Gigapixel-Panoramen - Im Rausch der Bildpunkte

Gigapixel-Panoramen faszinieren immer mehr Menschen. Aber was ist ein Gigapixel überhaupt und wie entsteht es? Eine kleine Einführung.

Informationen in kürze:

Megapixel sind Schnee von gestern. Seit einigen Jahren dominieren Gigapixel die Welt der hochauflösenden Fotografie. Mittlerweile finden sich im Internet unzählige Gigapixel-Panoramen von Städten und Landschaften, bei denen du bis ins kleinste Detail hineinzoomen kannst. Das Faszinierende daran: Die meisten dieser Bilder werden mit herkömmlichen Digitalkameras hergestellt. Denn genau genommen handelt es sich bei diesen Panoramen nicht um eine einzige Aufnahme, sondern um unzählige Einzelbilder, die später am Computer zu einem großen Foto zusammengesetzt wurden.

Was also ist ein Gigapixel und wie lassen sich Fotos mit einer so hohen Auflösung ohne eine echte Gigapixel-Kamera realisieren?

Was ist ein Gigapixel?

Digi­ta­le Fotos setz­ten sich aus unzäh­li­gen klei­nen Bild­punk­ten, den soge­nann­ten Pixeln zusam­men. Ein Bild mit einer Auf­lö­sung von einem Giga­pi­xel besteht somit aus unglaub­li­chen 1.000.000.000 ein­zel­nen Pixeln. Mit einer her­kömm­li­chen Digi­tal­ka­me­ra kann eine so hohe Auf­lö­sung aller­dings nicht in einer ein­zi­gen Auf­nah­me erzeugt wer­den, denn aktu­el­le Digi­tal­ka­me­ras lösen im Schnitt gera­de ein­mal mit etwa 20 Mega­pi­xeln (= 20.000.000 Pixel) auf. Die Gren­ze des tech­nisch Mach­ba­ren ist aber noch lan­ge nicht erreicht. Bereits heu­te wer­den in der Wis­sen­schaft näm­lich Bild­sen­so­ren mit 100 Mega­pi­xeln und mehr ein­ge­setzt, um hoch­auf­lö­sen­de Bil­der des Nacht­him­mels zu schie­ßen. Sogar ech­te Giga­pi­xel-Kame­ras sind bereits Rea­li­tät. Aller­dings han­delt es sich bei die­sen Kame­ras ent­we­der um Pro­to­ty­pen oder Ein­zel­an­fer­ti­gun­gen wie etwa die Giga­pi­xel-Kame­ra, die für Goog­le Earth und Vir­tu­al Earth die Erde foto­gra­fie­ren soll. Um ein Giga­pi­xel-Pan­ora­ma her­zu­stel­len, sind so hohe Auf­lö­sun­gen aber auch gar nicht nötig. Denn mit einer hoch­wer­ti­gen Kame­ra, etwas Zeit und Geduld sowie einem Griff in die digi­ta­le Trick­kis­te kann jeder spek­ta­ku­lä­re Bil­der in Giga­pi­xel-Auf­lö­sung herstellen.

 

Tech­ni­sche Vor­aus­set­zun­gen für ein Gigapixel

Der Trick bei einem Foto in Giga­pi­xel-Auf­lö­sung besteht dar­in, dass nicht das kom­plet­te Bild auf ein­mal auf­ge­nom­men wird. Statt­des­sen wird das gesam­te Motiv in vie­le klei­ne Auf­nah­men zer­legt, die zu einem ein­zi­gen Foto ver­rech­net wer­den. Um ein Pan­ora­ma mit einer Auf­lö­sung von 50 Giga­pi­xeln zu erzeu­gen, müs­sen bei­spiels­wei­se über 3.600 ein­zel­ne Auf­nah­men geschos­sen und anschlie­ßend am Com­pu­ter zusam­men­ge­setzt wer­den. Für das der­zeit größ­te Stadt­pan­ora­ma, das 320 Giga­pi­xel Pan­ora­ma von Lon­don, muss­ten sogar über 48.000 ein­zel­ne Auf­nah­men ange­fer­tigt wer­den. Hier zeigt sich auch der enor­me Auf­wand, der für ein Bild mit Giga­pi­xel-Auf­lö­sung betrie­ben wer­den muss. Denn wäh­rend Auf­nah­men im Bereich von meh­re­ren hun­dert Mega­pi­xeln sich not­falls noch mit einer Kom­pakt­ka­me­ra aus der frei­en Hand rea­li­sie­ren las­sen, so braucht es für ein Giga­pi­xel-Bild auf jeden Fall eine pro­fes­sio­nel­le Aus­rüs­tung, gewis­sen­haf­te Vor­pla­nung und viel Zeit.

 

Wie ent­steht ein Gigapixel?

Der Panoramakopf ermöglicht ein millimetergenaues Ausrichten der Kamera, wodurch das spätere Zusammensetzen der Einzelbilder deutlich vereinfacht wird.

© dk-fotowelt/Fotolia.com. Der Pan­ora­ma­kopf ermög­licht ein mil­li­me­ter­ge­nau­es Aus­rich­ten der Kame­ra, wodurch das spä­te­re Zusam­men­set­zen der Ein­zel­bil­der deut­lich ver­ein­facht wird.

Für die Pro­duk­ti­on eines Giga­pi­xels wird das gewünsch­te Motiv Schritt für Schritt zei­len­wei­se abfo­to­gra­fiert. Dabei muss sich jedes Foto teil­wei­se mit den benach­bar­ten Auf­nah­men über­schnei­den, damit die Mon­ta­gesoft­ware spä­ter die ein­zel­nen Auf­nah­men rich­tig zusam­men­set­zen kann. Bereits bei einem ein­fa­chen Giga­pi­xel-Pan­ora­ma ergibt sich bei manu­el­ler Bedie­nung der Kame­ra dadurch schnell eine rei­ne Auf­nah­me­zeit von ein bis zwei Stun­den. Bei grö­ße­ren Pan­ora­men wird daher häu­fig ein moto­ri­sier­ter Pan­ora­ma­kopf ein­ge­setzt, der die Auf­nah­me­zeit deut­lich ver­kürzt. Die inte­grier­te Rech­ner­ein­heit die­ses spe­zi­el­len Sta­tiv­auf­sat­zes rich­tet die Kame­ra prä­zi­se auf die ein­zel­nen Teil­stü­cke aus und erstellt die Auf­nah­men für das gesam­te Pan­ora­ma ohne ein wei­te­res Zutun des Foto­gra­fen. Auf die­se Wei­se wird auch die spä­te­re Nach­be­ar­bei­tung des Giga­pi­xels deut­lich beschleu­nigt, da die Fotos sich durch ihre genaue Aus­rich­tung leich­ter zusam­men­set­zen las­sen als manu­ell ange­fer­tig­te Aufnahmen.

 

Das Mosa­ik wird zusammengesetzt

Die einzelnen Aufnahmen werden vom Computer wie ein gigantisches Mosaik zusammengesetzt.

© emeritus2010 / Fotolia.com. Die ein­zel­nen Auf­nah­men wer­den vom Com­pu­ter wie ein gigan­ti­sches Mosa­ik zusammengesetzt.

Sind alle Auf­nah­men auf der Spei­cher­kar­te ver­ewigt, beginnt der lang­wie­rigs­te Teil der Pan­ora­ma­er­stel­lung: das Zusam­men­set­zen am Com­pu­ter. Glück­li­cher­wei­se über­nimmt die Mon­ta­gesoft­ware den Löwen­an­teil die­ser Arbeit. Damit die Soft­ware aller­dings alles rich­tig Zusam­men­set­zen kann, müs­sen auf jedem ein­zel­nen Foto manu­ell soge­nann­te Ver­knüp­fungs­punk­te gesetzt wer­den. Ist die­ser zeit­auf­wän­di­ge Pro­zess abge­schlos­sen, kön­nen die Bil­der mit­ein­an­der ver­rech­net wer­den. Je nach Grö­ße des Pan­ora­mas und der Leis­tungs­stär­ke des ver­wen­de­ten Com­pu­ters kann dies leicht meh­re­re Stun­den oder sogar Tage in Anspruch neh­men. Nach dem Zusam­men­set­zen ist dann erneut Hand­ar­beit nötig, um Bild­feh­ler zu retu­schie­ren, die bei­spiels­wei­se durch unge­nau zusam­men­ge­setz­te Fotos oder durch sich bewe­gen­de Motiv­an­tei­le ent­stan­den sind.

 

Vir­tu­el­ler Rund­gang und hoch­auf­lö­sen­de Ausdrucke

Mit einer Auf­lö­sung von min­des­tens 40.000 x 25.000 Pixel (= 1 Giga­pi­xel) lässt sich ein fer­ti­ges Giga­pi­xel-Pan­ora­ma aller­dings nur auf leis­tungs­star­ken Rech­nern als kom­plet­tes Bild dar­stel­len. Die Com­pu­ter der meis­ten Heim­an­wen­der wür­den bei die­sen enor­men Daten­men­gen jedoch sehr schnell in die Knie gehen. Um ein Giga­pi­xel-Pan­ora­ma daher im Web für die brei­te Mas­se zugäng­lich zu machen, muss eine spe­zi­el­le Tech­nik ange­wen­det wer­den. Hier­zu wer­den mit­hil­fe einer Soft­ware unter­schied­li­che Zoom-Stu­fen des gesam­ten Pan­ora­mas erstellt, die dann wie­der­um in unzäh­li­ge klei­ne Ein­zel­bil­der zer­legt wer­den. Von die­sen Kacheln wer­den dann selek­tiv immer nur die­je­ni­gen in den Brow­ser gela­den, die dem aktu­ell sicht­ba­ren Bild­aus­schnitt der jewei­li­gen Ver­grö­ße­rungs­stu­fe entsprechen.

Giga­pi­xel-Pan­ora­men eig­nen sich aber nicht nur für die inter­ak­ti­ve Dar­stel­lung im Inter­net, son­dern kön­nen auch als Grund­la­ge für hoch­auf­lö­sen­de Aus­dru­cke die­nen. So wür­de ein 100 Giga­pi­xel Pan­ora­ma mit einer Auf­lö­sung von 625.000 x 160.000 Pixeln bei 300 dpi einen beein­dru­cken­den Aus­druck von rund 53 m x 13,5 m ergeben.

 

Die Fas­zi­na­ti­on liegt nicht beim Motiv allein

Auch wenn das Her­stel­len von Giga­pi­xel-Pan­ora­men viel Zeit in Anspruch nimmt, so recht­fer­ti­gen die spek­ta­ku­lä­ren End­ergeb­nis­se in den meis­ten Fäl­len die­sen hohen Auf­wand. Denn neben dem eigent­li­chen Motiv ist es gera­de die­se Arbeits­leis­tung, die ein Giga­pi­xel-Pan­ora­ma zu etwas Beson­de­rem macht. Wenn jeder ein­fach zu einer Giga­pi­xel-Kame­ra grei­fen und ein hoch­auf­lö­sen­des Pan­ora­ma mit nur einem ein­zi­gen Knopf­druck erzeu­gen könn­te, wür­den die Pan­ora­men wahr­schein­lich viel von ihrem Zau­ber ver­lie­ren. Bis es so weit ist, wer­den aller­dings noch eini­ge Jahr­zehn­te ins Land gehen. Denn obwohl die Mega­pi­xel-Zah­len moder­ner Kame­ras immer wei­ter stei­gen, ist es noch ein wei­ter Weg, bevor die ers­ten ech­ten Giga­pi­xel-Kame­ras für den gewöhn­li­chen Hob­by­fo­to­gra­fen erhält­lich sein werden.