HDR

Unser Auge kann ein Zimmer und das helle Fenster darin gleichzeitig sehen. Eine normale Kamera kann das nicht. Sie zeigt entweder das Fenster richtig und den Raum als schwarze Fläche, oder umgekehrt. HDR ist die Abkürzung für « High Dynamic Range », also « hoher Umfang zwischen dunkel und hell ». Gemeint sind Fotos, Videos und Bildschirme, die diesen Abstand zwischen der dunkelsten und der hellsten Stelle deutlich größer machen als früher üblich. Das Ergebnis wirkt nicht einfach heller, sondern detailreicher: In der Sonne bleiben Wolken erkennbar, im Schatten bleiben Konturen sichtbar.

Warum Sonnenlicht und Schatten Bildschirme überfordern

Die Welt hat einen riesigen Helligkeitsumfang. Direktes Sonnenlicht ist millionenfach heller als eine Straße bei Nacht. Klassische Technik konnte davon nur einen schmalen Ausschnitt speichern und anzeigen. Alles darüber wurde reines Weiß, alles darunter reines Schwarz. Genau diese Verluste nennt man ausgefressene Lichter und abgesoffene Schatten.

Für Handyfotos ist das der häufigste Grund für misslungene Bilder. Ein Gegenlichtporträt zeigt ohne HDR nur eine dunkle Silhouette. Mit HDR sind Gesicht und Hintergrund zugleich zu erkennen. Deshalb schalten fast alle Smartphones das Verfahren automatisch ein, ohne dass jemand es anfordern muss.

Auch wirtschaftlich ist das Thema relevant. Fernseher, Monitore und Streamingdienste bewerben HDR-Unterstützung als Kaufargument. Wichtig ist dabei ein häufiger Irrtum: Ein Gerät mit HDR-Logo kann das Format zwar verarbeiten, aber trotzdem zu dunkel sein, um den Vorteil wirklich zu zeigen. Entscheidend ist die tatsächliche Spitzenhelligkeit des Bildschirms, nicht das Logo.

Mehrere Belichtungen, mehr Bits, hellere Panels

Bei der Aufnahme arbeitet HDR meist mit mehreren Bildern. Die Kamera macht in Sekundenbruchteilen eine helle, eine mittlere und eine dunkle Aufnahme. Aus der hellen Version stammen die Schattendetails, aus der dunklen die Details in den hellen Bereichen. Eine Software rechnet daraus ein einziges Bild zusammen. Moderne Smartphones tun das für jedes Foto, oft mit KI-Unterstützung, die Bewegungen zwischen den Einzelbildern ausgleicht.

Beim Speichern braucht ein solches Bild mehr Feinabstufungen. Ein klassisches Foto nutzt 8 Bit pro Farbkanal, also 256 Helligkeitsstufen. HDR-Formate nutzen 10 oder 12 Bit und damit über tausend Stufen. Ohne diese zusätzlichen Zwischenwerte entstünden sichtbare Streifen im Himmel statt eines weichen Verlaufs.

Der letzte Schritt ist die Anzeige. Ein HDR-Bildschirm muss einzelne Stellen sehr hell leuchten lassen können, während andere fast schwarz bleiben. OLED-Panels schalten dafür jeden Bildpunkt einzeln ab. LCD-Geräte nutzen viele getrennt regelbare Hintergrundzonen. Wenn das Bild heller ist, als der Bildschirm kann, wird es umgerechnet. Dieses Anpassen an die Möglichkeiten des Geräts heißt Tone Mapping.

HDR auf dem Handy, bei Netflix und in Spielen

Am häufigsten begegnet HDR einem in der Kamera-App. Dort steht ein entsprechendes Kürzel im Bild oder das Verfahren läuft unsichtbar im Hintergrund. Bei Streamingdiensten taucht HDR neben der Auflösung in der Titelbeschreibung auf. Verbreitete Varianten heißen HDR10, HDR10+ und Dolby Vision. Die beiden letzten liefern zusätzliche Steuerdaten für jede Szene und passen die Darstellung dadurch genauer an.

In Spielen ist HDR ein Menüpunkt in den Grafikeinstellungen. Konsolen wie PlayStation und Xbox unterstützen es seit Jahren. Sichtbar wird der Unterschied vor allem bei Explosionen, Sonnenuntergängen oder dunklen Höhlen mit einzelnen Lichtquellen.

In Technik-News taucht der Begriff meist bei neuen Displays auf, oft zusammen mit einer Helligkeitsangabe in Nits. Werte von 1000 Nits oder mehr gelten als brauchbar für HDR, einfache Bürobildschirme liegen eher bei 300. Verwechseln sollte man HDR nicht mit der Auflösung: 4K beschreibt die Anzahl der Bildpunkte, HDR ihren Helligkeits- und Farbumfang. Beides ist unabhängig voneinander, wird aber gern gemeinsam beworben.