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Unterschied zwischen einer HDR-Dashcam und
eine WDR Dashboardkamera

Angenommen, Sie haben schon einmal versucht, mit einer Dashcam Aufnahmen in einer Umgebung mit starken Lichtkontrasten zu machen, beispielsweise bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang, wenn die Sonne tief am Horizont steht und so starkes Gegenlicht, Schatten und extreme Helligkeitsunterschiede zwischen dem hellen Himmel und der dunkleren Straße verursacht. In diesem Fall wird Ihr Filmmaterial eines der folgenden zwei Ergebnisse haben: Erstens ist Ihre Aufnahme aufgrund des hellen Sonnenlichts im Hintergrund in den helleren Teilen der Szene überbelichtet, oder zweitens wirkt sie in den dunklen Abschnitten unterbelichtet, wodurch wichtige Details verdunkelt werden.

Dies liegt daran, dass Kameras im Gegensatz zum menschlichen Auge, das sich an eine Vielzahl von Lichtsituationen anpassen kann, einen eingeschränkten Dynamikumfang haben können. Dank der neuen Bildtechnologie-Helden Wide Dynamic Range (WDR) und High Dynamic Range (HDR) können Fahrer diesen ärgerlichen Moment jedoch vermeiden und erhalten klare, scharfe und ausgewogene Videos. In diesem Artikel sprechen wir also über WDR und HDR und gehen darauf ein, wie sich diese beiden Funktionen auf die Qualität von Dashcams auswirken können.

Definieren wir zunächst den Dynamikbereich von Dashcams

Am einfachsten kann man sich den Dynamikbereich als die Spanne der Lichtintensitäten vorstellen, die der Sensor einer Kamera in einer einzigen Aufnahme erfassen kann. Dabei werden die dunkelsten Schatten bis hin zu den hellsten Lichtern erfasst, wobei alle feinen visuellen Nuancen erhalten bleiben. Wenn eine Dashcam ihren Dynamikbereich überschreitet, führt dies zu über- oder unterbelichteten Bereichen der Aufnahme, was zu einem Detailverlust in diesen Bereichen führt.

Bildsensoren von Dashcams wie Sony STARVIS können die Dauer der Lichtaufnahme (Belichtungszeit) anpassen, um Bilder optimal an die Helligkeit der Szene anzupassen. Eine kurze Belichtungszeit in einer hellen Umgebung verhindert eine Übersättigung der Fotodiode und eine lange Belichtungszeit in einer dunklen Umgebung stellt sicher, dass ausreichend Licht aufgenommen wird.

Eine nicht-Premium-Dashcam beispielsweise verfügt über einen kleinen Dynamikumfang und liefert entweder sehr helle und belichtete oder sehr dunkle und unterbelichtete Videos, viele sogar ohne die Möglichkeit, sich bei Bedarf automatisch anzupassen. Da dieser Bereich sehr klein ist, kann sie nur das eine oder das andere liefern und nicht beides gleichzeitig. Der Bereich vom dunkelsten Punkt kann sich aufgrund des kleinen Dynamikumfangs nicht bis zum hellsten erstrecken, daher sind die hellsten und dunkelsten Punkte des Dynamikumfangs miteinander verbunden.

Was ist nun High Dynamic Range (HDR)?

Ist Ihnen das Scheinwerferlicht entgegenkommender Autos nachts schon einmal so hell gewesen, dass Sie Ihre Augen nicht öffnen konnten? Oder ist das Nummernschild des Autos vor Ihnen reflektierend und Sie können die Nummern im Licht Ihrer hellen Scheinwerfer nicht erkennen? In einer Umgebung mit starkem Kontrast zwischen Hell und Dunkel ist es schwierig, klar zu sehen. Wenn es zu einem Streit infolge eines Verkehrsunfalls kommt und die Aufnahmen einer Armaturenbrettkamera unklar und unleserlich sind, sind sie weitaus weniger nützlich. Um dieses Problem zu lösen, wird in Armaturenbrettkameras zunehmend HDR-Technologie eingeführt.

Mit einer Dashcam mit High Dynamic Range (HDR) lässt sich ein kontrastreiches Bild richtig ausleuchten. HDR erhöht den Dynamikumfang einer Kamera, indem mehrere Bilder aufgezeichnet werden – eines mit kurzer Belichtungszeit und eines mit langer Belichtungszeit – und diese in Echtzeit zu einem Bild mit der bestmöglichen Lichtbalance zusammengefügt werden.

Wie funktioniert das?

HDR kombiniert mehrere Belichtungen derselben Szene, um ein endgültiges Bild mit ausgewogener Helligkeit und Kontrast zu erstellen. Im Gegensatz zu WDR, das Details separat in hellen und dunklen Teilen erfasst, erfasst HDR Details in allen Szenenabschnitten, einschließlich Mitteltönen. Dadurch können Bilder erzeugt werden, die natürlicher wirken und eine größere Palette an Farben und Details aufweisen. Eine HDR-Kamera erfordert jedoch viel Rechenleistung und einen sehr leistungsstarken Sensor, der höhere Bildraten erzeugen kann. Da die Einheit bei jedem Bild (mindestens) doppelt so schnell läuft, sind höhere Auflösungen häufig deaktiviert, wenn HDR aktiviert ist. Beispielsweise erlaubt das VIOFO A119 Mini 2 keine 60 Bilder pro Sekunde mit eingeschaltetem HDR, sondern nur 30 Bilder pro Sekunde. Da HDR zwei Bilder zusammenfügt, kann dies bei hohen Geschwindigkeiten manchmal zu Bewegungsunschärfe führen.

Weitere Informationen zu FPS finden Sie hier in unserem FPS-Artikel.

Und was ist mit Wide Dynamic Range (WDR)?

Wide Dynamic Range (WDR) bezeichnet die Fähigkeit der Kamera, Informationen sowohl in hellen als auch in dunklen Bereichen des Filmmaterials zu erfassen. Durch die Zusammenführung mehrerer Aufnahmen derselben Szene entsteht ein Endbild mit ausgewogener Helligkeit und Kontrast. Dies ist insbesondere beim Durchfahren von Orten mit vielen Schatten, wie Unterführungen oder Tunneln, von Vorteil, da die Kamera so gleichzeitig dunkle und helle Bereiche erfassen kann.

Um alle Teile eines Bildes gleichmäßig auszuleuchten, verwendet WDR Bildsensoren und einen digitalen Signalprozessor (DSP). Eine WDR-fähige Kamera enthält zwei Sensoren, die jedes Videobild zweimal scannen. Der erste Scan wird mit einer langsamen Verschlussgeschwindigkeit aufgenommen (um mehr Licht einzufangen) und zeigt das Bild unter normalen Lichtverhältnissen. Der zweite Scan wird mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt, um insgesamt weniger Licht einzufangen und gleichzeitig ein Bild mit hellem Licht im Hintergrund zu erhalten. Die Kamera kombiniert die beiden Scans, um ein einzelnes, gut beleuchtetes, ausgewogenes Bild zu erstellen.

Ist jede Kamera mit HDR und WDR gleich?

WDR ist eine reine Softwarelösung, während HDR eine Hardwarelösung ist, die vom Bildsensor und Hauptprozessor unterstützt werden muss.

Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt sind die dB-Einheiten. Die dB-Einheit (Dezibel) ist das Verhältnis der hellsten und dunkelsten Objekte, die die Kamera erfassen kann. Dies gibt den Bereich an, in dem WDR und HDR funktionieren. Je höher das Verhältnis, desto größer ist der Unterschied zwischen den Schwachlicht- und Starklichtspektren, die die Überwachungskamera erfassen kann, und desto besser wird Ihr Schwachlichtbild. Mit anderen Worten: Je höher die dB-Zahl, desto besser funktioniert die Kamera bei schwachem und starkem Licht. Dennoch kann es zwischen den beiden nur einen Sieger geben.

Was ist besser? HDR oder WDR?

WDR und HDR sind beides leistungsfähige Funktionen in Dashcams, die die Qualität von Videoaufnahmen verbessern sollen, insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen. Während die Definition von WDR je nach Hersteller unterschiedlich ist, bezieht es sich im Allgemeinen auf die Fähigkeit einer Kamera, qualitativ hochwertige Fotos unter verschiedenen Lichtbedingungen zu erstellen.

Obwohl WDR die Bildqualität bei dynamischen Lichtverhältnissen verbessern kann, kann eine HDR-Kamera dunklere Bereiche einer Szene besser beleuchten, ohne hellere Bereiche zu überbelichten. Außerdem erzeugt sie kein Rauschen und beeinträchtigt die Bildqualität nicht, was bei einigen WDR-Kameras passieren kann.

Was für eine Dashcam besser ist, hängt wirklich von der Kamera und den Einstellungen ab, unter denen sie verwendet wird. Im Allgemeinen ist WDR möglicherweise effektiver beim Fahren in kontrastreichen Bereichen, aber HDR ist besser geeignet, um eine größere Vielfalt an Merkmalen und Farben in der gesamten Szene zu erfassen. Wir stimmen für HDR, insbesondere für Dashcams, wobei neuere Dashcams mit erstklassigen Bildsensoren diese Funktion optimal nutzen.

Über den Dynamikbereich hinaus

Bei der Auswahl einer Dashcam kann auch die Technologie hinter der Kamera einen großen Unterschied in der Qualität der aufgenommenen Aufnahmen machen.

Die Sony STARVIS 2- Technologie gilt als der bislang fortschrittlichste Bildsensor und verbessert die Details und Klarheit des Filmmaterials, sodass jedes Bild mehr Details bietet. Der Sony STARVIS 2 IMX678-Bildsensor, der im Thinkware U3000 und VIOFO A229 Pro enthalten ist, verfügt über eine fortschrittliche Rauschunterdrückungstechnologie und unterstützt ein On-Chip-Objektiv (OCL) und einen Phasendetektions-Autofokus (PDAF) für eine bessere Fokusleistung.

Der Bildsensor des Sony STARVIS 2 unterstützt auch DOL HDR und Clear HDR. PDAF (Phase Detection Autofocus) ist eine Hochgeschwindigkeitstechnologie für automatischen Fokus. PDAF verwendet normalerweise einige der Pixel für die Bildgebung auf dem Bildsensor als Pixel für die Phasenerkennung. Wenn die HDR-Funktion „Digital Overlap“ (DOL) aktiviert ist, nimmt der Bildsensor nacheinander zwei Bilder auf: eines mit einer kurzen Belichtung entsprechend dem hellen Bereich und das andere mit einer langen Belichtung, die an den dunklen Bereich angepasst ist. HDR wird durch die Synthese dieser beiden Bilder realisiert, sodass sie sich gegenseitig ergänzen. Bei dieser Methode entsteht jedoch eine leichte Zeitverzögerung zwischen den beiden Aufnahmen, was zu einigen Artefakten führen kann, wie z. B. unscharfen Umrissen und chromatischer Aberration, wenn sich das Ziel schnell bewegt.

Eine weitere Möglichkeit ist Clear HDR. Wenn die Funktion Clear HDR eingeschaltet ist, nimmt der Bildsensor gleichzeitig zwei Bilder auf, eines mit einer niedrigen Verstärkungsstufe, die auf den hellen Bereich eingestellt ist, und das andere mit einer hohen Verstärkungsstufe, die auf den dunklen Bereich eingestellt ist. Diese Methode hat den Vorteil, dass sie Bilder eines bewegten Ziels ohne chromatische Aberration und andere Artefakte liefert, da die beiden Bilder gleichzeitig aufgenommen werden.