel" korrigiert dieses Verhalten durch Zugabe von gelb/orange, liefert also verglichen mit Tageslicht etwas wärmere Farbtöne.

Wert in Kelvin: 6000 - 6500

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Wert in Kelvin: 3200 - 3400

Für Blitzlichtaufnahmen (Kamerablitz) empfiehlt sich diese Einstellung, wenn der Blitz die Hauptlichtquelle ist. Da Blitzlicht normalerweise von der Farbcharakteristik möglichst nahe an Tageslicht herankommt ist diese Einstellung auch fast identisch mit Tageslicht - einige Hersteller fügen jedoch noch etwas Magenta zu den Farben hinzu, um das Licht etwas wärmer wirken zu lassen. Soll der Blitz tagsüber nur als Aufhellblitz genutzt werden empfiehlt sich die Einstellung Tageslicht. 

Wert in Kelvin: 5500 - 5600 mit Tint in Richtung Magenta

Bei strahlend blauem Himmel bekommen Motive, die im Schatten liegen kein direktes Sonnenlicht, jedoch eine Menge blaues Licht vom Himmel. Um den daraus resultierenden Blaustich zu vermeiden korrigiert diese Weißabgleicheinstellung recht kräftig in Richtung Gelb/Orange.

Diese Einstellung sollte nur genutzt werden, wenn das Motiv komplett im Schatten liegt und nicht der blaue Himmel ein Teil des Bildes ist.

Wert in Kelvin: ?????

Leuchtstoffröhren erzeugen Licht ohne kontinuierliches Spektrum. Dies führt zu ungleichmäßigen Farbverschiebungen, die zudem in den dunklen Stellen einen anderen Farbstich als in den hellen Bildpartien bewirken. Hier trickst die Kamera meist etwas mehr, als nur einen Weißabgleich auf der Blau- / Gelb-Achse durchzuführen. Die meisten Kameras bieten zudem mehr als eine Einstellung für Leuchtstoffröhren oder ähnliche Lichtquellen (Energiesparlampen). Hier ist meist vor Ort auszuprobieren, welche Einstellung die besten Ergebnisse bringt. Da Leuchtstoffröhren aber meist nicht alleinige Lichtquelle sind, sondern durch Oberlichter oder andere Lampen ergänzt werden führt hier ein manueller Weißabgleich (eigener Meßwert) oft zu einem genaueren Ergebnis.

Wert in Kelvin: keine Entsprechung, starke Korrektur auf der Grün- / Magenta-Achse

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Tipp: in Innenräumen mit weißen Wänden im Hintergrund kann diese Einstellung auch sehr einfach zu sehr guten Ergebnissen führen. 

Beispielbilder

Hier eine Reihe Beispielbilder:

[Wald - automatischer WB]

[Wald - tageslicht]

[Hauttöne bei Kunstlicht]

Für eine annähernd stufenlose Einstellung des Weißabgleiches auf der Blau- / Gelb-Achse kann die sog. Farbtemperatur der Lichtquelle direkt gewählt werden. Für alle auf Verbrennung bzw. Glühen basierenden Lichtquellen (Kerzen, Glühlampen, Sonnenlicht) lässt sich so die Kamera exakt auf die Farbe des Lichtes einstellen.

Ein Vorteil gegenüber den szenenorientierten Vorgaben ist hier, dass sich auch gut Zwischenwerte (z. B. für teilweise bedeckten Himmel) oder extreme Farbwerte wie z. B. von Kerzen einregeln lassen. 

Kerzenlicht2700 K
Glühlampen3000 - 4000 K
Tageslicht5500 K
bedeckter Himmel6500 K
im Hochgebirge8000 K

Wenn die Zeit da ist und eine nicht genau bekannte Lichtfarbe vorherrscht, die zudem zu keiner der Voreinstellungen passt, dann kann die exakte Lichtfarbe gemessen und für künftige Aufnahmen ein passender Weißabgleich von der Kamera errechnet werden. 

Zu diesem Zweck wird in der unbekannten Lichtsituation mit einem beliebigen Weißabgleich ein farbneutrales Objekt wie z. B. ein weißes Platt Papier formatfüllend abfotografiert. Die Kamera kann danach den Farbstich des Bildes analysieren und einen Korrekturwert errechnen, der zu einer farbrichtigen Wiedergabe führt.

Tipp: Für Farbverfremdungseffekte lassen sich einige Kameras hereinlegen, in dem ein buntes Blatt Papier zur Messung verwendet wird - die Kamera wird daraufhin eine Korrektur in Richtung der Komplementärfarbe errechnen. 

Tipp 2: Zum Abfotografieren des Referenzblattes hilft es oft, den Autofokus abzuschalten und einfach falsch fokussiert das Blatt aufzunehmen. Die meisten Kameras stellen auf ein strukturloses Blatt nicht scharf und wollen dann nicht auslösen. Für die Messung der Farben ist die Schärfe jedoch vollkommen egal.

Leider haben sich die verschiedenen Hersteller hier überhaupt nicht auf eine einheitliche Bedienung geeeinigt, so dass ggf. nur der Blick ins Handbuch hilft, die einzelnen Schritte in der richtigen Reihenfolge (Referenzbild machen, Referenzbild zur Analyse benutzen, gemessenen Weißabgleich auch benutzten) herauszufinden. 

Qualitativ ist diese Methode sehr hochwertig und führt fast immer zu korrekten Farben, nur bei Mischlichtsituationen mit verschiedenen Lampen aus verschiedenen Richtungen hilft auch dieser Trick nicht weiter.

Ist die Lichtsituation bekannt und die Kamera bietet eine passende Vorgabe an, dann führt diese meist zu einem ganz guten Ergebnis. Viele Kameras bieten darüber hinaus die Möglichkeit an, die einzelnen Vorgaben noch zu modifizieren und die Farben noch im Detail anzupassen (z. B. noch ein wenig wärmer).

Es sollte jedoch beachtet werden, dass nicht immer der "Farbstich" einer Lichtquelle überhaupt wegkorrigiert werden soll. Die warme Atmosphäre von Kerzenlicht z. B. sollte besser nicht auf farbneutral korrigiert werden.

Gewollter Farbstich

In manchen Situationen ist ein Farbstich des Bildes vom Fotografen durchaus gewollt. Das klingt zwar zunächst eigenartig, wird aber an einem einfachen Beispiel schnell klar.

Kunstlichtlampen erzeugen ein gelbliches Licht. In Innenräumen ist dieser Farbstich für gewöhnlich nicht gewollt und kann mittels Weißabgleich korrigiert werden. 

Die untergehende Sonne erzeugt exakt das selbe gelbliche Licht. Hier ist der Farbstich jedoch auf dem Foto gewünscht, da es bei Sonnenuntergang nun einmal alles schön gelb/orange aussehen soll. Ein automatischer Weißabgleich würde diese Farbwirkung wegkorrigieren und somit zunichte machen. Viele kleine Kompaktkameras haben hierfür extra das Motivprogramm "Sonnenuntergang", was nichts anderes macht, als den automatischen Weißabgleich auszuschalten und ihn auf Tageslicht einzustellen. 

Durch eine manuelle Einstellung des Weißabgleiches an der Kamera hat der Fotograf die Wahl, ob er jeweils zum Motiv passend den Farbstich korrigieren möchte, ihn unkorrigiert belassen oder vielleicht sogar übertreiben (für besonders kitschige Sonnenuntergänge) möchte.

Blaue Stunde: Der Weißabgleich stand auf Tageslicht, so dass weder das Blau der Umgebung noch das Gelb der Kunstlichtquellen korrigiert wurden.

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