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Alt 18.10.2005, 12:57   #1
scorpio
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Standard Digitales Schärfen - Grundlagen (Vorsicht: sehr lang mit sehr vielen Bildern!)

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1. Vorwort
Für die technische Qualitätsbeurteilung eines Bildes wird gern und oft ein wichtiger Teilaspekt herangezogen: die Bildschärfe. Fotografen geben oftmals viel Geld für eine hochwertige Ausrüstung aus, in der Hoffnung, damit maximale Bildqualität zu erreichen, verschenken aber andererseits viel Bildqualität, indem sie nicht die idealen Schärfungsmethoden auf ihre Bilder anwenden.

Für viele beginnt und endet digitales Schärfen mit der Unscharfmaskierung (USM). USM ist allerdings nur der Anfang. Es gibt noch viel mehr Schärfungsmethoden. USM und andere Methoden bilden dabei aber lediglich die Basis für sehr viel differenziertere und leistungsfähigere Schärfungstechniken.

Dieser Grundlagenartikel soll zunächst einmal verschiedene Schärfungsmethoden vorstellen. Allerdings soll dabei nicht das Schärfen an sich auf einen möglichst einfachen Workflow reduziert werden. Das würde den Methoden nicht gerecht werden. Es geht nicht darum, aufzuzeigen, dass diese oder jene Einstellungen in den Werkzeugen zu machen sind und danach einfach per "OK" eine optimale Schärfung zu erzielen ist. Es geht vielmehr darum, Methoden als Ausgangsbasis für eine dem Bild angepasste Schärfung in Bezug auf das Ausgangsmaterial und dem beabsichtigten Einsatzzweck vorzustellen. Es sollen der Gebrauch sowie Stärken und Schwächen der Methoden gezeigt werden, um den Bildbearbeiter in die Lage zu versetzen, selbst geeignete Methoden - auch in Kombination - zu finden und anzuwenden, so dass ein Bild eine individuelle ideale Schärfung erfährt. Denn die optimale Schärfungsmethode für alle Bilder gleichermaßen gibt es nicht.

Im Laufe der Zeit sollen - hauptsächlich im Bezug auf die Software "Adobe Photoshop" - vorgestellt werden (leicht auf andere Software zu übertragen):

- USM (Unscharfmaskierung)
- Selektiver Scharfzeichner (PS CS2)
- Hochpass Schärfung
- LAB basiertes Schärfen mit Hilfe des Helligkeitskanals
- das Verblassen Werkzeug
- Ebenen basiertes Schärfen mit Hilfe der Überblendmodi
- Schärfungsmasken
- Kantenmasken
- Dreistufiges Schärfen
- Schärfungs-Zusatzmodule (Plugins)


Dieser Grundlagenartikel ist aufgeteilt in die folgende Abschnitte:

1. Vorwort

2. Was ist Schärfe?
2.1 Wozu ist Schärfung nötig?
2.2 Wie funktioniert digitales Schärfen?

3. Wie funktioniert das Unscharf maskieren?
3.1 Grundgedanken zum Schärfen

4. Das Unscharfmaskieren (Filter USM)
4.1 Stärke
4.2 Radius
4.3 Schwellenwert
4.4 Die richtigen Einstellungen finden - Schritt für Schritt
4.5 Weitere Betrachtung

5. Ein Beispiel: die Bristlecone Kiefer
6. Ein Beispiel: wilde Beeren

7. Schärfung aus einem Guss - Probleme, Probleme und noch mehr Probleme

8. Zwischenspiel

9. Selektiver Scharfzeichner (Photoshop CS2)
9.1 Selektiver Scharfzeichner - Entfernen
9.2 Selektiver Scharfzeichner - Mitteltöne
9.3 Selektiver Scharfzeichner - Lichter
9.4 Selektiver Scharfzeichner - Tiefen
9.5 Der Selektive Schärfefilter - eine Verbesserung, aber ...

10. Hochpass Schärfung
10.1 Hochpass Schärfung - ein echter Gewinn

11. Zwischenspiel

12. LAB basiertes Schärfen

13. Das Verblassen-Werkzeug

14. Ebenenbasiertes Schärfen - Luminanz-Methode
14.1 Ebenenbasiertes Schärfen mit der Luminanz-Methode - ein Weg in die richtige Richtung

15. Zwischenspiel

16. Selektives Schärfen und Analyse
16.1 Schärfungsmasken
16.2 Ausschließendes Maskieren der Schärfung
16.3 Einschließendes Maskieren der Schärfung
16.4 Modifikation der Schärfung einer Ebene durch Malen in der Maske
16.5 Die Leistungsfähigkeit von Ebenen mit Schärfungsmasken
16.6 Mehrfache Schärfungsebenen

17. Zwischenspiel

18. Kantenmasken - Der Beginn
18.1 Kantenmasken - der einfache Weg
18.2 Kantenmasken - der komplexe Weg
18.3 Warum mit dem komplexen Weg plagen?
18.4 Kantenmasken - noch mehr Leistungsfähigkeit
18.5 Höhere Stufen der Schärfung
18.6 Zweifaches Schärfen
18.7 Kantenmasken - ein Teil der Lösung



(Freie Übersetzung mit freundlicher Genehmigung des Autors des Originalartikels Ron Bigelow)
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Diskussionen, Anregungen und Korrekturvorschläge bitte im Diskussionsthread
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Alt 18.10.2005, 13:05   #2
scorpio
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Standard AW: Digitales Schärfen - Grundlagen

2. Was ist Schärfe?
Das prinzipielle Konzept der Schärfe ist allgemein bekannt und relativ leicht verständlich. Selbst fotografisch ungeschulte Menschen können auf Anhieb beurteilen, ob ein Bild scharf oder unscharf ist. Die technische Erklärung des Schärfebegriffes ist aber wohl nur wenigen geläufig. Selbst wenn man anerkannt gute Fotografen nach der Definition fragt, wird man meist nur einen erstaunten Blick ernten. Allerdings ist das Verständnis, was Schärfe ist, grundlegend dafür, dass die verschiedenen Schärfungswerkzeuge optimal angewendet werden können. Weiter noch: Das Verständnis der Funktionsweise der Schärfungswerkzeuge ist Voraussetzung, um die best möglichen Bildresultate zu erzielen.

Schärfe wird durch zwei Faktoren bestimmt: Auflösung und Konturenschärfe. Die meisten Menschen denken bei Schärfe im Grunde an Auflösung. Auflösung bezeichnet die Fähigkeit, feinste Details abzubilden. Um dies zu testen, verwenden so genannte Testcharts Linien, die immer feiner zusammenlaufen. Die Auflösung wird im allgemeinen in Linienpaare/mm (LP/mm) gemessen. Je mehr Linienpaare eine Optik darstellen kann, desto größer ist ihre Auflösung. Hochwertige Optiken haben ein besseres Auflösungsvermögen als weniger hochwertige, so dass die Detailauflösung eines Bildes in großem Maße von der Ausrüstung abhängig ist. Manipulationen am Bild können Details zerstören, aber mit keiner Methode kann Detailauflösung erzeugt werden, wo keine war. Schärfung hat aber mit Auflösung sehr wenig zu tun.



Konturenschärfe hat mit Kontrast zu tun. Mit dem Kontrast benachbarter Pixel. Das menschliche Auge in Verbindung mit dem umsetzenden Gehirn interpretiert ein helles Pixel neben einem dunklen Pixel als Kante. Je enger der Übergang von hell zu dunkel ist (sprich: je höher der Kontrast), desto schärfer erscheint die Kante zu sein. Dies zeigt Bild 1. In beiden Bildern, Bild 1 und Bild 2, liegt ein hellgraues Rechteck neben einem dunkelgrauen. In Bild 1 ist der Übergang sehr eng, so dass der Kontrast und somit die Kantenschärfe sehr hoch ist. In Bild 2 sind die selben Graustufen abgebildet, allerdings mit einem viel weiteren Übergang von hell zu dunkel, so dass der Kontrast und somit die Kantenschärfe deutlich geringer ausfällt. Das Auge sieht im zweiten Bild ein weitaus "unschärferes" Bild.
Zu beachten ist hier, dass die Schärfeempfindung in Bild 1 und die Unschärfeempfindung in Bild 2 nichts mit der Auflösung zu tun haben. Einzig und allein die unterschiedlichen Kantenkontraste erzeugen das Schärfeempfinden.

Einer der wichtigsten Punkte im Verständnis der Schärfemethoden resultiert aus dieser Erkenntnis: Schärfungswerkzeuge verändern die Schärfe im Bild durch Veränderung der Kantenkontraste. Sie erhöhen keineswegs in irgend einer Art die Detailauflösung des Bildes. Sie vermögen lediglich Details, die bereits im Bild sind, durch Erhöhung der Kantenkontraste hervorzuheben.

Das wiederum bringt einen weiteren wichtigen Punkt in der Anwendung von Schärfungsmethoden in den Vordergrund: Kein Schärfungswerkzeug vermag ein aufgrund von falsch gesetztem Fokuspunkt unscharfes Bild zu einem scharfen Bild zu machen, also den Fokus zu reparieren. Schärfungsmethoden und Werkzeuge arbeiten also am besten mit detailreichen Bildern mit einer exakten Grundschärfe, wie sie mit der entsprechenden Ausrüstung und der richtigen Fotografiertechnik zu erzielen sind.
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Alt 18.10.2005, 13:31   #3
scorpio
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Standard AW: Digitales Schärfen - Grundlagen

2.1 Wozu ist Schärfung nötig?
Schärfung erhöht also den Kantenkontrast in Bildern. Das wirft die Frage auf: "Warum ist es überhaupt nötig, in digitalen Bildern den Kantenkontrast zu erhöhen?". Schließlich ist das bei Bildern von analogem Film ja nicht nötig. Die Antwort liefert der Sensor. Die Sensoren in Digitalkameras bestehen - vereinfacht ausgedrückt - aus einer Reihe von Pixeln. Jedes Pixel nimmt Licht an einem kleinen Bereich des Sensors auf. Dazu kommt - mit Ausnahme des Foveon-Sensors -, dass jedes Pixel auch nur eine Farbe aufnimmt (entweder Rot, Grün oder Blau).



Bild 3 zeigt eine Skizze eines solchen Sensors mit 16x16 Pixeln. Jeder farbige Kasten soll einen Pixel darstellen. Ein echter Sensor besteht aus Millionen solcher kleinen Pixeln.



Nun stellen wir uns eine Blume wie in Bild 4 vor. Um ein Bild von dieser Blume zu machen, muss das Licht von der Blume reflektiert werden und durch das Objektiv auf den Sensor gelangen. Nun ist interessant, was mit den Kanten passiert.



Bild 5 zeigt eine Vergößerung des Blütenblattes. Es wurde hier ein Ausschnitt gewählt, der einen hohen Kontrast aufweist. Auf der Blattseite ist der Farbton fast reines Weiss, während der Hintergrund schon fast schwarz ist. Für die Analyse wurden nun drei Punkte im Bild gewählt. Punkt 1 auf dem fast weißen Blatt, Punkt 2 im fast schwarzen Hintergrund und Punkt 3 genau auf der Kante zwischen den beiden. Nun betrachten wir, wie diese Punkte auf dem Sensor abgebildet werden. (Der Einfachheit halber betrachten wir hier die Farben "schwarz" und "weiss", nicht die vom Sensor registrierten Farben Rot, Grün und Blau).



Bild 6 verdeutlicht, wie die Sensoren diese Bildpunkte erfassen. Pixel 1 zeichnet den weißen Teil der Blume auf, Pixel zwei das Schwarz des Hintergrundes. Pixel 3 hat allerdings ein Problem: Die Kante verläuft genau hindurch. Ein Teil will Weiss aufzeichnen, ein anderer Schwarz. Nun ist das aber nicht möglich, also zeichnet dieses Pixel 3 einen Grauton auf. Wenn unser Auge die Blume betrachtet, sieht es eine klare Abgrenzung von Schwarz zu Weiss. Der Sensor hat aber die Kante als Grau aufgezeichnet, somit also den Kontrast herabgesetzt. Genau das ist einer der beiden hauptsächlichsten Punkte, warum digitale Bilder nachgeschärft werden müssen: Bei Kanten, die durch einen Sensorpunkt (PIxel) laufen, wird der Kontrast durch die Aufzeichnung herabgesetzt.

Der zweite Grund für die Notwendigkeit, digitale Bilder zu nachzuschärfen, liegt in der Farbaufzeichnung des Sensors. Wie oben angesprochen kann jedes Pixel des Sensors nur eine einzige Farbe aufzeichnen. In Wirklichkeit können sie nicht einmal das. Die Pixel sind farbenblind und zeichnen nur Helligkeiten auf.
Doch wie entstehen dann die Farben? Ganz einfach: durch Farbfilter und Software. Über dem Sensor liegt ein Farbfilter, das so genannte "Bayer-Pattern", der für jedes Pixel nur eine bestimmte von drei Farben des Lichtes durchlässt. Einige Pixel sehen also nur Rot, andere nur Blau und die restlichen nur Grün. Die Kamerasoftware errechnet nun aus den Informationen der einzelnen Pixel und dessen Nachbarn für jedes Pixel einen Farbwert. Dieser Prozess wird "Bayer Interpolation" genannt.

Diese Interpolation verursacht auch eine Veringerung der Konturenschärfe im Bild. Die Interpolation könnte zum Beispiel bei farbnahen Kontrasten weiche Zwischenwerte errechnet haben. Das Auge sieht einen klaren Kontrast, die Software weicht diesen aber auf.

Unabhängig von der Ursache des Verlustes von Konturenschärfe ist aber Abhilfe möglich: das Nachschärfen.
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Alt 18.10.2005, 13:36   #4
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2.2 Wie funktioniert digitales Schärfen?
Digitales Schärfen soll den Verlust von Kantenkontrasten ausgleichen. Das wird dadurch erreicht, dass die dunkle Seite einer Kontrastkante ein klein wenig dunkler gemacht wird und die helle Seite ein klein wenig heller.


Bild 7 zeigt skizziert das Histogramm einer Kontrastkante. Links sind die dunklen Tonwerte, rechts die hellen.
Das erste Histogramm zeigt den Kontrast, wie unser Auge ihn wahrnimmt. Der Übergang von Hell zu dunkel ist abrupt, wir sehen einen scharfen Kontrast.
Das zweite Histogramm zeigt den Kontrast, wie eine Digitalkamera ihn aufnimmt. Der Übergang ist aufgeweicht und weiter, nicht so abrupt wie im ersten. Wir nehmen den Kontrast deutlich unschärfer wahr.
Das dritte Histogramm zeigt den Kontrast nach einer digitalen Schärfung. Die Schärfung bestand in der Absenkung der Tonwerte auf der dunklen Seite und der Anhebung auf der hellen. Obwohl es auch nun noch einen weiten Übergang von dunkel zu hell gibt, ist insgesamt der Kantenkontrast angehoben worden und erzeugt einen deutlich schärferen Eindruck.
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Alt 18.10.2005, 13:58   #5
scorpio
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3. Wie funktioniert das Unscharf maskieren?
Wer hat sich eigentlich noch nicht gefragt, warum ein Werkzeug zum Schärfen von Bildern "Unscharf maskieren" heisst? Nun, die Bezeichnung kommt aus der analogen Dunkelkammertechnik. In Zeiten, als Dunkelkammern die Arbeitsstätten der Bildbearbeiter waren und Bildbearbeitungssoftware noch gar nicht existierte, nahm man ein Negativ, um davon eine unscharfe Kopie zu erzeugen. Man legte nun das scharfe Originalnegativ und die unscharfe Kopie übereinander und belichtete damit das Fotopapier. Der so erzeugte Abzug machte einen deutlich schärferen Eindruck als ohne diese Prozedur.

USM macht im Grunde nichts anderes, nur eben digital. USM versucht Kanten zu finden und dunkelt die dunkle Kantenseite ab, während es die helle weiter aufhellt, wie oben in Bild 7 gezeigt. Das Problem an der Sache ist nur, dass USM nicht so einfach in der Lage ist, diese Kanten zu finden. Es findet viel mehr die Stellen im Bild mit einem hohen Kontrast.
Um das zu erreichen, greift das USM-Werkzeug auf die analoge Dunkelkammertechnik zurück: Es erzeugt eine Kopie des Scharfen Bildes auf einer eigenen Ebene, zeichnet diese weich (macht sie unscharf), legt die Ebenen übereinander und untersucht nun die Unterschiede der Tonwerte des Originals und der unscharfen Kopie.


Bild 8 zeigt, wie USM Kontraste findet.
Skizze 1 zeigt eine leicht unscharfe Kante, Skizze 2 ist eine weichgezeichnete Kopie der Skizze 1, Skizze 3 zeigt beide übereinander gelegt.
Die Tonwerte der Ebenen werden nun von einander abgezogen und übrig bleibt die Kontrastkante. Nun kann USM den Kontrast an der Kante erhöhen. Die Prozedur wird in den Bildern 9 und 10 noch einmal deutlich gemacht.


Bild 9 zeigt ein Bild mit vielen Kontrastkanten.


Bild 10 zeigt, wie USM diese Kanten identifiziert hat. Die Kanten sind die helleren Linien, während Bereiche ohne Kanten dunkel sind. Nachdem USM den Kontrast an den so gefundenen Kanten angehoben hat, zeigt sich ein Bild mit einem deutlich schärferen Eindruck als das Bild, welches die Kamera aufgenommen hat.
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Alt 18.10.2005, 14:08   #6
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3.1 Grundgedanken zum Schärfen
Da wir nun die theoretischen Grundlagen der digitalen Schärfung umrissen haben, stellt sich die Frage: "Wie soll ein Bild denn nun geschärft werden?". Die meisten Fotografen werden hier mit USM beginnen. In der Tat ist USM das meist genutzte Schärfungswerkzeug. Es hat drei Kontrollregler, deren korrekte Einstellung die maximal mögliche Bildqualität ergibt. Andererseits kann man aber mit einer unsachgemäßen Einstellungen Bilddetails, die der Fotograf mit allen möglichen Mitteln versucht hat aufzuzeichnen, unwiederbringlich zerstören. Wir wollen hier versuchen, die optimalen Einstellungen des Werkzeugs zu finden, aber ebenso die Schwächen dieses Werkzeugs aufzeigen. Das ist wichtig, um in nachfolgenden Artikeln Lösungswege zu zeigen, die diese Probleme aus der Welt zu schaffen helfen.

Im folgenden zunächst einmal eine etwas allgemeine Betrachtung, die für alle Schärfungstechniken Gültigkeit hat. Diese "Faustregeln" haben natürlich - wie alle Faustregeln - Ausnahmen, dienen aber ganz gut als Ausgangspunkt für eigene Betrachtungen der Schärfungstechniken.

- Monitore und Drucker verwenden unterschiedliche Techniken, um ein Bild zu erzeugen (Monitore arbeiten additiv, Drucker subtraktiv), unterschiedliche Farbräume, Software usw. Folglich ist es nicht möglich, am Monitor exakt die Schärfe eines Ausdrucks vorherzusagen. Sicherlich kann man einen recht guten Vorabeindruck gewinnen. Mit steigender Erfahrung im Umgang mit den Schärfungswerkzeugen gelingt das sogar immer besser. Um allerdings maximale Qualität aus den Bildern herauszuholen, ist die Prüfung des Schärfeeindrucks immer am Ausdruck vorzunehmen.

- Wenn man Bilder zur Schärfebeurteilung auswertet, sind nur zwei Vergrößerungsstufen am Monitor sinnvoll: 100% (1:1 Pixel) und 50%. Die 100%-Ansicht zeigt die Pixel 1:1 so auf dem Monitor an, wie sie im Bild sind. Ein Pixel im Bild ist ein Pixel auf dem Monitor. Das ermöglicht die Beurteilung des notwendigen Schärfungsradius. Die 100%-Ansicht ist aber ungeeignet einen Eindruck davon zu erzeugen, wie das Bild auf einem Tintenstahldrucker ausgedruckt wohl aussehen wird. Das kann die 50%-Ansicht besser. Für andere Druckverfahren eignen sich eventuell andere Vergrößerungsstufen, das sollte man experimentell austesten. Andere Ansichten sollten möglichst nicht verwendet werden, da die anzeigende Software für die Ansichten die Bilddaten verrechnen muss, um das Bild auf den Monitor zu bekommen. Je nachdem, wie diese Software arbeitet (interpoliert), ist das Ergebnis völlig unbrauchbar zur Schärfebeurteilung.

- Das Schärfen sollte möglichst weit zum Schluss der Bildbearbeitung vorgenommen werden, da die Ergebnisse einer frühen Schärfung durch nachfolgende Bildbearbeitung wieder zunichte gemacht werden können.

- Die optimale Einstellung für die Schärfung eines Bildes ist immer bildabhängig. Zur Bestimmung der optimalen Schärfung sind zu betrachten: Eingangsmaterial (Digitalkamera, Scanner, abfotografierter Film ...), der Bildinhalt (feine Details, ausgedehnte Flächen ...), das Ausgabegerät (Tintenstrahldrucker, Monitor, Ausbelichtung ...) und die Ausgabegröße. Hierzu gibt es aber keine allgemein gültige Regel. Es gibt kein "Nutze diese Einstellungen und deine Ausgaben werden immer perfekt sein!". Das mag sich schrecklich anhören, heutzutage in den Zeiten von automatischer Belichtung, Autofokus, Auto-Weißabgleich, Auto-Bildstabilisierung usw. Wenn die Bilder gut werden sollen, muss man wissen, was man tut. Auch die erhältlichen Zusatzmodule (Plugins) helfen nur, näher an das Optimum heran zu kommen, die manuelle Feinarbeit nehmen aber auch sie dem Fotografen nicht ab. Auch bei den Modulen muss man einfach wissen, was sie tun und wie sie das Bildergebnis beeinflussen, um die optimalen Einstellungen für jedes Bild individuell finden zu können. Dazu sind eben die oben angesprochenen Bestimmungsmerkmale zu berücksichtigen und die Feinabstimmung der Schärfungswerkzeuge entsprechend vorzunehmen. Wenn man nicht so großen Wert auf Perfektion legt, ist dazu weniger Wissen und Erfahrung erforderlich.
Für manch einen Fotografen reicht es durchaus aus, wenn er lernt, wie ein einmaliges USM auf ein Bild anzuwenden ist oder vielleicht reicht ihm sogar ein Schärfungs-Modul, welches ihm selbst diese Arbeit abnimmt. Wir wollen aber mehr
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scorpio ist offline  
Alt 18.10.2005, 14:14   #7
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4. Das Unscharfmaskieren (Filter USM in Photoshop)
USM ist ein Werkzeug zum Schärfen von digitalen Bildern. USM identifiziert Bereiche im Bild, die einen hohen Kontrast aufweisen, um dann diesen Kontrast zu erhöhen. Dieses Werkkzeug ist wohl eines der beliebtesten und am meisten verwendeten Schärfungswerkzeuge, wird aber in vielen Fällen nicht korrekt angewandt. Um die besten Resultate mit diesem Werkzeug zu erzielen, ist es notwenig zu wissen, was die Einstellungen bewirken. Wir werden uns diese Einstellmöglichkeiten nun einzeln ansehen und dann ein allgemeines Verfahren kennen lernen, um die jeweils besten Einstellwerte zu finden.

Der Filter USM wird in Photoshop über das Menü "Filter - Scharfzeichnungsfilter - Unscharf maskieren" geöffnet.


Bild 11 zeigt den Filterdialog mit den drei Reglern Stärke, Radius und Schwellenwert.
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Geändert von scorpio (22.09.2006 um 14:43 Uhr)
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Alt 18.10.2005, 14:21   #8
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4.1 Stärke
Die Stärke gibt in einem Bereich von 1% bis 500% an, wie stark der Filter auf das Bild angewendet werden soll. Je höher der Wert, desto intensiver ist die Schärfung. Die Stärke definiert, um wieviel der Kontrast an den Kanten angehoben wird, das heisst, sie beeinflusst, wie die hellen und dunklen Pixel für die Kontrasterhöhung an den Kanten gebildet werden.




Die Bilder 12 bis 15 zeigen (in 50%-Ansicht) die Auswirkung der Veränderung der Stärke. Radius und Schwellenwert wurden hierzu nicht verändert. Bild 12 zeigt das Bild ohne Schärfung. Offensichtlich ist es für einen Druck viel zu weich. Bild 13 zeigt das Bild mit einer Stärke von 75%. Die Struktur der Flaschen, des Holzes und der Wand ist sichtbar deutlicher geworden. Bei Bild 14 wurde die Stärke auf 160% angehoben, hier zeigen sich schon Zeichen von Überschärfung. Bild 15 ist mit 500% völlig überschärft. Hier sieht man deutlich, dass eine zu starke Schärfung Details zerstört, anstatt sie zu betonen.

Wichtiges Fazit hier: Nicht immer hilft viel auch viel. Der Trick ist es, die optimale Einstellung zu finden, ohne an das Maximum zu gehen. Das Erhöhen der Stärke ausgehend vom ungeschäften Bild bringt immer mehr Details zu Tage, bis zu einem bestimmten Punkt. Ab diesem Punkt bringt weitere Erhöhung der Stärke gar nichts, außer dem deutlichen Hervortreten von Schärfungsartefakten.
Im Hinterkopf sollte man dabei auch die beabsichtigte Ausgabegröße haben. Größere Drucke vertragen mehr Schärfung als kleine.
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Geändert von scorpio (22.09.2006 um 14:48 Uhr)
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Alt 18.10.2005, 14:36   #9
scorpio
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4.2 Radius
Der Radius bestimmt, wie weit die Kontrasterhöhung von den Kanten weg erfolgen soll. Ein kleiner Radius bedeutet, dass die Schärfung direkt an den Kanten erfolgt, ein größerer bezieht auch die benachbarten Pixel mit ein.
Wie anfangs erwähnt, erzeugt USM eine weich gezeichnete Kopie des Bildes, überlagert sie und berechnet die Tonwertdifferenzen. Der Radius ist der Wert, der diese Weichzeichnung bestimmt. Es ist wichtig zu wissen, dass ein Radius von einem Pixel keineswegs bedeutet, dass die Schärfung nun auch auf einen Pixel Breite von der Kontrastkante wirkt. In Wirklichkeit beeinflusst er - weil er die Weichzeichnung der Kopie bestimmt - weitaus mehr Pixel.




Die Bilder 16 bis 19 zeigen (bei 50%-Ansicht) die Auswirkungen des Radius. Stärke und Schwellenwert wurden hierzu nicht verändert. Bild 16 zeigt das Bild ohne Schärfung. Bild 17 zeigt das Bild mit einem Schärferadius von 1.0. Es zeigt leichte Verbesserungen in der Bildschärfe, die aber noch nicht für einen guten Ausdruck reichen. Eine Erhöhung des Radius auf 2.7 (Bild 18) bringt die Struktur des Holzes und die des Farbauftrages der Schrift deutlich hervor. Dies scheint eine gute Einstellung für den Ausdruck auf einem Tintenstrahler zu sein. Bild 19 zeigt das Bild mit einem Radius von 7.0 An diesem Punkt sind schon deutliche Anzeichen für Überschärfung zu sehen, was diese Einstellung für Ausdrucke unbrauchbar macht.

Genau wie bei der Stärke ist auch beim Radius nicht notwendiger weise mehr auch besser.
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Geändert von scorpio (22.09.2006 um 14:48 Uhr)
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Alt 18.10.2005, 14:41   #10
scorpio
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4.3 Schwellenwert
Der Schwellenwert bestimmt, wie groß der Tonwertunterschied zwischen zwei Pixeln sein muss (zwischen 0 und 255), damit die Schärfung darauf angewendet wird. Eine Einstellung von "0" bedeutet, jeglicher Tonwertunterschied ist zulässig, die Schärfung wird auf alle Pixel angewendet. Hohe Werte führen dazu, dass nur Bereiche im Bild mit einem hohen Tonwertunterschied einer Schärfung unterzogen werden. Ein Schwellenwert von "5" zum Beispiel führt dazu, dass nur Bereiche im Bild geschärft werden, deren angrenzende Pixel sich mindestens 5 Stufen im Tonwert unterscheiden. Der Schwellenwert wird also dazu benutzt, Bereiche im Bild mit wenig Kontrast von der Schärfung auszuschließen. Er ist auch hilfreich, um nicht unerwünscht das Rauschen im Bild zu verstärken.




Die Bilder 20 bis 23 zeigen (in 50%-Ansicht) die Auswirkung des Schwellenwertes. Die Werte für Stärke und Radius wurden hierbei nicht verändert. Bild 20 zeigt das ungeschärfte Bild. In Bild 21 wurde der Schärfefilter angewendet. Zwischen Bild 20 und 21 sind deutliche Unterschiede zu sehen. Im Bild 20 ist z.B. sehr wenig Detail im Federkleid. Diese Details treten in Bild 21 deutlich hervor. Das ist sehr gut. Allerdings hat die Schärfung auch das Rauschen verstärkt. Das ist weniger gut. Um mit diesem Problem fertig zu werden, erhöhen wir den Schwellenwert. Bild 22 zeigt das Bild mit einem Schwellenwert von 2, dadurch wurde das Rauschen ein wenig verringert. Gleichzeitig wurde aber auch die Detailzeichnung im Federkleid verringert. Eine weitere Erhöhung des Schwellenwertes auf 10 in Bild 23 hat fast das gesamte Rauschen unterdrückt, jedoch gehen dabei auch fast alle Details im Federkleid verloren.

Wieder sehen wir, dass höhere Werte nicht unbedingt bessere Ergebnisse erzeugen. Normalerweise ist es sinnvoller, den Schwellenwert mit sehr vorsichtigen Werten zu benutzen, um feine Details nicht zu zerstören. Wir werden im Laufe dieser Reihe über Schärfungsmethoden geeignetere Verfahren als den Schwellenwert des USM-Filters kennen lernen, um auch mit dem Rauschen fertig zu werden.
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