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.

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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.