Tonwertmapping

Tonwertabbildung, auch bekannt als Tonemapping, ist ein Prozess in der Computergrafik und digitalen Bildbearbeitung, der verwendet wird, um den hohen Dynamikbereich (HDR) eines Bildes oder einer Szene in einen niedrigeren Dynamikbereich (LDR) umzuwandeln, der auf einem Standardanzeigegerät wie einem Monitor oder einem Drucker dargestellt werden kann. HDR-Bilder enthalten eine viel größere Spanne an Helligkeitswerten, von sehr dunklen Schatten bis zu sehr hellen Lichtern, als LDR-Bilder. Wenn ein HDR-Bild direkt auf einem LDR-Gerät angezeigt wird, gehen entweder die Details in den Schatten oder in den Lichtern verloren, was zu einem unter- oder überbelichteten Bild führt.

Tonwertabbildung komprimiert diesen großen Helligkeitsbereich, sodass alle Details im Bild sichtbar bleiben. Dies geschieht durch die Anwendung verschiedener Algorithmen, die die Helligkeitswerte des HDR-Bildes so anpassen, dass sie besser in den darstellbaren Bereich des LDR-Geräts passen. Dabei werden oft nichtlineare Transformationen verwendet, um sicherzustellen, dass sowohl die dunklen als auch die hellen Bereiche des Bildes ihren visuellen Charakter behalten. Verschiedene Tonwertabbildungsalgorithmen können zu unterschiedlichen visuellen Ergebnissen führen, von realistischen bis hin zu stilisierten Darstellungen.

Einige gängige Tonwertabbildungsalgorithmen umfassen Reinfach-Kompression, globale Kompression und lokale Kompression. Reinfach-Kompression wendet eine einfache mathematische Funktion auf alle Pixel an. Globale Kompression berücksichtigt die gesamte Helligkeitsverteilung im Bild. Lokale Kompression hingegen passt die Helligkeit basierend auf den umliegenden Pixeln an, was oft zu detaillierteren Ergebnissen in verschiedenen Bereichen des Bildes führt. Tonwertabbildung ist ein wichtiger Schritt bei der Erstellung von realistischen und visuell ansprechenden Bildern aus HDR-Daten, insbesondere in Bereichen wie Fotografie, Filmproduktion und Videospielen.