Kontrast

Kontrast (aus dem italienischen contrasto „Gegensatz“ zu lat. contra „gegen“ und stare „stehen“ entlehnt) bezeichnet den Unterschied zwischen hellen und dunklen Bereichen eines Bildes (es unterscheidet helle und dunkle Farben). Umgangssprachlich wird auch von Brillanz gesprochen, die aber im Unterschied dazu technisch nicht definiert ist.

Definition

Kontrast verstärkt, Bild wirkt silhouettenartig

Kontrastreiches Bild (Original)

Geringer Kontrast (Kontrast künstlich reduziert, Bild wirkt flau)

Der Kontrast ist ein Unterscheidungsmerkmal für den Helligkeitsverlauf eines Bildes oder zwischen zwei Bildpunkten. Der Kontrastumfang oder die Dynamik beschreiben den Intensitätsunterschied zwischen dem hellsten und dunkelsten Punkt eines Bildes. Im allgemeinen Fall wird der Kontrast in Abhängigkeit von der Auflösung über die Modulationsübertragungsfunktion beschrieben.

Der Kontrast wird über die maximale und minimale Leuchtdichten $L_{\text{max}}$ und $L_{\text{min}}$ definiert.

Der Weber-Kontrast $K_{\text{w}}$ als:

$K_{w}={\frac {L_{\text{max}}}{L_{\text{min}}}}-1$ mit $0\leq K_{\text{w}}\leq \infty$

Der Michelson-Kontrast K_m respektive die Modulation als:

$K_{\text{m}}={\frac {L_{\text{max}}-L_{\text{min}}}{L_{\text{max}}+L_{\text{min}}}}$ mit $0\leq K_{\text{m}}\leq 1$

Während das menschliche Auge den in der Natur auftretenden Kontrastumfang relativ problemlos meistert (die Intensitäten werden nicht linear, sondern logarithmisch wahrgenommen), stoßen wir bei dem Bemühen, das Gesehene festzuhalten, an teilweise ernüchternde Grenzen. Kontrastphänomene können optische Täuschungen verursachen, sind aber auch an der Erkennbarkeit feinster Linienstrukturen beteiligt. Beispiele dafür sind manche der „Marskanäle“ und bei Grautönen die Machschen Streifen.

Der Kontrastverlust durch verschwindende Leuchtdichteunterschiede ($L_{\text{min}}=L_{\text{max}}$) wird im Dunkeln als Blackout beziehungsweise bei sehr hellen Lichtbedingungen als Whiteout bezeichnet.

Bilddarstellung

In der analogen Fotografie entscheidet neben dem Kameraobjektiv vor allem das Filmmaterial über den Kontrastumfang, bei Abzügen zusätzlich die Gradation des Fotopapiers. Bei der Digitalfotografie ist es die Leistung des Analog-Digitalwandlers. Neuere Digitalkameras versuchen den Dynamikumfang durch ein nichtlineares Ansprechverhalten (ähnlich dem menschlichen Auge) zu erweitern. Ein wichtiger Einflussfaktor auf den Kontrastumfang ist auch die gewählte ISO-Empfindlichkeit: höhere ISO-Empfindlichkeiten führen in der Regel zu einem niedrigeren darstellbaren Kontrastumfang. Fotografische Blende und Belichtungszeit verschieben lediglich den Bereich, vergrößern aber nicht den Umfang.

Fotos mit besonders hohem Motivkontrast, geben eher helle Bildanteile noch heller und eher dunkle Bildanteile wiederum noch dunkler wieder, als im abgebildeten Motiv. Das Bild erscheint so für den Betrachter kontrastreich (also das Gegenteil von „flau“), zeigt dem Betrachter insgesamt jedoch weniger Details, das heißt in dunklen (Schatten) sowie in hellen Bereichen (Lichtern) ist keine Zeichnung (Tonwertabstufung) mehr sichtbar, es lassen sich also keine Details erkennen. Weist ein Motiv größere Helligkeitsunterschiede auf als die Digitalkamera erfassen kann, so kann die Kamera den Tonwertumfang im Bild auch nicht vollständig abbilden. In diesem Fall kann es günstiger sein, eher knapp zu belichten um die Zeichnung in den Lichtern nicht zu verlieren (z. B. die Struktur von sonnenbeschienenen Wolken). Denn ausgefressene Lichter können kaum restauriert werden, während zu dunkel geratene Bildpartien durch entsprechende Nachbearbeitung meistens noch zu retten sind.

Bei der digitalen Nachbearbeitung von Bildern ist ein hoher Kontrastumfang jedoch in jedem Fall besser, da der Kontrast nachträglich in weiten Grenzen erhöht, aber nur sehr eingeschränkt wieder reduziert werden kann.

Eine Möglichkeit zur Kontrastbeeinflussung von Digitalfotos bietet die Aufnahme von Belichtungsreihen in Verbindung mit der Bildbearbeitung durch HDR-Software.

Bei der Bewertung von Objektiven spielt der Kontrast eine entscheidende Rolle. Die Modulationsübertragungsfunktion beschreibt den Verlauf des Kontrasts, der mit steigender Ortsfrequenz abnimmt und dadurch auch die Auflösung begrenzt.

Aus der Malerei sind die Techniken der sogenannten Sieben Farbkontraste bekannt, um kontrastreiche Bilder zu gestalten.

Bildgebende Verfahren (Medizin)

Oft ist auch in den Bildgebenden Verfahren der Medizin eine Kontrasterhöhung notwendig. Vielfach erfolgt sie schon vor den Aufnahmen durch Injektion eines Kontrastmittels in die Blutbahn, beispielsweise bei der Angiografie oder der Magnetresonanztomografie. Dabei kann durch Bildserien auch die zeitliche Verteilung des Kontrastmittels -- also die Durchblutung des jeweiligen Organs oder Bindegewebes - geprüft werden. Eine andere, weniger fein abstimmbare Art der Kontrastmittelgabe erfolgt in der Röntgendiagnostik des Magen-Darm-Traktes (etwa durch Einnahme von Bariumsulfat-Suspensionen) oder in der Computertomografie durch jodhaltige Kontrastmittel.

Siehe auch

• Beleuchtungskontrast
• Objektkontrast
• Aufsteilen
• Schärfe (Fotografie)
• Kontrastverhältnis
• Kontrast in der Schärfedarstellung
• High Dynamic Range

Weblinks

• Modulationsübertragungsfunktion