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Zahntechnik



 Natürliche Zähne – Eine Herausforderung (Teil 3)




 DIE DIGITALFOTOGRAFIE
 Ein Beitrag von Naoki Hayashi, Kalifornien/USA



 In der ROT & WEISS 2/09 beschrieb Naoki Hayashi, wie Zähne rekonstruiert werden kön-
 nen, ohne den Patienten jemals persönlich zu Gesicht zu bekommen. Hierzu erläuterte er
 ein standardisiertes Vorgehen, das – bei konsequenter Einhaltung – eine treffsichere Re-
 produktion der Zahnfarbe anhand von Fotos ermöglicht. Die Voraussetzungen hierfür sind
 Kenntnisse über die Farbwahrnehmung und -entstehung sowie die korrekte Übermittlung
 der entsprechenden Farbinformationen. Hierfür ist – unter Berücksichtigung der korrekten
 Parameter – die Digitalfotografie unablässig. Naoki Hayashi erklärt im dritten Teil der
 Beitragsreihe den korrekten Umgang mit der digitalen Spiegelreflex-Kamera und macht
 deutlich, dass für ein aussagekräftiges Foto mehr nötig ist, als eine sündhaft teure Kame-
 raausrüstung.

 Indizes: Bildbearbeitung, Digitalfotografie, Farbmetrik, Kommunikationshilfsmittel



                                                                             Fotografie

    In diesem Artikel widmet sich Naoki Hayashi der         In den vorangegangenen Teilen wurde über die
                                                                                                                  Literatur
 dentalen Digitalfotografie. Indem er wissenswertes      Bestimmung von Farbe und die Voraussetzungen,
 über die Aufnahmetechnik beschreibt, schafft er die     die hierfür notwendig sind, gesprochen. Die digitale     Die Literatur zu
 notwendigen Voraussetzungen, um die digitale Fo-        Fotografie wurde in diesem Zusammenhang immer            diesem Beitrag
 tografie als hilfreiches Mittel zur Beschaffung und     wieder genannt. In meinem Fall bilden Fotos einen        finden Sie unter
 Kommunikation von patientenspezifischen Farbin-         Hauptbestandteil meiner Arbeit. Das Foto ist ein         www.teamwork-
 formationen nutzen zu können. Hierfür ist eine aus-     wichtiges Medium zur Übermittlung, Dokumentati-          media.de in der
                                                                                                                  linken Naviga-
 führliche Zusammenarbeit und Kommunikation              on und Verifizierung der Farbe. Im einfachsten Fall      tionsleiste unter
 zwischen Patient, Zahnarzt und Zahntechniker un-        hilft es uns bei ästhetischen Rekonstruktionen. Wie      „Journale online“
 abdingbar. Diese muss in allen Bereichen – auch der     wichtig hierbei genormte Lichtverhältnisse sind und
 Digitalfotografie – angewandt werden.                   wie wir diese gewährleisten, wurde bereits be-
                                                         schrieben. Im folgenden Teil soll dargestellt wer-
    Um die Informationen, die im Beisein des Patien-     den, welchen Einfluss die Digitalfotografie und der
 ten gesammelt, erarbeitet und festgehalten wurden,      Monitor auf die Qualität der Fotos haben und wie
 korrekt übermitteln und begreifen zu können, ist es     bestimmte Merkmale interpretiert werden solten.
 notwendig, die Fotografie und einiges Wissenswerte
 aus dem Bereich der Fototechnik zu beherrschen.                     Die korrekte Belichtung
 Nur wenn wir wissen, was wir tun, kann das Resul-
 tat – in diesem Fall das Foto – zum Transport von In-      Wenn Sie die vorangegangen Beiträge gelesen
 formationen (zur Kommunikation) verwendet wer-          haben, so ist Ihnen die Formulierung „... mit der kor-
 den. Ausgestattet mit dem nötigen Wissen, können        rekten Belichtung aufgenommen wurde ...“ wahr-
 wir Fotos anfertigen, die Patient, Zahnarzt und         scheinlich öfters aufgefallen. Um zu verhindern, dass
 Zahntechniker in dem Bestreben nach ästhetischem        diese Aussage zur Phrase wird, möchte ich an dieser
 Zahnersatz unterstützen.                                Stelle versuchen, Ihnen zu erklären, was „mit der



58        03. Jahrgang 3/2009
Zahntechnik




Abb. 56 Ein schönes Foto, aber irgendetwas stimmt nicht. Das Bild       Abb. 57 Hier ist dasselbe Foto dargestellt, dieses Mal jedoch korrekt
wurde falsch belichtet – um genau zu sein, es wurde unterbelichtet.     belichtet. Ein Foto ist dann korrekt belichtet, wenn es das Gesehene 1:1
Fotos mit falscher Belichtung sind nicht für die Farbbestimmung         wiedergibt. Gehen wir also davon aus, dass diese Abbildung die tatsäch-
geeignet und werden den Techniker in Verlegenheit bringen               liche Situation darstellt, dann wäre es mit der Abbildung 56 nicht möglich,
                                                                        die Zahnfarbe zu rekonstruieren




                       korrekten Belichtung“ gemeint ist. Eines vorweg:                Bei der Digitalfotografie wird meistens mit einem
                       um über Fotos und Farbe kommunizieren zu können,             Blitzlicht als Lichtquelle gearbeitet. Dies muss bei
                       ist die korrekte Belichtung eine absolute Beding-            der Einstellung der Belichtung (manueller Modus)
                       ung. Fotos, die falsch belichtet wurden, werden den          berücksichtigt werden. Bei Aufnahmen, die mit ei-
                       Zahntechniker spätestens nach der Einprobe in Ver-           nem Blitz fotografiert werden, ist es zum Beispiel
                       legenheit bringen.                                           unsinnig, eine Belichtungszeit von 1/500 s zu wäh-
                           Die Mundaufnahme in Abbildung 56 wurde ab-               len, da die meisten handelsüblichen Blitze nur eine
                       sichtlich mit einer zu geringen Belichtung, also unter-      Belichtungszeit von 1/250 s unterstützen. Zudem
                       belichtet aufgenommen. Abbildung 57 zeigt genau              verändert sich im Automatikmodus durch die Ver-
                       den gleichen Ausschnitt, wurde allerdings anders             wendung eines Blitzes die Belichtungszeit nicht.
                       belichtet. Nehmen wir einmal an, das Foto in der             Machen Sie die Probe. Fotografieren Sie in einem
                       Abbildung 57 würde die tatsächliche orale Situation          abgedunkelten Raum freihändig ein Objekt im
                       wiedergeben, der Zahntechniker würde sich aber               Automatikmodus. Die Kamera wird eine lange
                       bei der Rekonstruktion auf die Informationen stützen,        Belichtungszeit (etwa 4 Sekunden) und eine große
                       die er aus der Abbildung 56 gewinnen würde; wäre             Blende wählen. Durch das hinzuschalten eines Blit-
                       es ihm dann möglich, die richtige Zahnfarbe, wie in          zes ändert sich allerdings nichts an diesen Para-
                       Abbildung 57 dargestellt, zu bestimmen, geschweige           metern. Das fotografierte Bild wird nur etwas aufge-
                       denn zu rekonstruieren?                                      hellt (Aufhellblitz). Im manuellen Modus allerdings
                           Selbst wenn in Abbildung 56 der Farbring mit foto-       wird der hinzugeschaltete Blitz versuchen, eine Un-
                       grafiert worden wäre, wäre es aufgrund der farbli-           terbelichtung ausgleichen (ETTL-Blitz). Wenn das
                       chen Abweichung nicht ohne weiteres möglich, die             Foto so belichtet wurde, dass es die gleiche Hellig-
                       dargestellten Farben richtig zu interpretieren –             keit, wie der gesehene Eindruck wiedergibt, kann
                       Missverständnisse wären die Folge. Daher muss die            man von einer „korrekten Belichtung“ sprechen.
                       Aufnahme korrekt belichtet werden. Die Frage ist
                       aber, was ist korrekt?                                          Wie beurteilt man die „korrekte Belichtung“?
                           Im Grunde genommen beschreibt der Ausdruck                  Hierfür stehen uns einige Methoden zur Verfü-
                       Belichtung mehrere Maßnahmen, bei denen mittels              gung. Ich möchte allerdings verhindern, die an sich
                       Variation diverser Parameter die Lichtmenge, die auf         schon komplizierte Thematik weiter zu verkompli-
                       den Bildsensor (CCD oder CMOS Sensor) einer Digital-         zieren und neue Geräte anzubringen. Ich werde da-
                       oder den Film einer analogen Kamera fällt, reguliert         her beschreiben, wie man an der Digitalkamera er-
                       wird. Konkret wird die Belichtung über die Blende,           kennen kann, ob die Belichtung korrekt eingestellt
                       Verschlusszeit und Empfindlichkeit (ISO) gesteuert.          wurde. Wenn wir lernen, mit diesem Tool richtig



                                                                                                    03. Jahrgang 3/2009                         59
Zahntechnik




 umzugehen, lernen wir auch, welche Parameter für         dazwischen aber unterbrochen ist, bildet das ent-
 die korrekte Belichtung notwendig sind.                  sprechende Foto extrem helle und dunkle Bereiche,
                                                          also ein kontrastreiches Motiv ab.
                    Histogramm                               Um verstehen zu können, wie sich welche Be-
                                                          lichtung auf das Histogramm auswirkt, werde ich ei-
    Bei der Digitalkamera kann man im Gegensatz           nige Digitalaufnahmen und die dazugehörenden
 zur analogen Fotografie direkt nach dem Fotografie-      Histogramme erläutern (Abb. 58 bis 66). Alle Abbil-
 ren den Erfolg oder Misserfolg auf dem Monitor der       dungen zeigen dieselbe Mundsituation. Die Para-
 Kamera kontrollieren und bewerten. Aber Vorsicht:        meter sind, bis auf die Belichtungsstufe, identisch.
 Die Vorschau des auf dem Monitor angezeigten Bil-        Diese variiert von +1,3 bis -1,3. Die detaillierte Er-
 des ist absolut nicht aussagekräftig, was die korrekte   läuterung zur jeweiligen Abbildung entnehmen Sie
 Belichtung oder Farbe betrifft. Hier lässt sich ledig-   bitte der Bildunterschrift.
 lich der Ausschnitt oder der Umstand kontrollieren,         Die Abbildung 62 wurde mit einer Belichtung von
 ob alle wichtigen Details aufgenommen wurden.            ± 0 EV fotografiert, also quasi ideal belichtet. Von
    Zum einen ist die Farbqualität des kleinen LCD-       dieser ausgehend wurden nun Aufnahmen sowohl in
 Displays sehr fragwürdig und zum anderen hängt           Richtung Unter- als auch Überbelichtung fotografiert
 die Qualität des auf dem LCD-Bildschirm abgebil-         (0,3 0,7 1,0 1,3 EV). Die überbelichtete Abbildung
 deten Fotos stark von den äußeren Lichtbedingun-         wurde also mit +1,3 und die unterbelichtete mit -1,3
 gen ab (Sonnenlicht, dunkler Raum et cetera). Pro-       fotografiert. Die Blende, Verschlusszeit sowie Emp-
 bieren Sie es selbst. Vergleichen Sie die Darstellung    findlichkeit wurde in allen Fällen gleich gewählt. Die
 eines Fotos auf dem kleinen LCD-Display und auf          Feinabstimmung der Belichtung wurde mit dem
 Ihrem PC/Mac. Das auf den Rechner übertragene            Blitzlicht vorgenommen. Das Histogramm der Ab-
 Bild wirkt, als wäre es anders belichtet und auch die    bildung 61 weist die ausgeglichenste Verteilung al-
 Farbsättigung fällt anders aus. Das soll aber nicht      ler Tonwerte auf. Betrachtet man allerdings die dazu-
 heißen, dass das Bild auf dem Monitor Ihres PCs          gehörige Abbildung etwas genauer, wird deutlich,
 „richtig“ dargestellt wird. Es geht mir hierbei nur      dass diese etwas überbelichtet wirkt.
 darum, Ihnen zu vermitteln, dass man sich nicht im-         Das „Problem“ der Dentalfotografie ist, dass die
 mer auf das verlassen kann, was man sieht.               „weißen” Zähne im Fokus stehen und den größten
                                                          Teil der abzubildenden Fläche einnehmen. Daher hat
    Wie kann man die „korrekte Belichtung“ an der         es sich bewährt, Dentalaufnahmen etwas unterzube-
 Digitalkamera überprüfen?                                lichten. Insbesondere wenn die innere Struktur eines
    Hierfür bietet sich das Histogramm an. In einem       Zahns fotografisch festgehalten werden soll, würde
 Histogramm wird die Helligkeitsverteilung der aufge-     das ideale Histogramm übersetzt bedeuten, dass das
 nommenen Abbildung in einem Diagramm (x- und             dazugehörige Foto überbelichtet wurde. Wird dieser
 y-Koordinaten) dargestellt. Die x-Achse (Horizontale)    Umstand in die Deutung der anderen Histogramme
 weißt auf den Helligkeitsgrad hin. Die y-Achse           mit einbezogen, so stellt das Histogramm der Abbil-
 (Vertikale) stellt die Anzahl der Pixel für jeden Hel-   dung 62 aus zahntechnischer Sicht das Ideal dar. Das
 ligkeitsgrad dar. Ist auf der linken Hälfte des Histo-   Histogramm ist aus der Mitte ein wenig nach Links
 gramms die Spitze höher, desto dunkler ist das Bild.     verschoben, das heißt, die dunklen Anteile überwie-
 Je mehr Pixel auf der rechten Hälfte angezeigt wer-      gen etwas. In unserem Fall bedeutet das, dass dieses
 den, desto heller ist das Bild. Ein einzelner Peak auf   Bild „mit der korrekten Belichtung aufgenommen
 der linken Seite würde bedeuten, dass jemand ein         wurde“ – und zwar mit ± 0 EV.
 reines Weiß fotografiert hat.                               Für die Abbildung 63 wurde eine Belichtungs-
    Moderne Digitalkameras zeigen das Histogramm          korrektur von -0,3 EV eingestellt. Das Ergebnis ist ein
 auf dem LCD-Display auf der Rückseite an. Hat            etwas dunkleres Foto, das uns sehr detaillierte Ein-
 man das Foto richtig belichtet, bestätigt einem dies     blicke in die Struktur des Zahns gewährt. Auch diese
 das Histogramm. Hierfür müssen wir allerdings ler-       Aufnahme können wir somit zu den korrekt belich-
 nen, dieses richtig zu lesen. Liegen auf der linken      teten Dentalaufnahmen zählen. Die Abbildung 64,
 Seite des Histogramms zu viele Pixel vor, das heißt,     die mit -0,7 EV aufgenommen wurde, dient demsel-
 überwiegen die dunklen Anteile, verlieren die            ben Zweck. Aufnahmen wie diese sind gut für die
 dunklen Bildanteile Details. Liegen allerdings auf       Analyse der internen Details geeignet.
 der rechten Seite zu viele Pixel vor, wirkt die Auf-        Wer etwas hellere Aufnahmen mag, liebäugelt
 nahme überbelichtet, Konturen überstrahlen und           bestimmt mit der Abbildung 61. Diese wurde mit
 verwaschen dadurch. Für den Fall, dass das Histo-        +0,3 EV etwas überbelichtet. Auch dieses Foto kann
 gramm links und rechts regelrechte Peaks zeigt,          subjektiv als „korrekt belichtet“ bezeichnet werden



60         03. Jahrgang 3/2009
Belichtung                                         Ergebnis                     Histogramm
 + 1.3

 Abb. 58 Diese Aufnahme wurde mit +1,3 überbelichtet. Die Farben wirken
 unnatürlich, die Zähne zitronengelb und das Zahnfleisch Pink. Interessant ist
 die Aussage überbelichtet in Bezug auf das Histogramm. Dieses weist eine
 extreme Verschiebung der Tonwerte nach rechts auf




 + 1.0

 Abb. 59 Mit überbelichteten Fotos ist eine Farbauswahl nicht möglich. Die
 mittels Blitz um +1,0 EV korrigierte Belichtung hat starke Reflexionen zur
 Folge, die jegliche Farbinformationen auslöschen. Das Histogramm wirkt
 gleichmäßiger verteilt, zeigt aber eine klare Tendenz nach rechts




 + 0.7

 Abb. 60 Wurde mit +0,7 EV belichtet und ist ebenfalls nicht für die Farbaus-
 wahl geeignet. Auch wenn das Foto subjektiv gut erscheint, sind die Farben
 überzeichnet – im Histogramm zeigt sich die Überbelichtung durch zacken-
 artige Ausschläge auf der rechten Seite des Koordinatenkreuzes




 + 0.3 (GUT)

 Abb. 61 Dieses Foto wurde mit +0,3 EV etwas überbelichtet und kann subjektiv
 als „korrekt belichtet“ bezeichnet werden. Für die Farbbestimmung ist dieses Bild
 dennoch nicht geeignet, obwohl es das augeglichenste Histogramm zeigt. Dies
 verdeutlicht aber gleichzeitig auch das Problem der Dentalfotografie, bei der
 leuchtend weiße Zähne im Vordergrund stehen



 ± 0 (IDEAL)

 Abb. 62 Hier wurde mit einer Belichtung von ± 0 EV fotografiert, also quasi
 ideal belichtet. Von dieser ausgehend wurden nun Aufnahmen sowohl in
 Richtung Unter- als auch Überbelichtung und zwar in den Schritten 0,3
 0,7 1,0 1,3 EV fotografiert




 - 0.3 (GUT)

 Abb. 63 Für dieses Foto wurde eine Belichtungskorrektur von - 0,3 EV
 eingestellt. Das Ergebnis ist ein etwas dunkleres Foto, das uns sehr
 detaillierte Einblicke in die Struktur des Zahns gewährt. Auch diese
 Aufnahme können wir somit zu den korrekt belichteten Dentalauf-
 nahmen zählen. Das Histogramm ist etwas nach links verschoben



 - 0.7

 Abb. 64 Ausgehend von der Abbildung 63 wurde diese Abbildung mit -0,7 EV
 belichtet. Die Aufnahme ist bereits sehr dunkel, aber noch gut zur Beurteilung
 der inneren Struktur eines Zahns geeignet. Das Histogramm ist deutlich nach
 links verschoben




 - 1.0

 Abb. 65 Die Abbildung wurde mit -1,0 EV aufgenommen – für die Zahnfarb-
 bestimmung ist diese nicht ohne weiteres geeignet. …




 - 1.3

 Abb. 66 … Dennoch zeigt sich, dass die hellen Zähne eher etwas unterbelichtet
 werden müssen, um die Zahnfarbinformationen nicht zu verlieren. Denn selbst
 dieses Foto mit -1,3 EV kann mit einem Bildbearbeitungsprogramm farblich noch
 gerettet werden. Das Histogramm zeigt eine Ansammlung der dunklen Tonwert-
 pixel auf der linken Seite des Koordinatensystems




Abb. 58 bis 66 In dieser Fotostrecke ist neunmal dieselbe Abbildung mitsamt dazugehörigem Histogramm dargestellt. Alle Fotos wurden mit den
gleichen Einstellungen vorgenommen, lediglich die Helligkeit wurde mit dem Blitz in den Belichtungsstufen von +1,3 bis -1,3 – also von stark über-
bis stark unterbelichtet – aufgenommen. Um die Auswirkungen der Belichtung auf das Histogramm richtig deuten und somit das Histogramm für
die korrekte Belichtung eines Fotos hinzuziehen zu können, sind nachfolgend die einzelnen Bildpaare beschrieben. Das Histogramm zeigt die
Verteilung der hellen und dunklen Bildpunkte einer Aufnahme




                                                                                                        03. Jahrgang 3/2009                      61
Zahntechnik




 und ist sehr gut für Publikationen geeignet, da ge-       formationen in digitale umwandelt. So wie verschie-
 druckte Bilder immer etwas dunkler wirken, als auf        dene Filme unterschiedliche Eigenschaften bezüg-
 dem Bildschirm. Der Bildschirm sorgt schließlich für      lich der Reproduktion des Farbtons haben, weisen
 die optimale „Beleuchtung“. Die Farbwirkung des           Digitalfotos, je nach Kamera, dem jeweiligen Bild-
 gedruckten Bildes hängt dagegen immer vom Um-             sensor oder Gerätetyp, unterschiedliche Farbtöne
 gebungslicht ab. Für die Farbauswahl ist die Abbil-       auf. Im Menü der Digitalkameras lässt sich unter
 dung 61 allerdings nicht geeignet, da die realen Far-     dem Punkt Farbeinstellung, die eine oder andere
 ben des Zahns nur schwer erkannt werden können.           Farbänderung vornehmen.
     Alle anderen Abbildungen sind für die Farbaus-           Bei der Aufnahme der Bilder im JPG-Format wird
 wahl nicht geeignet, wurden also für diesen Zweck         die Bildbearbeitung in der Kamera vom einem Bild-
 nicht korrekt belichtet. Diese Reihe verdeutlicht         prozessor übernommen, der die vom Sensor gewon-
 ziemlich gut, dass der Grad der – für die Farbaus-        nenen Informationen verarbeitet. Jede Firma hat ein
 wahl – korrekten Belichtung sehr schmal ist.              eigenes Farbkonzept und Bearbeitungsprinzip, so-
     Abbildung 66 wurde mit -1,3 EV aufgenommen.           dass auch die farbliche Reproduktion je nach Her-
 Obwohl die Abbildung vollkommen unterbelichtet            steller variiert.
 ist, bleiben die Farbinformationen erhalten. Das heißt,      Geschmäcker sind bekanntlich verschieden – so
 selbst ein stark unterbelichtetes Digitalfoto kann mit    auch, wenn es darum geht die Qualität von Fotos oder
 einem Bildbearbeitungsprogramm noch gerettet wer-         Digitalabbildungen zu beurteilen. Daher kann und
 den. Dagegen ist das bei überbelichteten Fotos bereits    will ich nicht sagen, dass die eine oder andere Ka-
 ab + 0,7 nicht mehr möglich, da die Farbinformatio-       mera besser ist. Um aber mit der Digitalaufnahme
 nen verloren gehen. Extrem ist das in Abbildung 59        möglichst nahe an das Objekt heran zu kommen,
 zu erkennen. Die mittels Blitz um +1,0 EV korrigierte     benötigt man mehr als nur eine Kamera und ein
 Belichtung hat starke Reflexionen zur Folge, die          Objektiv, sondern auch einen gut ausgestatteten
 jegliche Farbinformationen auslöschen.                    PC, einen hervorragenden Bildschirm, Drucker und
                                                           vieles mehr.
                   Der Kameratyp                              Die Abbildungen 67 bis 75 verdeutlichen, wie
                                                           unterschiedlich ein und dieselbe Situation darge-
    Für die Dentalfotografie haben sich digitale Spie-     stellt wird. Hier wurden nicht die Einstellungen,
 gelreflex-Kameras (Standard), Makroobjektive und          sondern lediglich die Kameras gewechselt. Diese
 Ring- oder Zangenblitze bewährt. Da es mehrere            neun Fotos wurden mit neun unterschiedlichen Ka-
 Hersteller- und Zulieferfirmen von Kameras und            meras von fünf Herstellern aufgenommen. Na, wel-
 Equipments gibt, sind deren Eigenschaften meist           ches finden Sie am besten?
 unterschiedlich. Wenn mit einer analogen Kamera
 fotografiert wird, kann es selbst im System zu Abwei-        Als Nächstes behandeln wir den Unterschied
 chungen der Qualität kommen, da diese auch von            der einzelnen Blitzlichter bei der Aufnahme.
 exogenen Faktoren, wie der Marke des Films und               Kommen wir nun zu den unterschiedlichen Blitz-
 der Entwicklung, abhängt. Ich bin daher mit dem           systemen. Für Makroaufnahmen der Dentalfoto-
 Trend gegangen und habe mich für eine digitale            grafie werden häufig LED-Ring- oder LED-Zangen-
 Spiegelreflex-Kamera entschieden.                         blitze verwendet. Beide Systeme unterscheiden sich
    Ich werde häufig gefragt, welche Kamera am             stark voneinander. In den Abbildungen 76 bis 78 ist
 besten für die digitale Dentalfotografie geeignet ist.    wieder dieselbe orale Situation fotografiert worden.
 Schließlich ist es legitim, sich vor dem Kauf einer       Abbildung 76 wurde mit einem LED-Ringblitz aufge-
 Kamera zu informieren. Natürlich ist es nicht egal,       nommen. Charakteristisch für einen Ringblitz ist,
 welche Kamera man sich zulegt, dennoch hängt diese        dass das reflektierte Blitzlicht vom Objekt direkt auf
 Entscheidung auch von individuellen Anforderun-           das Objektiv zurückprallt, was zur Folge hat, dass
 gen wie den Anwendungsmöglichkeiten und dem               die reflektierte Fläche größer ist und die Blitzreflexi-
 Handling ab. Ich tendiere daher zu dem Tipp, dass         on komplett auf dem Objekt zu sehen ist. Daher ist
 die „beste Kamera“ immer die richtige Entschei-           dieser Blitz gut geeignet, um die Oberflächenbe-
 dung ist.                                                 schaffenheit eines Zahns oder der Gingiva zu erfas-
    Die Digitalkamera ist mit einem Bildsensor, ei-        sen. Zur Bestimmung des Farbtons ist er allerdings
 nem so genannten CCD- (Charge Coupled Device,             nicht geeignet. Zudem bietet sich der Ringblitz für
 übersetzt etwa „ladungsgekoppeltes Bauteil“) oder         Makroaufnahmen der Molarenkauflächen oder des
 CMOS- (Complementary Metal Oxide Semiconduc-              gesamten Zahnkranzes an.
 tor, oder auf Deutsch „komplementärer Metalloxid-            Abbildung 77 wurde mit einem LED-Zangenblitz
 Halbleiter“) Sensor ausgerüstet, der analoge Bildin-      aufgenommen. Vergleicht man das Resultat mit dem



62         03. Jahrgang 3/2009
Abb. 67 bis 75
                           67   68
Nein, es handelt sich
 hierbei nicht um Stu-
dien unterschiedlicher
Zähne. So verblüffend
 es ist, aber diese Bil-
  derstrecke zeigt ein
 und dieselbe Mund-
situation, aufgenom-
   men mit neun Digi-
 talkameras von fünf
   Namhaften Firmen
(Aufnahmedatum und
     Uhrzeit variieren).
    Natürlich wird der
 Farbunterschied nicht
  nur von der Digital-
      kamera, sondern      69   70
   auch vom verwen-
  deten Objektiv und
   Blitz verursacht. Da
 ich mit diesen Bildern
 den Einfluss der Ka-
    mera und des ent-
 sprechenden Makro-
   objektivs darstellen
wollte, habe ich immer
    denselben Zangen-
  blitz verwendet. Bei
allen Geräten wurde
       der Blitz-Modus
  (Weißabgleich), der
     Aufnahme-Modus
  auf Manuell und die
     Verschlusszeit auf    71   72
 1/125 eingestellt. Die
     Blende wurde bei
  jedem Gerät unter-
     schiedlich, für das
     Dateiformat aber
        einheitlich JPEG
     gewählt. ISO war
     auf die niedrigste
   Empfindlichkeit ge-
   stellt und die Farb-
 einstellung stand auf
  Maximum. Eine ein-
   heitliche Belichtung
  lies ich mir vor dem
  Auslösen vom Histo-
   gramm bestätigen.       73   74
     Somit werden die
      unterschiedlichen
  „Farbkonzepte“ der
   einzelnen Kameras
   und Hersteller bes-
        ser verständlich

               Abb. 76
Nicht nur die Kamera
und das Objektiv ha-
 ben Einfluss auf das
  Foto, sondern auch
der Blitz. Dieses Foto
     wurde mit einem
Ringblitz aufgenom-
   men. Da das Blitz-
      licht vom Objekt     75   76
   direkt auf das Ob-
jektiv reflektiert wird,
     hat das zu Folge,
 dass die reflektierte
Fläche auf dem Ob-
 jekt größer ist. Diese
   Methode ist daher
gut geeignet, um die
Oberflächenbeschaf-
  fung auszuleuchten
  oder den Molaren-
  bereich oder Zahn-
bögen aufzunehmen




                                     03. Jahrgang 3/2009   63
Abb. 77 Mit dem Zangenblitz aufgenommenes Foto. Das Licht des              Abb. 78 Mit einem Blitz sollte man nicht frontal fotografieren, sondern
 Zangenblitzes hat denselben Ein- wie Ausfallwinkel, wodurch groß-          von oben in einem leichten Winkel. Dadurch heben wir die internen
 flächige Lichtreflexionen auf der Zahnoberfläche vermieden werden.         Chrakteristika noch detaillierter hervor
 Dieses Verfahren ist somit ideal zur Bestimmung des Farbtons geeignet




 Abb. 79 und 80 Auf diesen Abbildungen wurden die Zähne mitsamt den entsprechenden Farbschlüsselzähnen fotografiert. Es ist zu empfehlen,
 dass auf den Fotos mindestens zwei und maximal vier Farbschlüsselzähne dargestellt sind




 Ringblitzfoto wird deutlich, dass auf dem Objekt viel            ausgewählt werden (Abb. 79 und 80). Bei nur einem
 weniger Reflexionen zu sehen sind. Dieser Blitz eignet           Farbschlüsselzahn auf der Aufnahme, sind die Infor-
 sich somit nicht, um die Oberflächenbeschaffenheit               mationen, die wir daraus ziehen können unzurei-
 zu bestimmen. Allerdings ist er ideal, um den Farbton            chend, selbst wenn er eine gewisse Ähnlichkeit mit
 zu bestimmen. Möchte man die innere Struktur der                 dem zu vergleichenden Zahn hat (Abb. 81). Auch
 Zähne noch detaillierter darstellen, gilt für beide              wenn der Farbton auf dem Foto mit dem des Zahns
 Blitzsyteme, die Kamera in einem leichten Winkel zu              übereinstimmt, haben wir so keine Möglichkeit die
 den Zähnen zu halten (Abb. 78). Frontalaufnahmen                 Farbe durch Vergleichen zu verifizieren. Fünf oder
 parallel zur Oberfläche sind zu vermeiden, da sonst              sechs Farbmuster auf einem Foto sind zu viele. Zu
 die Blitzreflektionen zu stark sind.                             viele Vergleichsgegenstände verunsichern den
                                                                  Techniker nur. Nun, da wir wissen, wie viele Farb-
         Position der Farbschlüsselzähne                          muster ideal wären, gilt es zu klären, wie diese am
                                                                  besten für das Foto ausgerichtet werden sollten. Die
    Wurde der Zahnersatz unter der gleichen Licht-                Schneidekante der Referenzzähne und die der ent-
 quelle angefertigt, unter der die Farbauswahl statt              sprechenden Farbschlüsselzähne sollten gegen-
 gefunden hat, und die Belichtung der Kamera kor-                 überstehend positioniert werden.
 rekt eingestellt, können wir aussagekräftige Fotos                   Es liegt am Funktionsprinzip des Blitzlichts, der
 für die Dokumentation anzufertigen. Damit der                    Kamera und dem Objektiv, das die aufgenommene
 Zahntechniker anhand des Fotos nun die Farbaus-                  Lichtmenge nicht überall gleich, sondern konzen-
 wahl treffen kann, muss darauf geachtet werden,                  trisch ist. Die Kamera oder das Objektiv sind daran
 dass auch die Farbschlüsselzähne korrekt positioniert            schuld, dass die Lichtmenge von innen nach außen
 werden. Meiner Meinung nach sollten hierfür                      abnimmt. Dieser Effekt wird mit einem Blitzlicht noch
 mindestens zwei und maximal vier Farbmusterzähne                 verstärkt (Abb. 82). Aus diesem Grund ist es sinnvoll,



64         03. Jahrgang 3/2009
Abb. 81 Wurde nur ein Farbschlüsselzahn fotografiert, ist es für den         Abb. 82 Die Kamera, das Objektiv und das Blitzlicht haben die Eigen-
Zahntechniker schwierig, die Zahnfarbe anhand des Farbschlüssel-             schaft, dass die Lichtintensität von innen nach außen abnimmt. Am auf-
zahns zu überprüfen. Es ist daher wichtig, mehrere Farbmuster dar-           fälligsten ist dies mit Blitzlicht. Daher sollte der fotografierte Referenz-
zustellen, um die Farbe zu verifizieren. Denn wer sagt, dass der eine        und der Farbschlüsselzahn ungefähr im gleichen Helligkeitsbereich des
abgelichtete Farbschlüsselzahn wirklich so aussieht oder tatsächlich         Kreises stehen. Nur so können wir gewährleisten, dass der Farbton
4D ist? Je mehr Referenzzähne abgebildet sind, desto leichter lassen         unter den gleichen Lichtverhältnissen entstanden ist. Die exakte Position
sich Fehler aufdecken                                                        des Farbschlüsselzahns ist somit sehr wichtig




Abb. 83 Die Position und der Winkel des Farbmusterzahns         Abb. 84 Ein Beispiel, wie man es nicht machen sollte. Nur ein Farbschlüsselzahn, der
im Schema von lateral: der Referenzzahn und der Farb-           zudem falsch positioniert wurde (nicht unterhalb des zu vergleichenden Zahns 21).
musterzahn sollten in einer verlängerten Achse stehen           Da das Farbmuster vor den natürlichen Zähnen, also weiter vorne steht, wird dieser
                                                                stärker vom Blitz angestrahlt, die Reflexion erhöht, der Helligkeitswert verfälscht. Mit
                                                                Fotos wie diesen wird es uns nicht möglich sein, die Zahnfarbe korrekt nachzubilden




                       die Farbmusterzähne so nahe wie möglich an den zu                  auch Fälle, in denen der Patient den Mund nicht aus-
                       vergleichenden Zahn zu bringen. Dadurch werden                     reichend öffnen kann oder der zu fotografierende
                       gleiche Lichtverhältnisse garantiert.                              Zahn zu weit dorsal oder einfach schräg steht. In Fäl-
                          Neben der Position ist auch der Winkel, in dem der              len wie diesen wird der Farbschlüsselzahn im selben
                       Farbmusterzahn angehalten wird, von Bedeutung.                     Winkel zum Referenzzahn gestellt sowie Blitzlicht
                       Von der Seite aus betrachtet, sollte das Vergleichs-               und Objektiv auf beide Objekte gleich ausgerichtet.
                       muster in einer gedachten Linie zur natürlichen Zahn-              So ist es möglich beide Objekte unter den gleichen
                       achse stehen (Abb. 83). Der Zahn, dessen Zahnfarbe                 Bedingungen zu fotografieren (Abb. 85 und 86). In
                       ermittelt werden soll, sowie der Farbschlüsselzahn                 den Abbildungen 87 und 88 ist ein perfektes Foto-
                       sollten die gleiche Entfernung zum Objektiv und dem                shooting zur Zahnfarbbestimmung dargestellt.
                       Blitzlicht haben. Ist der Abstand unterschiedlich,
                       kann nicht garantiert werden, dass der Helligkeits-
                       wert der beiden Objekte übereinstimmt (Abb. 84).
                       Zum Beispiel wird das Objekt, das näher zum Blitz
                       steht, das Licht stärker reflektieren und daher heller
                       erscheinen. Zudem ist es schlecht, wenn der Farbring
                       etwas vor den natürlichen Zahn angehalten wird. Da                       Im vierten und letzten Teil widmet sich Naoki
                       die Brennweiten der Objekte unterschiedlich sind,                   Hayashi dem Thema Darstellung der Digitalfotos so-
                       wird ein Objekt fokussiert, das andere nicht. Es gibt                         wie den Anforderungen an den Monitor.



                                                                                                          03. Jahrgang 3/2009                         65
Zahntechnik




 Abb. 85 und 86 Die Natur ist aber nicht immer symmetrisch oder gerade. Wenn also die Farbmuster- und die Referenzzähne nicht achsensymmetrisch
 angehalten werden können, wird der Farbschlüssel im selben, aber gespiegelten Winkel wie der Referenzzahn gestellt. Das Blitzlicht und Objektiv werden
 nun so ausgerichtet, dass sie im selben Winkel zu beiden Objekten stehen




 Abb. 87 und 88 Ideales Fotoshooting zur Farbbestimmung: Der natürliche Referenzzahn, die Farbmusterzähne sowie die Brennweite der Kamera
 wurden korrekt gewählt. Hierauf sollten wir immer achten




  Zur Person

  Naoki Hayashi schloss seine Ausbildung 1993 am „Dental Institute College“ in Osake/Japan ab. Hayashi ist nicht nur
  ein talentierter Keramiker, er ist vor allem auch ein brillanter Fotograf. Er gehörte zu den ausgewählten Preisträgern
  des „QDT Meisterstücks“ für seine zahntechnischen Fotografien. Er hat eine Vielzahl von Fachartikeln in japanischen
  Dentaljournalen veröffentlicht. Zudem wurden viele seiner Beiträge ins Deutsche, Italienische und Russische über-
  setzt und zusätzlich in den Vereinigten Staaten und Kanada veröffentlicht.
  Hayashi ist ein begehrter Referent und Kursleiter, was er bereits in diversen Vorträgen und Kursen weltweit unter
  Beweis stellen konnte und kann. Er genießt international einen guten Ruf und wird wegen seiner Vorträge von vielen
  Kapazitäten aufgesucht. Hayashi hat zudem „A Diary Through the Lens“, ein Buch, dass eine Vielzahl klinischer Fälle
  dokumentiert und den Zahnärzten bei der Patientenberatung helfen soll, veröffentlicht. Außerdem wird Zahntechnikern darin Schritt
  für Schritt die keramische Schichtung bis hin zu hochästhetischen Restaurationen erklärt und bebildert vorgestellt. Naoki Hayashi ist
  stellvertretender Geschäftsführer des „Ultimate Styles Dental Laboratory“ in Kalifornien/USA.

  Kontaktadresse

  Naoki Hayashi •Ultimate Styles Dental Laboratory • 12 Mauchly • Unit M • CA-92618 • Fon +1 946 727-0822
  Fax +1 949 727-0577 • info@ultimate-dl.com

  Originalbeitrag:    Naoki Hayashi „A Challenge to Natural Teeth – Colors&Beyond”
  Erschienen in:      The International Journal of Dental Technology, 36 (1): 15 – 43,36 (2): 149 – 168, Ishiyaku, publishers, INC.




66          03. Jahrgang 3/2009

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Rw3 09 hayashi3

  • 1. Zahntechnik Natürliche Zähne – Eine Herausforderung (Teil 3) DIE DIGITALFOTOGRAFIE Ein Beitrag von Naoki Hayashi, Kalifornien/USA In der ROT & WEISS 2/09 beschrieb Naoki Hayashi, wie Zähne rekonstruiert werden kön- nen, ohne den Patienten jemals persönlich zu Gesicht zu bekommen. Hierzu erläuterte er ein standardisiertes Vorgehen, das – bei konsequenter Einhaltung – eine treffsichere Re- produktion der Zahnfarbe anhand von Fotos ermöglicht. Die Voraussetzungen hierfür sind Kenntnisse über die Farbwahrnehmung und -entstehung sowie die korrekte Übermittlung der entsprechenden Farbinformationen. Hierfür ist – unter Berücksichtigung der korrekten Parameter – die Digitalfotografie unablässig. Naoki Hayashi erklärt im dritten Teil der Beitragsreihe den korrekten Umgang mit der digitalen Spiegelreflex-Kamera und macht deutlich, dass für ein aussagekräftiges Foto mehr nötig ist, als eine sündhaft teure Kame- raausrüstung. Indizes: Bildbearbeitung, Digitalfotografie, Farbmetrik, Kommunikationshilfsmittel Fotografie In diesem Artikel widmet sich Naoki Hayashi der In den vorangegangenen Teilen wurde über die Literatur dentalen Digitalfotografie. Indem er wissenswertes Bestimmung von Farbe und die Voraussetzungen, über die Aufnahmetechnik beschreibt, schafft er die die hierfür notwendig sind, gesprochen. Die digitale Die Literatur zu notwendigen Voraussetzungen, um die digitale Fo- Fotografie wurde in diesem Zusammenhang immer diesem Beitrag tografie als hilfreiches Mittel zur Beschaffung und wieder genannt. In meinem Fall bilden Fotos einen finden Sie unter Kommunikation von patientenspezifischen Farbin- Hauptbestandteil meiner Arbeit. Das Foto ist ein www.teamwork- formationen nutzen zu können. Hierfür ist eine aus- wichtiges Medium zur Übermittlung, Dokumentati- media.de in der linken Naviga- führliche Zusammenarbeit und Kommunikation on und Verifizierung der Farbe. Im einfachsten Fall tionsleiste unter zwischen Patient, Zahnarzt und Zahntechniker un- hilft es uns bei ästhetischen Rekonstruktionen. Wie „Journale online“ abdingbar. Diese muss in allen Bereichen – auch der wichtig hierbei genormte Lichtverhältnisse sind und Digitalfotografie – angewandt werden. wie wir diese gewährleisten, wurde bereits be- schrieben. Im folgenden Teil soll dargestellt wer- Um die Informationen, die im Beisein des Patien- den, welchen Einfluss die Digitalfotografie und der ten gesammelt, erarbeitet und festgehalten wurden, Monitor auf die Qualität der Fotos haben und wie korrekt übermitteln und begreifen zu können, ist es bestimmte Merkmale interpretiert werden solten. notwendig, die Fotografie und einiges Wissenswerte aus dem Bereich der Fototechnik zu beherrschen. Die korrekte Belichtung Nur wenn wir wissen, was wir tun, kann das Resul- tat – in diesem Fall das Foto – zum Transport von In- Wenn Sie die vorangegangen Beiträge gelesen formationen (zur Kommunikation) verwendet wer- haben, so ist Ihnen die Formulierung „... mit der kor- den. Ausgestattet mit dem nötigen Wissen, können rekten Belichtung aufgenommen wurde ...“ wahr- wir Fotos anfertigen, die Patient, Zahnarzt und scheinlich öfters aufgefallen. Um zu verhindern, dass Zahntechniker in dem Bestreben nach ästhetischem diese Aussage zur Phrase wird, möchte ich an dieser Zahnersatz unterstützen. Stelle versuchen, Ihnen zu erklären, was „mit der 58 03. Jahrgang 3/2009
  • 2. Zahntechnik Abb. 56 Ein schönes Foto, aber irgendetwas stimmt nicht. Das Bild Abb. 57 Hier ist dasselbe Foto dargestellt, dieses Mal jedoch korrekt wurde falsch belichtet – um genau zu sein, es wurde unterbelichtet. belichtet. Ein Foto ist dann korrekt belichtet, wenn es das Gesehene 1:1 Fotos mit falscher Belichtung sind nicht für die Farbbestimmung wiedergibt. Gehen wir also davon aus, dass diese Abbildung die tatsäch- geeignet und werden den Techniker in Verlegenheit bringen liche Situation darstellt, dann wäre es mit der Abbildung 56 nicht möglich, die Zahnfarbe zu rekonstruieren korrekten Belichtung“ gemeint ist. Eines vorweg: Bei der Digitalfotografie wird meistens mit einem um über Fotos und Farbe kommunizieren zu können, Blitzlicht als Lichtquelle gearbeitet. Dies muss bei ist die korrekte Belichtung eine absolute Beding- der Einstellung der Belichtung (manueller Modus) ung. Fotos, die falsch belichtet wurden, werden den berücksichtigt werden. Bei Aufnahmen, die mit ei- Zahntechniker spätestens nach der Einprobe in Ver- nem Blitz fotografiert werden, ist es zum Beispiel legenheit bringen. unsinnig, eine Belichtungszeit von 1/500 s zu wäh- Die Mundaufnahme in Abbildung 56 wurde ab- len, da die meisten handelsüblichen Blitze nur eine sichtlich mit einer zu geringen Belichtung, also unter- Belichtungszeit von 1/250 s unterstützen. Zudem belichtet aufgenommen. Abbildung 57 zeigt genau verändert sich im Automatikmodus durch die Ver- den gleichen Ausschnitt, wurde allerdings anders wendung eines Blitzes die Belichtungszeit nicht. belichtet. Nehmen wir einmal an, das Foto in der Machen Sie die Probe. Fotografieren Sie in einem Abbildung 57 würde die tatsächliche orale Situation abgedunkelten Raum freihändig ein Objekt im wiedergeben, der Zahntechniker würde sich aber Automatikmodus. Die Kamera wird eine lange bei der Rekonstruktion auf die Informationen stützen, Belichtungszeit (etwa 4 Sekunden) und eine große die er aus der Abbildung 56 gewinnen würde; wäre Blende wählen. Durch das hinzuschalten eines Blit- es ihm dann möglich, die richtige Zahnfarbe, wie in zes ändert sich allerdings nichts an diesen Para- Abbildung 57 dargestellt, zu bestimmen, geschweige metern. Das fotografierte Bild wird nur etwas aufge- denn zu rekonstruieren? hellt (Aufhellblitz). Im manuellen Modus allerdings Selbst wenn in Abbildung 56 der Farbring mit foto- wird der hinzugeschaltete Blitz versuchen, eine Un- grafiert worden wäre, wäre es aufgrund der farbli- terbelichtung ausgleichen (ETTL-Blitz). Wenn das chen Abweichung nicht ohne weiteres möglich, die Foto so belichtet wurde, dass es die gleiche Hellig- dargestellten Farben richtig zu interpretieren – keit, wie der gesehene Eindruck wiedergibt, kann Missverständnisse wären die Folge. Daher muss die man von einer „korrekten Belichtung“ sprechen. Aufnahme korrekt belichtet werden. Die Frage ist aber, was ist korrekt? Wie beurteilt man die „korrekte Belichtung“? Im Grunde genommen beschreibt der Ausdruck Hierfür stehen uns einige Methoden zur Verfü- Belichtung mehrere Maßnahmen, bei denen mittels gung. Ich möchte allerdings verhindern, die an sich Variation diverser Parameter die Lichtmenge, die auf schon komplizierte Thematik weiter zu verkompli- den Bildsensor (CCD oder CMOS Sensor) einer Digital- zieren und neue Geräte anzubringen. Ich werde da- oder den Film einer analogen Kamera fällt, reguliert her beschreiben, wie man an der Digitalkamera er- wird. Konkret wird die Belichtung über die Blende, kennen kann, ob die Belichtung korrekt eingestellt Verschlusszeit und Empfindlichkeit (ISO) gesteuert. wurde. Wenn wir lernen, mit diesem Tool richtig 03. Jahrgang 3/2009 59
  • 3. Zahntechnik umzugehen, lernen wir auch, welche Parameter für dazwischen aber unterbrochen ist, bildet das ent- die korrekte Belichtung notwendig sind. sprechende Foto extrem helle und dunkle Bereiche, also ein kontrastreiches Motiv ab. Histogramm Um verstehen zu können, wie sich welche Be- lichtung auf das Histogramm auswirkt, werde ich ei- Bei der Digitalkamera kann man im Gegensatz nige Digitalaufnahmen und die dazugehörenden zur analogen Fotografie direkt nach dem Fotografie- Histogramme erläutern (Abb. 58 bis 66). Alle Abbil- ren den Erfolg oder Misserfolg auf dem Monitor der dungen zeigen dieselbe Mundsituation. Die Para- Kamera kontrollieren und bewerten. Aber Vorsicht: meter sind, bis auf die Belichtungsstufe, identisch. Die Vorschau des auf dem Monitor angezeigten Bil- Diese variiert von +1,3 bis -1,3. Die detaillierte Er- des ist absolut nicht aussagekräftig, was die korrekte läuterung zur jeweiligen Abbildung entnehmen Sie Belichtung oder Farbe betrifft. Hier lässt sich ledig- bitte der Bildunterschrift. lich der Ausschnitt oder der Umstand kontrollieren, Die Abbildung 62 wurde mit einer Belichtung von ob alle wichtigen Details aufgenommen wurden. ± 0 EV fotografiert, also quasi ideal belichtet. Von Zum einen ist die Farbqualität des kleinen LCD- dieser ausgehend wurden nun Aufnahmen sowohl in Displays sehr fragwürdig und zum anderen hängt Richtung Unter- als auch Überbelichtung fotografiert die Qualität des auf dem LCD-Bildschirm abgebil- (0,3 0,7 1,0 1,3 EV). Die überbelichtete Abbildung deten Fotos stark von den äußeren Lichtbedingun- wurde also mit +1,3 und die unterbelichtete mit -1,3 gen ab (Sonnenlicht, dunkler Raum et cetera). Pro- fotografiert. Die Blende, Verschlusszeit sowie Emp- bieren Sie es selbst. Vergleichen Sie die Darstellung findlichkeit wurde in allen Fällen gleich gewählt. Die eines Fotos auf dem kleinen LCD-Display und auf Feinabstimmung der Belichtung wurde mit dem Ihrem PC/Mac. Das auf den Rechner übertragene Blitzlicht vorgenommen. Das Histogramm der Ab- Bild wirkt, als wäre es anders belichtet und auch die bildung 61 weist die ausgeglichenste Verteilung al- Farbsättigung fällt anders aus. Das soll aber nicht ler Tonwerte auf. Betrachtet man allerdings die dazu- heißen, dass das Bild auf dem Monitor Ihres PCs gehörige Abbildung etwas genauer, wird deutlich, „richtig“ dargestellt wird. Es geht mir hierbei nur dass diese etwas überbelichtet wirkt. darum, Ihnen zu vermitteln, dass man sich nicht im- Das „Problem“ der Dentalfotografie ist, dass die mer auf das verlassen kann, was man sieht. „weißen” Zähne im Fokus stehen und den größten Teil der abzubildenden Fläche einnehmen. Daher hat Wie kann man die „korrekte Belichtung“ an der es sich bewährt, Dentalaufnahmen etwas unterzube- Digitalkamera überprüfen? lichten. Insbesondere wenn die innere Struktur eines Hierfür bietet sich das Histogramm an. In einem Zahns fotografisch festgehalten werden soll, würde Histogramm wird die Helligkeitsverteilung der aufge- das ideale Histogramm übersetzt bedeuten, dass das nommenen Abbildung in einem Diagramm (x- und dazugehörige Foto überbelichtet wurde. Wird dieser y-Koordinaten) dargestellt. Die x-Achse (Horizontale) Umstand in die Deutung der anderen Histogramme weißt auf den Helligkeitsgrad hin. Die y-Achse mit einbezogen, so stellt das Histogramm der Abbil- (Vertikale) stellt die Anzahl der Pixel für jeden Hel- dung 62 aus zahntechnischer Sicht das Ideal dar. Das ligkeitsgrad dar. Ist auf der linken Hälfte des Histo- Histogramm ist aus der Mitte ein wenig nach Links gramms die Spitze höher, desto dunkler ist das Bild. verschoben, das heißt, die dunklen Anteile überwie- Je mehr Pixel auf der rechten Hälfte angezeigt wer- gen etwas. In unserem Fall bedeutet das, dass dieses den, desto heller ist das Bild. Ein einzelner Peak auf Bild „mit der korrekten Belichtung aufgenommen der linken Seite würde bedeuten, dass jemand ein wurde“ – und zwar mit ± 0 EV. reines Weiß fotografiert hat. Für die Abbildung 63 wurde eine Belichtungs- Moderne Digitalkameras zeigen das Histogramm korrektur von -0,3 EV eingestellt. Das Ergebnis ist ein auf dem LCD-Display auf der Rückseite an. Hat etwas dunkleres Foto, das uns sehr detaillierte Ein- man das Foto richtig belichtet, bestätigt einem dies blicke in die Struktur des Zahns gewährt. Auch diese das Histogramm. Hierfür müssen wir allerdings ler- Aufnahme können wir somit zu den korrekt belich- nen, dieses richtig zu lesen. Liegen auf der linken teten Dentalaufnahmen zählen. Die Abbildung 64, Seite des Histogramms zu viele Pixel vor, das heißt, die mit -0,7 EV aufgenommen wurde, dient demsel- überwiegen die dunklen Anteile, verlieren die ben Zweck. Aufnahmen wie diese sind gut für die dunklen Bildanteile Details. Liegen allerdings auf Analyse der internen Details geeignet. der rechten Seite zu viele Pixel vor, wirkt die Auf- Wer etwas hellere Aufnahmen mag, liebäugelt nahme überbelichtet, Konturen überstrahlen und bestimmt mit der Abbildung 61. Diese wurde mit verwaschen dadurch. Für den Fall, dass das Histo- +0,3 EV etwas überbelichtet. Auch dieses Foto kann gramm links und rechts regelrechte Peaks zeigt, subjektiv als „korrekt belichtet“ bezeichnet werden 60 03. Jahrgang 3/2009
  • 4. Belichtung Ergebnis Histogramm + 1.3 Abb. 58 Diese Aufnahme wurde mit +1,3 überbelichtet. Die Farben wirken unnatürlich, die Zähne zitronengelb und das Zahnfleisch Pink. Interessant ist die Aussage überbelichtet in Bezug auf das Histogramm. Dieses weist eine extreme Verschiebung der Tonwerte nach rechts auf + 1.0 Abb. 59 Mit überbelichteten Fotos ist eine Farbauswahl nicht möglich. Die mittels Blitz um +1,0 EV korrigierte Belichtung hat starke Reflexionen zur Folge, die jegliche Farbinformationen auslöschen. Das Histogramm wirkt gleichmäßiger verteilt, zeigt aber eine klare Tendenz nach rechts + 0.7 Abb. 60 Wurde mit +0,7 EV belichtet und ist ebenfalls nicht für die Farbaus- wahl geeignet. Auch wenn das Foto subjektiv gut erscheint, sind die Farben überzeichnet – im Histogramm zeigt sich die Überbelichtung durch zacken- artige Ausschläge auf der rechten Seite des Koordinatenkreuzes + 0.3 (GUT) Abb. 61 Dieses Foto wurde mit +0,3 EV etwas überbelichtet und kann subjektiv als „korrekt belichtet“ bezeichnet werden. Für die Farbbestimmung ist dieses Bild dennoch nicht geeignet, obwohl es das augeglichenste Histogramm zeigt. Dies verdeutlicht aber gleichzeitig auch das Problem der Dentalfotografie, bei der leuchtend weiße Zähne im Vordergrund stehen ± 0 (IDEAL) Abb. 62 Hier wurde mit einer Belichtung von ± 0 EV fotografiert, also quasi ideal belichtet. Von dieser ausgehend wurden nun Aufnahmen sowohl in Richtung Unter- als auch Überbelichtung und zwar in den Schritten 0,3 0,7 1,0 1,3 EV fotografiert - 0.3 (GUT) Abb. 63 Für dieses Foto wurde eine Belichtungskorrektur von - 0,3 EV eingestellt. Das Ergebnis ist ein etwas dunkleres Foto, das uns sehr detaillierte Einblicke in die Struktur des Zahns gewährt. Auch diese Aufnahme können wir somit zu den korrekt belichteten Dentalauf- nahmen zählen. Das Histogramm ist etwas nach links verschoben - 0.7 Abb. 64 Ausgehend von der Abbildung 63 wurde diese Abbildung mit -0,7 EV belichtet. Die Aufnahme ist bereits sehr dunkel, aber noch gut zur Beurteilung der inneren Struktur eines Zahns geeignet. Das Histogramm ist deutlich nach links verschoben - 1.0 Abb. 65 Die Abbildung wurde mit -1,0 EV aufgenommen – für die Zahnfarb- bestimmung ist diese nicht ohne weiteres geeignet. … - 1.3 Abb. 66 … Dennoch zeigt sich, dass die hellen Zähne eher etwas unterbelichtet werden müssen, um die Zahnfarbinformationen nicht zu verlieren. Denn selbst dieses Foto mit -1,3 EV kann mit einem Bildbearbeitungsprogramm farblich noch gerettet werden. Das Histogramm zeigt eine Ansammlung der dunklen Tonwert- pixel auf der linken Seite des Koordinatensystems Abb. 58 bis 66 In dieser Fotostrecke ist neunmal dieselbe Abbildung mitsamt dazugehörigem Histogramm dargestellt. Alle Fotos wurden mit den gleichen Einstellungen vorgenommen, lediglich die Helligkeit wurde mit dem Blitz in den Belichtungsstufen von +1,3 bis -1,3 – also von stark über- bis stark unterbelichtet – aufgenommen. Um die Auswirkungen der Belichtung auf das Histogramm richtig deuten und somit das Histogramm für die korrekte Belichtung eines Fotos hinzuziehen zu können, sind nachfolgend die einzelnen Bildpaare beschrieben. Das Histogramm zeigt die Verteilung der hellen und dunklen Bildpunkte einer Aufnahme 03. Jahrgang 3/2009 61
  • 5. Zahntechnik und ist sehr gut für Publikationen geeignet, da ge- formationen in digitale umwandelt. So wie verschie- druckte Bilder immer etwas dunkler wirken, als auf dene Filme unterschiedliche Eigenschaften bezüg- dem Bildschirm. Der Bildschirm sorgt schließlich für lich der Reproduktion des Farbtons haben, weisen die optimale „Beleuchtung“. Die Farbwirkung des Digitalfotos, je nach Kamera, dem jeweiligen Bild- gedruckten Bildes hängt dagegen immer vom Um- sensor oder Gerätetyp, unterschiedliche Farbtöne gebungslicht ab. Für die Farbauswahl ist die Abbil- auf. Im Menü der Digitalkameras lässt sich unter dung 61 allerdings nicht geeignet, da die realen Far- dem Punkt Farbeinstellung, die eine oder andere ben des Zahns nur schwer erkannt werden können. Farbänderung vornehmen. Alle anderen Abbildungen sind für die Farbaus- Bei der Aufnahme der Bilder im JPG-Format wird wahl nicht geeignet, wurden also für diesen Zweck die Bildbearbeitung in der Kamera vom einem Bild- nicht korrekt belichtet. Diese Reihe verdeutlicht prozessor übernommen, der die vom Sensor gewon- ziemlich gut, dass der Grad der – für die Farbaus- nenen Informationen verarbeitet. Jede Firma hat ein wahl – korrekten Belichtung sehr schmal ist. eigenes Farbkonzept und Bearbeitungsprinzip, so- Abbildung 66 wurde mit -1,3 EV aufgenommen. dass auch die farbliche Reproduktion je nach Her- Obwohl die Abbildung vollkommen unterbelichtet steller variiert. ist, bleiben die Farbinformationen erhalten. Das heißt, Geschmäcker sind bekanntlich verschieden – so selbst ein stark unterbelichtetes Digitalfoto kann mit auch, wenn es darum geht die Qualität von Fotos oder einem Bildbearbeitungsprogramm noch gerettet wer- Digitalabbildungen zu beurteilen. Daher kann und den. Dagegen ist das bei überbelichteten Fotos bereits will ich nicht sagen, dass die eine oder andere Ka- ab + 0,7 nicht mehr möglich, da die Farbinformatio- mera besser ist. Um aber mit der Digitalaufnahme nen verloren gehen. Extrem ist das in Abbildung 59 möglichst nahe an das Objekt heran zu kommen, zu erkennen. Die mittels Blitz um +1,0 EV korrigierte benötigt man mehr als nur eine Kamera und ein Belichtung hat starke Reflexionen zur Folge, die Objektiv, sondern auch einen gut ausgestatteten jegliche Farbinformationen auslöschen. PC, einen hervorragenden Bildschirm, Drucker und vieles mehr. Der Kameratyp Die Abbildungen 67 bis 75 verdeutlichen, wie unterschiedlich ein und dieselbe Situation darge- Für die Dentalfotografie haben sich digitale Spie- stellt wird. Hier wurden nicht die Einstellungen, gelreflex-Kameras (Standard), Makroobjektive und sondern lediglich die Kameras gewechselt. Diese Ring- oder Zangenblitze bewährt. Da es mehrere neun Fotos wurden mit neun unterschiedlichen Ka- Hersteller- und Zulieferfirmen von Kameras und meras von fünf Herstellern aufgenommen. Na, wel- Equipments gibt, sind deren Eigenschaften meist ches finden Sie am besten? unterschiedlich. Wenn mit einer analogen Kamera fotografiert wird, kann es selbst im System zu Abwei- Als Nächstes behandeln wir den Unterschied chungen der Qualität kommen, da diese auch von der einzelnen Blitzlichter bei der Aufnahme. exogenen Faktoren, wie der Marke des Films und Kommen wir nun zu den unterschiedlichen Blitz- der Entwicklung, abhängt. Ich bin daher mit dem systemen. Für Makroaufnahmen der Dentalfoto- Trend gegangen und habe mich für eine digitale grafie werden häufig LED-Ring- oder LED-Zangen- Spiegelreflex-Kamera entschieden. blitze verwendet. Beide Systeme unterscheiden sich Ich werde häufig gefragt, welche Kamera am stark voneinander. In den Abbildungen 76 bis 78 ist besten für die digitale Dentalfotografie geeignet ist. wieder dieselbe orale Situation fotografiert worden. Schließlich ist es legitim, sich vor dem Kauf einer Abbildung 76 wurde mit einem LED-Ringblitz aufge- Kamera zu informieren. Natürlich ist es nicht egal, nommen. Charakteristisch für einen Ringblitz ist, welche Kamera man sich zulegt, dennoch hängt diese dass das reflektierte Blitzlicht vom Objekt direkt auf Entscheidung auch von individuellen Anforderun- das Objektiv zurückprallt, was zur Folge hat, dass gen wie den Anwendungsmöglichkeiten und dem die reflektierte Fläche größer ist und die Blitzreflexi- Handling ab. Ich tendiere daher zu dem Tipp, dass on komplett auf dem Objekt zu sehen ist. Daher ist die „beste Kamera“ immer die richtige Entschei- dieser Blitz gut geeignet, um die Oberflächenbe- dung ist. schaffenheit eines Zahns oder der Gingiva zu erfas- Die Digitalkamera ist mit einem Bildsensor, ei- sen. Zur Bestimmung des Farbtons ist er allerdings nem so genannten CCD- (Charge Coupled Device, nicht geeignet. Zudem bietet sich der Ringblitz für übersetzt etwa „ladungsgekoppeltes Bauteil“) oder Makroaufnahmen der Molarenkauflächen oder des CMOS- (Complementary Metal Oxide Semiconduc- gesamten Zahnkranzes an. tor, oder auf Deutsch „komplementärer Metalloxid- Abbildung 77 wurde mit einem LED-Zangenblitz Halbleiter“) Sensor ausgerüstet, der analoge Bildin- aufgenommen. Vergleicht man das Resultat mit dem 62 03. Jahrgang 3/2009
  • 6. Abb. 67 bis 75 67 68 Nein, es handelt sich hierbei nicht um Stu- dien unterschiedlicher Zähne. So verblüffend es ist, aber diese Bil- derstrecke zeigt ein und dieselbe Mund- situation, aufgenom- men mit neun Digi- talkameras von fünf Namhaften Firmen (Aufnahmedatum und Uhrzeit variieren). Natürlich wird der Farbunterschied nicht nur von der Digital- kamera, sondern 69 70 auch vom verwen- deten Objektiv und Blitz verursacht. Da ich mit diesen Bildern den Einfluss der Ka- mera und des ent- sprechenden Makro- objektivs darstellen wollte, habe ich immer denselben Zangen- blitz verwendet. Bei allen Geräten wurde der Blitz-Modus (Weißabgleich), der Aufnahme-Modus auf Manuell und die Verschlusszeit auf 71 72 1/125 eingestellt. Die Blende wurde bei jedem Gerät unter- schiedlich, für das Dateiformat aber einheitlich JPEG gewählt. ISO war auf die niedrigste Empfindlichkeit ge- stellt und die Farb- einstellung stand auf Maximum. Eine ein- heitliche Belichtung lies ich mir vor dem Auslösen vom Histo- gramm bestätigen. 73 74 Somit werden die unterschiedlichen „Farbkonzepte“ der einzelnen Kameras und Hersteller bes- ser verständlich Abb. 76 Nicht nur die Kamera und das Objektiv ha- ben Einfluss auf das Foto, sondern auch der Blitz. Dieses Foto wurde mit einem Ringblitz aufgenom- men. Da das Blitz- licht vom Objekt 75 76 direkt auf das Ob- jektiv reflektiert wird, hat das zu Folge, dass die reflektierte Fläche auf dem Ob- jekt größer ist. Diese Methode ist daher gut geeignet, um die Oberflächenbeschaf- fung auszuleuchten oder den Molaren- bereich oder Zahn- bögen aufzunehmen 03. Jahrgang 3/2009 63
  • 7. Abb. 77 Mit dem Zangenblitz aufgenommenes Foto. Das Licht des Abb. 78 Mit einem Blitz sollte man nicht frontal fotografieren, sondern Zangenblitzes hat denselben Ein- wie Ausfallwinkel, wodurch groß- von oben in einem leichten Winkel. Dadurch heben wir die internen flächige Lichtreflexionen auf der Zahnoberfläche vermieden werden. Chrakteristika noch detaillierter hervor Dieses Verfahren ist somit ideal zur Bestimmung des Farbtons geeignet Abb. 79 und 80 Auf diesen Abbildungen wurden die Zähne mitsamt den entsprechenden Farbschlüsselzähnen fotografiert. Es ist zu empfehlen, dass auf den Fotos mindestens zwei und maximal vier Farbschlüsselzähne dargestellt sind Ringblitzfoto wird deutlich, dass auf dem Objekt viel ausgewählt werden (Abb. 79 und 80). Bei nur einem weniger Reflexionen zu sehen sind. Dieser Blitz eignet Farbschlüsselzahn auf der Aufnahme, sind die Infor- sich somit nicht, um die Oberflächenbeschaffenheit mationen, die wir daraus ziehen können unzurei- zu bestimmen. Allerdings ist er ideal, um den Farbton chend, selbst wenn er eine gewisse Ähnlichkeit mit zu bestimmen. Möchte man die innere Struktur der dem zu vergleichenden Zahn hat (Abb. 81). Auch Zähne noch detaillierter darstellen, gilt für beide wenn der Farbton auf dem Foto mit dem des Zahns Blitzsyteme, die Kamera in einem leichten Winkel zu übereinstimmt, haben wir so keine Möglichkeit die den Zähnen zu halten (Abb. 78). Frontalaufnahmen Farbe durch Vergleichen zu verifizieren. Fünf oder parallel zur Oberfläche sind zu vermeiden, da sonst sechs Farbmuster auf einem Foto sind zu viele. Zu die Blitzreflektionen zu stark sind. viele Vergleichsgegenstände verunsichern den Techniker nur. Nun, da wir wissen, wie viele Farb- Position der Farbschlüsselzähne muster ideal wären, gilt es zu klären, wie diese am besten für das Foto ausgerichtet werden sollten. Die Wurde der Zahnersatz unter der gleichen Licht- Schneidekante der Referenzzähne und die der ent- quelle angefertigt, unter der die Farbauswahl statt sprechenden Farbschlüsselzähne sollten gegen- gefunden hat, und die Belichtung der Kamera kor- überstehend positioniert werden. rekt eingestellt, können wir aussagekräftige Fotos Es liegt am Funktionsprinzip des Blitzlichts, der für die Dokumentation anzufertigen. Damit der Kamera und dem Objektiv, das die aufgenommene Zahntechniker anhand des Fotos nun die Farbaus- Lichtmenge nicht überall gleich, sondern konzen- wahl treffen kann, muss darauf geachtet werden, trisch ist. Die Kamera oder das Objektiv sind daran dass auch die Farbschlüsselzähne korrekt positioniert schuld, dass die Lichtmenge von innen nach außen werden. Meiner Meinung nach sollten hierfür abnimmt. Dieser Effekt wird mit einem Blitzlicht noch mindestens zwei und maximal vier Farbmusterzähne verstärkt (Abb. 82). Aus diesem Grund ist es sinnvoll, 64 03. Jahrgang 3/2009
  • 8. Abb. 81 Wurde nur ein Farbschlüsselzahn fotografiert, ist es für den Abb. 82 Die Kamera, das Objektiv und das Blitzlicht haben die Eigen- Zahntechniker schwierig, die Zahnfarbe anhand des Farbschlüssel- schaft, dass die Lichtintensität von innen nach außen abnimmt. Am auf- zahns zu überprüfen. Es ist daher wichtig, mehrere Farbmuster dar- fälligsten ist dies mit Blitzlicht. Daher sollte der fotografierte Referenz- zustellen, um die Farbe zu verifizieren. Denn wer sagt, dass der eine und der Farbschlüsselzahn ungefähr im gleichen Helligkeitsbereich des abgelichtete Farbschlüsselzahn wirklich so aussieht oder tatsächlich Kreises stehen. Nur so können wir gewährleisten, dass der Farbton 4D ist? Je mehr Referenzzähne abgebildet sind, desto leichter lassen unter den gleichen Lichtverhältnissen entstanden ist. Die exakte Position sich Fehler aufdecken des Farbschlüsselzahns ist somit sehr wichtig Abb. 83 Die Position und der Winkel des Farbmusterzahns Abb. 84 Ein Beispiel, wie man es nicht machen sollte. Nur ein Farbschlüsselzahn, der im Schema von lateral: der Referenzzahn und der Farb- zudem falsch positioniert wurde (nicht unterhalb des zu vergleichenden Zahns 21). musterzahn sollten in einer verlängerten Achse stehen Da das Farbmuster vor den natürlichen Zähnen, also weiter vorne steht, wird dieser stärker vom Blitz angestrahlt, die Reflexion erhöht, der Helligkeitswert verfälscht. Mit Fotos wie diesen wird es uns nicht möglich sein, die Zahnfarbe korrekt nachzubilden die Farbmusterzähne so nahe wie möglich an den zu auch Fälle, in denen der Patient den Mund nicht aus- vergleichenden Zahn zu bringen. Dadurch werden reichend öffnen kann oder der zu fotografierende gleiche Lichtverhältnisse garantiert. Zahn zu weit dorsal oder einfach schräg steht. In Fäl- Neben der Position ist auch der Winkel, in dem der len wie diesen wird der Farbschlüsselzahn im selben Farbmusterzahn angehalten wird, von Bedeutung. Winkel zum Referenzzahn gestellt sowie Blitzlicht Von der Seite aus betrachtet, sollte das Vergleichs- und Objektiv auf beide Objekte gleich ausgerichtet. muster in einer gedachten Linie zur natürlichen Zahn- So ist es möglich beide Objekte unter den gleichen achse stehen (Abb. 83). Der Zahn, dessen Zahnfarbe Bedingungen zu fotografieren (Abb. 85 und 86). In ermittelt werden soll, sowie der Farbschlüsselzahn den Abbildungen 87 und 88 ist ein perfektes Foto- sollten die gleiche Entfernung zum Objektiv und dem shooting zur Zahnfarbbestimmung dargestellt. Blitzlicht haben. Ist der Abstand unterschiedlich, kann nicht garantiert werden, dass der Helligkeits- wert der beiden Objekte übereinstimmt (Abb. 84). Zum Beispiel wird das Objekt, das näher zum Blitz steht, das Licht stärker reflektieren und daher heller erscheinen. Zudem ist es schlecht, wenn der Farbring etwas vor den natürlichen Zahn angehalten wird. Da Im vierten und letzten Teil widmet sich Naoki die Brennweiten der Objekte unterschiedlich sind, Hayashi dem Thema Darstellung der Digitalfotos so- wird ein Objekt fokussiert, das andere nicht. Es gibt wie den Anforderungen an den Monitor. 03. Jahrgang 3/2009 65
  • 9. Zahntechnik Abb. 85 und 86 Die Natur ist aber nicht immer symmetrisch oder gerade. Wenn also die Farbmuster- und die Referenzzähne nicht achsensymmetrisch angehalten werden können, wird der Farbschlüssel im selben, aber gespiegelten Winkel wie der Referenzzahn gestellt. Das Blitzlicht und Objektiv werden nun so ausgerichtet, dass sie im selben Winkel zu beiden Objekten stehen Abb. 87 und 88 Ideales Fotoshooting zur Farbbestimmung: Der natürliche Referenzzahn, die Farbmusterzähne sowie die Brennweite der Kamera wurden korrekt gewählt. Hierauf sollten wir immer achten Zur Person Naoki Hayashi schloss seine Ausbildung 1993 am „Dental Institute College“ in Osake/Japan ab. Hayashi ist nicht nur ein talentierter Keramiker, er ist vor allem auch ein brillanter Fotograf. Er gehörte zu den ausgewählten Preisträgern des „QDT Meisterstücks“ für seine zahntechnischen Fotografien. Er hat eine Vielzahl von Fachartikeln in japanischen Dentaljournalen veröffentlicht. Zudem wurden viele seiner Beiträge ins Deutsche, Italienische und Russische über- setzt und zusätzlich in den Vereinigten Staaten und Kanada veröffentlicht. Hayashi ist ein begehrter Referent und Kursleiter, was er bereits in diversen Vorträgen und Kursen weltweit unter Beweis stellen konnte und kann. Er genießt international einen guten Ruf und wird wegen seiner Vorträge von vielen Kapazitäten aufgesucht. Hayashi hat zudem „A Diary Through the Lens“, ein Buch, dass eine Vielzahl klinischer Fälle dokumentiert und den Zahnärzten bei der Patientenberatung helfen soll, veröffentlicht. Außerdem wird Zahntechnikern darin Schritt für Schritt die keramische Schichtung bis hin zu hochästhetischen Restaurationen erklärt und bebildert vorgestellt. Naoki Hayashi ist stellvertretender Geschäftsführer des „Ultimate Styles Dental Laboratory“ in Kalifornien/USA. Kontaktadresse Naoki Hayashi •Ultimate Styles Dental Laboratory • 12 Mauchly • Unit M • CA-92618 • Fon +1 946 727-0822 Fax +1 949 727-0577 • info@ultimate-dl.com Originalbeitrag: Naoki Hayashi „A Challenge to Natural Teeth – Colors&Beyond” Erschienen in: The International Journal of Dental Technology, 36 (1): 15 – 43,36 (2): 149 – 168, Ishiyaku, publishers, INC. 66 03. Jahrgang 3/2009