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Digitales Schärfen - Grundlagen (Vorsicht: sehr lang mit sehr vielen Bildern!)

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scorpio

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Teammitglied
Themenersteller
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)
Alle Rechte vorbehalten.
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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.

bild01.jpg


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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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).


bild03.jpg

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.


bild04.jpg

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.


bild05.jpg

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).


bild06.jpg

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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AW: Digitales Schärfen - Grundlagen (Vorsicht: sehr lang mit vielen Bildern!)

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.

bild07.jpg

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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AW: Digitales Schärfen - Grundlagen (Vorsicht: sehr lang mit vielen Bildern!)

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.

bild08.jpg

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.

bild09.jpg

Bild 9 zeigt ein Bild mit vielen Kontrastkanten.

bild10.jpg

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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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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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.

bild11.jpg

Bild 11 zeigt den Filterdialog mit den drei Reglern Stärke, Radius und Schwellenwert.
 
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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.


bild12.jpg
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bild14.jpg
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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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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.


bild16.jpg
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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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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.


bild20.jpg
bild21.jpg

bild22.jpg
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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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4.4 Die richtigen Einstellungen finden - Schritt für Schritt
Ok, nun wissen wir also, was die Einstellungen jede für sich bewirken. Wir wissen aber immer noch nicht, wie denn nun die richtigen Einstellungen im Zusammenspiel für ein Bild aussehen. Wie am Anfang erwähnt gibt es allerdings leider kein Patentrezept. Niemand wird sagen können: "Nimm als Stärke dies, als Radius das und als Schwellenwert jenes". Deshalb schauen wir uns ein Verfahren an, um die jeweils besten Einstellungen zum Schärfen eines Bildes selbst zu erarbeiten.

Schritt eins: Schärferadius einstellen.
Der Schlüssel zu einem korrekt geschärften Bild ist der Radius, also stellt man ihn auch zuerst ein. Hat man den richtigen Radius gefunden, findet man die Werte für die Stärke und den Schwellenwert viel einfacher.

Der richtige Radius ist von mehreren Faktoren abhängig. Zunächst einmal vom Aufnahmegrät, vom Ausgabegerät und der beabsichtigten Ausgabegröße. Die meisten Fotografen werden ihre Aufnahmen mit einem oder zwei Aufnahmegeräten machen und sie vielleicht auf einem oder zwei verschiedenen Geräten ausgeben sowie eine kleine überschaubare Anzahl von Ausgabegrößen bevorzugen. Ich zum Beispiel nehme meine Bilder mit meiner Digitalkamera auf und gebe sie vorzugsweise auf meinem Tintenstrahldrucker in Größen von 10x15cm oder 20x30cm aus. Das vereinfacht die Prozedur ungemein. Sobald wir eine gewisse Erfahrung mit unseren Aufnahme- und Ausgabegewohnheiten gesammelt haben, wird das Finden der richtigen Einstellungen mehr und mehr zu einer Konstante und weniger zum aufwändigen Experimentieren. Wir können uns dann auf die beiden Hauptfaktoren konzentrieren, die den Schärferadius bestimmen.

Diese Hauptfaktoren sind Bildinhalt und Bildauflösung. Mit Blick auf den Bildinhalt ist das Wichtigste hier die Größe der Bilddetails. Je feiner die Details, desto kleiner muss der Radius sein, um diese herauszuarbeiten. Je grober die Details, desto größer darf der Radius sein. So benötigt also das Bild eines Pfaus mit seiner feinen Federzeichnung einen sehr viel kleineren Radius als das relativ glatte Gesicht eines Kleinkindes. Allerdings spielt die Bildauflösung auch eine Rolle. Feine Detail, aufgenommen mit einer geringen Bildauflösung, werden auf wenige Pixel verteilt. Also ist ein kleiner Radius erforderlich. Im Gegensatz dazu erfordert das gleiche Bild mit den gleichen Details bei höherer Bildauflösung einen größeren Radius, weil die Details auf viel mehr Bildpixel verteilt sind.

Berücksichtigen wir alle diese Faktoren, wie finden wir dann den korrekten Wert für den Radius? Folgendermaßen lassen sich in der Regel gute Resultate erzielen:
Wir stellen den Radius zu Anfang auf einen Wert zwischen 1 und 3 und die Stärke des USM-Filters ziemlich hoch, sagen wir um die 300%-500%, wobei der Schwellenwert bei 0 bleibt. Wahrscheinlich produziert das jetzt eine Überschärfung. Aber das macht nichts, weil wir ja sehen wollen, wie sich eine Radiusänderung im Bild auswirkt. Nun verändern wir in der 100%-Ansicht die Radiuseinstellung. Unser Ziel ist es, den Punkt zu finden, an dem Bilddetails durch Überschärfung anfangen zu verschwinden oder dass Schärfungshalos (deutlich zu helle Linien) an den Kontrastkanten entstehen. An diesem Punkt verringern wir den Radius um einen geringen Wert. Dies ist unsere Ausgangsbasis. Ausgangsbasis deshalb, weil der Wert sich nach einer Beurteilung eines Testausdrucks durchaus noch ändern kann.

An dieser Stelle spielt natürlich auch ein wenig Erfahrung eine Rolle. Mit der Zeit entwickelt der Fotograf eine gewisse Routine bei der Beurteilung der Schärfe am Monitor, um dann bei weiteren Bildern nur mehr wenig am Radiusregler spielen zu müssen, damit sich der gewünschte Schärfeeindruck einstellt.

Sobald wir mit dem Schärfeeindruck zufrieden sind, ist es an der Zeit, dass wir uns mit den anderen beiden Reglern befassen.


Schritt zwei: Stärke einstellen.
Der folgende Schritt dient dazu, die notwendige Stärke des Filters einzustellen. Für einen beabsichtigten Ausdruck auf einem Tintenstrahldrucker ist es empfehlenswert, die Ansicht auf 50% zu stellen (für andere Ausgabegeräte muss man eine entsprechende Einstellung der Ansicht herausfinden). Wir verändern nun die Stärke so, dass das Bild ganz leicht überschärft wirkt. Wir bedenken dabei allerdings, dass größere Ausdrucke eine größere Portion Schärfung vertragen.

Schritt drei: Schwellenwert einstellen.
Der Schwellenwert wird zum Schluss eingestellt. Auch diese Einstellung nehmen wir bei der 50%-Ansicht vor, wenn das Bild für den Ausdruck auf einem Tintenstrahldrucker vorgesehen ist. Der Schwellenwert wird nun so verschoben, dass glatte Bereiche vor Schärfung geschützt werden, dabei aber eventuell vorhandenes Rauschen nicht verstärkt wird. Das wird in den meisten Fällen ein recht kleiner Wert sein. Bei rauscharmen Digitalkameras ist es sinnvoll, den Schwellenwert auf 0 zu lassen und die glatten Bereiche mit anderen Methoden vor dem Schärfen zu schützen.

Abschließend gilt es, die Einstellungen mit einem Testausdruck zu überprüfen und gegebenenfalls die Einstellungen anzupassen.
 
AW: Digitales Schärfen - Grundlagen (Vorsicht: sehr lang mit vielen Bildern!)

4.5 Weitere Betrachtung
Die Einstellungen des USM-Filters sind nicht voneinander unabhängig. Wenn zum Beispiel der Radius erhöht wird, muss die Stärke verringert werden, um eine Überschärfung zu vermeiden. Höhere Schwellenwerte können höhere Stärke notwendig machen usw. Die Kombinationsmöglichkeiten der drei Regler sind schier unendlich. Um sich vor dem verrückt werden zu schützen konzentriert man sich am besten darauf, als erstes den korrekten Radius in Abhängigkeit von Bilddetails und Bildauflösung zu finden. Wenn das passiert ist, verändert man Stärke und Schwellenwert so, dass sich der beabsichtigte Schärfeeindruck einstellt. Mit anderen Worten: man folgt den oben beschriebenen drei Schritten. ;)
 
AW: Digitales Schärfen - Grundlagen (Vorsicht: sehr lang mit vielen Bildern!)

5. Ein Beispiel: die Bristlecone Kiefer
Die Bilder 24 bis 30 zeigen ein Foto, dass den Prozess der drei Schritte durchläuft.

bild24.jpg

Bild 24 (in der 50%-Ansicht) zeigt das ungeschärfte Bild. Eine genaue Betrachtung zeigt uns, das es viele feine Details enthält. Das Foto wurde mit einer 8 Megapixel Digitalkamera gemacht, so dass die Auflösung annehmbar sein sollte. Die feinen Details lassen aber trotzdem vermuten, dass hier ein sehr kleiner Radius des USM-Filters notwendig sein wird.

Wir beginnen in der 100%-Ansicht damit, den Radius des Filters auf der Wert 1 zu stellen, die Stärke stellen wir auf einen hohen Wert von 400% und lassen den Schwellenwert bei "0". Die hohe Stärke benutzen wir, um die Auswirkung einer Veränderung des Schwellenwertes besser beurteilen zu können.

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Die Bilder 25 bis 27 zeigen die Auswirkungen verschiedenen Radien.

Die Ausgangseinstellung von Radius 1 ist gut dazu geeignet, die Veränderungen im Bild beurteilen zu können, wenn der Radius verändert wird. Schieben wir den Regler langsam nach rechts, um den Wert zu erhöhen, so werden schnell die Details im Bild angegriffen. Bei Radius 2 (Bild 25) sind die Details erheblich zerstört. Offensichtlich ist ein größerer Radius bei diesem Bild - wie vorausgesagt - ungeeignet. Nun verringern wir den Radius. Bei einem Wert von 0.8 springen uns plötzlich Details entgegen, die wir so im Bild gar nicht vermutet hätten. Fast wie Magie (Bild 26). Eine weitere Verringerung des Radiuswertes auf 0.4 bringt keine weiteren Details hervor, sondern lässt das Bild weicher erscheinen (Bild 27). Es ist nun wichtig, die Bilder 26 und 27 zu vergleichen. Während Bild 26 härter und rauher wirkt als Bild 27, enthält es doch alle Details, die auch im Bild 27 sind. Der rauhe Eindruck ist völlig ok an dieser Stelle, da er durch die hohe Stärkeeinstellung bewirkt wird, die ja später noch korrigiert wird. Eine Einstellung von 0.8 erscheint uns also ideal, um die Details herauszuarbeiten, ohne sie zu zerstören oder aufzuweichen.

Nun stellen wir die Monitoransicht auf 50%, um den Schwellenwert und die Stärke anzupassen.

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Die Bilder 28 bis 30 zeigen die Auswirkungen verschiedener Werte. Bild 28 zeigt wieder das ungeschärfte Bild. Bild 29 zeigt das Bild mit den augenblicklich eingestellten Werten des USM-Filters: Radius 0.8, Stärke 400% und Schwellenwert 0. Bild 29 zeigt uns außerdem, dass ein Wert von 400% für die Stärke sicherlich zu hoch ist. Mit einigem Experimentieren kommen wir auf einen Wert von 225%, der für dieses Bild angemessen erscheint. Da das Bild kein Rauschen und keine gleichförmigen glatten Flächen enthält, besteht kein Grund, den Schwellenwert von "0" zu verändern. Bild 30 zeigt das Foto in seinem endgültigen Zustand mit den gefundenen Werten von Radius 0.8, Stärke 225% und Schwellenwert 0. Am Monitor mag es ein wenig überschärft erscheinen, was aber für ein Bild, welches ausgedruckt werden soll, völlig ok ist. Ein Testausdruck wird uns zeigen, ob unsere gefundenen Werte noch ein wenig verändert werden müssen, oder ob wir mit dem Ergebnis zufrieden sein können.
 
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6. Ein Beispiel: wilde Beeren
Die Bilder 31 bis 37 zeigen ein weiteres Foto, welches mit Hilfe des Drei-Schritte-Prozesses per USM-Filter geschärft wurde.

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Das Bild 31 zeigt wieder (in 50%-Ansicht) das ungeschärfte Ausgangsbild. Augenfällig ist, dass dies ein völlig anderes Beispiel darstellt als das vorherige. Dieses Bild enthält keine feinen Details, eher grobere. Es wurde ebenso wie das vorherige mit einer 8 Megapixel Digitalkamera gemacht, so dass auch hier eine gute Bildauflösung vorliegt. Mit diesen Informationen können wir annehmen, dass das Bild einen größeren Schärfungsradius braucht als das Bristlecone Beispiel.

Bei einer Ansicht von 100% starten wir den USM-Filter mit einem Radius von 2.5. Die Stärke setzen wir auf 350%, während der Schwellenwert zunächst bei 0 bleibt.

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Die Bilder 32 bis 34 zeigen das Bild mit den verschiedenen Werten für den Radius.

Wie im ersten Beispiel braucht es ein wenig Spielerei mit dem Radiusregler, um herauszufinden, wie eine Änderung das Bild beeinflusst. Wir stellen schnell fest, dass wir bei diesem Bild ein Problem haben. Weil die Beeren eine ziemlich glatte Oberfläche ohne feine Details haben, ist schlecht festzustellen, wann der Radiuswert zu groß wird. Zwar ist zu beobachten, dass die Oberfläche der Beeren rauher wird, aber es ist kein eindeutiger Wert auszumachen, an dem zu sehen ist, dass Details verloren gehen, so wie es im Bristlecone-Beispiel war. Aber keine Sorge, das bekommen wir schon hin. Eine genaue Betrachtung des Bildes zeigt uns, dass der mittlere Wassertropfen auf der Beere sehr wohl feine Details aufweist. Dies zeigt auch das Bild 34 bei einem Radius von 1.0. An Bild 32 kann im Gegensatz dazu gesehen werden, dass mit einem Radius von 5.0 diese Details zerstört wurden. Irgendwo zwischen Radius 1.0 und 5.0 ist also der ideale Wert zu suchen. Weitere Experimente mit dem Radiusregler und dessen Auswirkung auf die Details im Tropfen zeigen uns, dass dies der Wert 2.3 ist (Bild 33).

Für die Einstellung des Schwellenwertes und der Stärke stellen wir wieder auf die 50%-Ansicht um.

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Die Bilder 35 bis 37 zeigen diesen abschließenden Prozess. Bild 35 ist wieder das ungeschärfte Bild, Bild 36 zeigt die gegenwärtigen Einstellungen Radius 2.3, Stärke 350% und Schwellenwert 0.

Es überrascht nicht, dass eine Stärke von 350% zu viel ist, was auch Bild 36 offenbart. Wir finden durch Verstellen des Reglers heraus, dass 150% ein guter Wert ist, um den gewünschten Schärfeeindruck zu erzeugen. Nun ist es wichtig, die glatten Bereiche im Bild vor einer Überschärfung zu schützen. Wir können beobachten, dass der USM-Filter auch versucht, die Oberfläche der Beeren zu schärfen, was allerdings einen etwas unnatürlichen Eindruck erzeugt. Die Erhöhung des Schwellenwertes auf 3 verhindert dies, ohne jedoch Details im Bild signifikant zu beeinflussen. Bild 37 zeigt das Bild mit den endgültigen Einstellungen Radius 2.3, Stärke 150% und Schwellenwert 3.

Wie immer zeigt uns ein Testausdruck, ob wir mit diesen Einstellungen richtig liegen oder ob Feinabstimmung nötig ist.
 
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7. Schärfung aus einem Guss - Probleme, Probleme und noch mehr Probleme
Da wir nun so viel Zeit damit verbracht haben, die umfangreichen Grundlagen-Informationen zum Schärfen zu verstehen, erwarten wir natürlich den anerkennenden Schlag auf die Schulter, weil wir nun das Bildschärfen beherrschen. Weit gefehlt! Ganz am Anfang dieses Artikels wies ich darauf hin, dass es hier darum geht, das Verständnis der Schärfungsmethoden zu schulen um uns in die Lage versetzen zu können, geeignete Verfahren zu erarbeiten. Wir kommen schnell dahinter, dass die Anwendung des USM-Filters auf das ganze Bild in einem Durchgang Probleme verursacht. Die Probleme bestehen darin, dass ein Bild aus unterschiedlichen Bereichen besteht, die unterschiedliche Schärfung benötigen. Um das zu verdeutlichen, ist Bild 38 angefügt, in dem drei Pfeile unterschiedliche Problemzonen zeigen.

bild38.jpg

Pfeil 1 zeigt den Fensterrahmen, der mit der korrekten Einstellung geschärft wurde. Das verwitterte Holz tritt sehr schön hervor, ohne überschärft zu sein. Allerdings scheint das Holz bei Pfeil 2 nicht so verwittert zu sein. Hier hat die Schärfung nicht genug gegriffen, um die Struktur des Holzes hervortreten zu lassen. Pfeil 3 zeigt die zementartige Masse, die benutzt wurde, um die Flaschen festzuhalten. Dieser Teil der Wand zeigt schon Anzeichen von Überschärfung. In diesem Bild kommen also drei Dinge zusammen: korrekte Schärfung, ungenügende Schärfung und Überschärfung. Alles in einem einzigen Bild und alles gleichzeitig.

Dies sind aber nicht die einzigen Probleme, die bei einem solchen eimaligen Schärfungsvorgang entstehen können. Ist in den Bildern sichtbar Rauschen vorhanden, so verstärkt die Schärfung dieses Rauschen noch, so dass es noch viel sichtbarer hervortritt, als es das vor dem Schärfen schon tat. Natürlich kann man den Schwellenwert anpassen, um das Schärfen von Bildrauschen zu unterbinden, aber das geht immer auf Kosten der Details im Bild.

Farbsäume an Kontrastkanten können unerwünscht verstärkt werden.

Die Schärfungsanforderungen an das Bild selbst stehen oftmal im Konflikt mit den Schärfungsanforderungen der Ausgabe. Nehmen wir zum Beispiel ein Bild mit vielen feinen Details. Um diese zu schützen, wählen wir eine moderate Schärfung, um die Detailzerstörung duch Überschärfung zu vermeiden. Was aber, wenn das Bild für einen größeren Ausdruck geplant ist, welcher höhere Schärfung verlangt?

Schärfung ist nie verlustfrei. Sie vermindert immer die Bildqualität und ist nicht rückgängig zu machen. Wir können nicht am nächsten Tag hingehen, und bei einem geschärften Bild die Schärfung zurücknehmen, um die Verluste zu eliminieren oder das Bild für eine andere Ausgabe zu schärfen.
 
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8. Zwischenspiel
Nachdem uns der USM-Filter einen ersten Einstieg in die digitalen Schärfungstechniken geliefert hat, hat er uns aber auch gezeigt, mit welchen Problemen er uns bei einer solchen einmaligen Anwendung auf das ganze Bild allein lässt. Das größte Problem ist die mangelnde Flexibilität des Filters, auf die Bedürfnisse des Bildinhaltes eingehen zu können. Er behandelt eben alles im Bild mit denselben Einstellungen von Stärke, Radius und Schwellenwert, egal, ob nun bestimmte Bildteile eine andere Einstellung benötigen würden.
Wenden wir uns deshalb zwei weiteren Methoden zu, die wir uns nun anschauen wollen.
Die erste neue Methode ist der ab Photoshop CS2 verfügbare selektive Scharfzeichner, der die Schärfung nach Tonwerten variieren kann. Die zweite Methode ist das Schärfen mit Hilfe des Hochpassfilters, was die Möglichkeit bietet, die Schärfung nachträglich zu verändern oder sogar ganz rückgängig zu machen.


Eine Anmerkung sei mir hier gestattet:
Die Auswirkungen der Schärfung in diesem Artikel mögen nicht immer sehr deutlich sichtbar zu sein, was unter Umständen an dem verwendeten Monitor liegen mag. Manche Veränderungen sind sehr fein, so dass sie nicht auf den ersten Blick ins Auge springen. Mir fällt das besonders bei Verwendung meines Laptops auf, auf dem ich manches gar nicht sehen kann, auf dem CRT-Monitor an meinem Desktop-Computer dagegen aber sehr deutlich.
 
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9. Selektiver Schärfefilter
Der selektive Schärfefilter von Photoshop CS2 ist ein Werkzeug, welches uns mehr Flexibilität gibt, was zu einer deutlichen Verbesserung beim Schärfen führt. Der Filter wird über das Menü "Filter - Scharfzeichnungsfilter - Selektiver Scharfzeichner" geöffnet.

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Bild 1

Wie wir sehen, benutzt er die Regler "Stärke" und "Radius". Diese Einstellungen funktionieren im Prinzip wie diejenigen im USM-Filter. Ein näherer Blick enthüllt allerdings Einstellungen, die der USM-Filter nicht hat. Diese Einstellmöglichkeiten bringen dem selektiven Scharfzeichner deutliche Vorteile gegenüber USM ein. Der erste Vorteil verbirgt sich hinter der "Entfernen"-Option. Diese Option erlaubt uns, zwischen drei verschiedenen Weichzeichnungmethoden für die Kantenkontrasterzeugung auszuwählen (siehe weiter oben unter "Wie funktioniert das Unscharf maskieren?"). Diese unterschiedlichen Weichzeichnungsmethoden erzeugen unterschiedliche Scharfzeichnungsergebnisse, was für uns bedeutet, dass wir mehr Auswahlmöglichkeiten haben, die Schärfung auf das Bild abzustimmen.
Der zweite Vorteil verbirgt sich hinter den Karteireitern "Tiefen" und "Lichter". Die Einstellmöglichkeiten dort erlauben uns, unterschiedliche Schärfungsstärken auf die unterschiedlichen Tonwerte der Mitteltöne, der Schatten und der Lichter zu geben.
Ein weiterer Vorteil verbirgt sich hinter der Option "Genauer", welche die internen Rechenvorgänge der Schärfung eben genauer behandelt (und mehrfach durchführt ;)), dafür den Prozess aber etwas verlangsamt.
 
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9.1 Selektiver Scharfzeichner - Entfernen

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Bild 2

Das Bild 2 zeigt den Filterdialog mit geöffnetem "Entfernen"-Klappmenü, das uns drei Wahlmöglichkeiten bietet. Der "Gaußsche Weichzeichner" ist die Standardmethode, die auch der USM-Filter nutzt. Die Auswahl dieser Option wird in aller Regel deshalb auch dieselben Ergebnisse liefern wie USM.
Die Auswahl "Tiefenschärfe abmildern" produziert eine sehr viel feinere Schärfung als USM mit deutlich weniger Hang zu "Halos". Besonders Bilder mit feinen Details können hier profitieren.
Die Auswahl "Bewegungsunschärfe" ist für Bilder, bei denen sich aufgrund von Bewegungen Unschärfe in die Bilder geschlichen hat, welche hiermit ausgeglichen werden soll. Wir werden diese Option im Rahmen dieses Artikels aber nicht weiter verfolgen.

Die Bilder 3 bis 5 zeigen einen Bildausschnitt und die Effekte der Auswahl "Gaußscher Weichzeichner" und "Tiefenschärfe abmildern". Bild 3 zeigt den ungeschärften Ausschnitt. Wir sehen hier feine Details im Bild. Als Radius wurden 2.9 Pixel gewählt. Bild 4 zeigt das Resultat mit der Option "Gaußscher Weichzeichner". Es ist deutlich überschärft, was zu Detailverlusten führt. Der Hauptgrund dafür ist der zu groß gewählte Radius. Bild 5 zeigt denselben Ausschnitt mit demselben Radius von 2.9, allerdings mit der Option "Tiefenschärfe abmildern". Das Ergebnis ist deutlich besser, die Details wurden exzellent herausgearbeitet, ohne etwas zu zerstören.

Bild 3: keine Schärfung
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Bild 4: Schärfung mit "Gaußscher Weichzeichner", Bild 5: Schärfung mit "Tiefenschärfe abmildern"
 
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9.2 Selektiver Scharfzeichner - Mitteltöne

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Bild 6

Der zweite Vorteil des selektiven Schärfefilters ist die Möglichkeit, verschiedene Schärfestärken auf die verschiedenen Tonwertbereiche eines Bildes anzuwenden. Bild 6 zeigt ein Foto mit einem recht guten Tonwertbereich von hell bis dunkel. Der selektive Schärfefilter erlaubt uns nun, die verschiedenen Bereiche jeweils optimal zu schärfen.
Die Arbeit mit dem selektiven Schärfefilter beginnt im Grunde genau wie die mit USM. Zunächst werden für die Mitteltöne der Radius und die Stärke bestimmt, in dem man wie beim USM-Filter die optimalen Werte (Bild 1 oben) einstellt. Wie diese gefunden werden, haben wir weiter oben in diesem Grundlagenartikel ja herausgearbeitet. Genauso gehen wir nun hier vor. Der Radius bestimmt sich demnach je nach Bildinhalt und Bilddetail. Nachdem der optimale Radius gefunden ist, wird die Stärke eingestellt.

Bild 7 und 8 zeigen einen Ausschnitt mit Mitteltönen im Bild. Bild 7 zeigt das ungeschärfte Bild. Bild 8 wurde mit einem Radius von 1.4 und einer Stärke von 175% erzeugt. Das Bild zeigt mit diesen Werten eine passende Schärfe für die Mitteltöne.

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Bild 7, Bild 8
 
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9.3 Selektiver Scharfzeichner - Lichter
Nachdem wir nun für die Mitteltöne die passenden Werte ermittelt haben, geht's an die Lichter. Diese müssen vor dem Überschärfen geschützt werden, denn das kann ein Überstrahlen verursachen, welches nicht zu korrigieren ist. Wenn beispielsweise in hellen Bereichen feine Details sind, können diese durch zu starkes Schärfen zu reinem Weiß ausfressen, alle Details wären verloren. Wir müssen also eine zu starke Schärfung der Lichter vermeiden.

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Bild 9

Bild 9 zeigt den "Lichter"-Dialog. Auch dieser hat drei Regler. "Verblassen um" steuert, um wie viel Prozent die im Hauptmenü des Filters eingestellten Werte abgeschwächt werden. Je höher der Wert, desto größer die Abschwächung. 0% bedeutet keine Abschwächung der Filterwerte für die Lichter, 100% bedeutet volle Abschwächung, also keinerlei Anwendung der Schärfung auf die Lichter. Die "Tonbreite" bestimmt, auf welchen Tonwertbereich die Abschwächung angewendet wird. Ein kleiner Wert bedeutet, dass die Abschwächung nur auf die hellsten Bereiche im Bild Anwendung findet. Je höher der Wert, desto dunkler dürfen die Tonwerte sein, auf die die Abschwächung erfolgt. Der "Radius" in diesem Dialog bestimmt, in welchem Umkreis um ein bestimmtes helles Pixel geschaut werden soll, um den Tonwertbereich zu bestimmen, zu dem dieses Pixel gehört (also ob das Pixel zu den Mitteltönen, den Tiefen oder den Lichtern gehört).

Die Bilder 10 bis 12 zeigen einen Ausschnitt eines Bereichs mit hellen Steinen. Bild 10 zeigt das ungeschärfte Bild. Bild 11 zeigt die Auswirkungen der im Hauptdialog für die Mitteltöne eingestellten Werte (also 0% Abschwächung). Die helleren Bereiche scheinen schon ein wenig überschärft zu sein. Durch Abschwächen um 44% bei einer Tonbreite von 57 erhalten wir ein viel gefälligeres Ergebnis, was Bild 12 deutlich macht.

Bild 10
ss10.jpg

ss11.jpg
ss12.jpg

Bild 11, Bild12
 
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