DOCMA Workshop: "Scharfzeichnen" - Doc Baumann

Ein Bild lässt sich mehr oder weniger stark schärfen; das Resultat kann überzeugend oder übertrieben aussehen. Ist der Eingriff zu heftig, wird das Foto schlechter statt besser und wirkt künstlich. Je nach Ausgangsmaterial bietet Photoshop verschiedene Wege oder Umwege an, um zum optimalen Ergebnis zu gelangen.

Während Schärfen die beim Fotografieren oder Scannen entstandene Unschärfe möglichst verschwinden lassen möchte, fügt Weichzeichnen einem Bild gezielt Unschärfe hinzu. Doch während es nur eine optimale Schärfe gibt – mit unterschiedlichen Ausprägungen von schwach bis extrem (und darüber hinaus) –, existieren diverse Erscheinungsformen der Unschärfe: Neben realistischen Varianten, die falsches Fokussieren bei der Aufnahme nachahmen oder die Bewegung von Kamera oder Objekten, gibt es künstliche Effekte, die so beim Fotografieren nicht vorkommen, aber ein Bild trotzdem bereichern können, wenn Sie damit eine Aussage unterstreichen.

Schärfen gehört zu fast jeder grund­legenden Foto-Optimierung. Oft reicht einfaches Anwenden des Filters „Unscharf maskieren“, in anderen Fällen müssen Sie vielleicht mit mehreren Ebenen oder Alphakanälen arbeiten.

Auge, Kamera und Bild
Richtig scharf wäre ein Foto nur dann, wenn jedem Punkt einer sichtbaren Szene ein Punkt auf dem Chip der Kamera oder auf dem Film entspräche. Selbstverständlich geht das nicht, aber selbst, wenn man die unterschiedlichen Größen etwa eines Autos und seines Bildes außer Acht lässt, kann das aufgenommene Bild deshalb nicht von optimaler Schärfe sein, weil es eigentlich nur eine einzige Ebene der aufgenommenen Szene gibt, deren von der Kamera – genauer: der Filmbühne – gleich weit entfernte Punkte vom Objektiv scharf abgebildet werden. Alle anderen Punkte, die näher oder weiter entfernt liegen, werden als kleine Kreise wiedergegeben. Die Bildinformation des Punktes ist im Bild also über eine mehr oder weniger große kreisförmige Fläche verteilt. Der Grund dafür ist, dass von diesen Objekten reflektierte Lichtstrahlen nicht pa­rallel einfallen (was sie bei mehr als 300-facher Objektivbrennweite ungefähr tun) und von den Linsen genau auf die Filmbühne fokussiert werden, sondern der Brennpunkt ein wenig davor oder dahinter liegt. Der Schnitt durch das Strahlenbündel ist damit ein kleiner Kreis.

Bis zu einer gewissen Ausdehnung ist das zu vernachlässigen, weil unsere Augen diese winzigen Unschärfekreise trotzdem noch als scharf wahrnehmen. Daher spricht man in der Praxis auch nicht von Ebenen der Schärfentiefe, sondern von Zonen. Da es nicht nur um einen Bildpunkt geht, sondern um sehr viele, überschneiden sich all diese Kreise und vermischen sich. Die Bildinformationen sind also nicht mehr zu trennen und können nachträglich nicht mehr auf scharfe Punkte zurückgeführt werden.

Alles, was sich mit digitaler Unterstützung erreichen lässt – sofern das Foto nicht allzu unscharf erscheint –, ist das Verstärken von Kontrasten, um zumindest den Eindruck höherer Schärfe zu erzielen. Die genannten Voraussetzungen verdeutlichen aber auch, dass sich ein wirklich unscharfes Bild mit Photoshop nicht zu einem scharfen machen lässt; jedenfalls zu keinem, das man gern anschauen möchte. Anders sieht es unter technischen Aspekten aus, wenn man zum Beispiel das unscharfe oder verwischte Foto eines Nummernschildes wieder erkennbar machen möchte.

Fast alle Digitalbilder sind im Originalzustand unscharf; das liegt weder an Ihnen als Fotograf noch an einem unzulänglichen Objektiv, sondern daran, wie das Bild auf dem Chip zustande kommt. Es gibt drei Sensortypen für rote, blaue und grüne Bereiche des Spektrums. Da jeder Sensor nur eine der drei Farben registriert, müssen die dabei entstehenden Farb­lücken durch Berechnung aufgefüllt werden. Die Kamera nimmt diese Schärfung bereits vor, sofern man diese Funk­tion nicht abschaltet und Photoshop überlässt, das es besser kann. So sind etwa Fotos im Raw-Format ungeschärft. Jedes Digitalfoto sollte also nachgeschärft werden – allerdings erst am Ende seiner digitalen Bearbeitung, wenn Sie wissen, wie groß es in welchem Medium präsentiert werden soll. Ein Bild im Web mit 72 ppi (Bildpunkte pro Zoll) benötigt ganz andere Schärfewerte als eins für den Druck mit 300 ppi.

Nachschärfen funktioniert meist über die Erhöhung von Kontrasten, also die Verstärkung von Helligkeitsunterschieden an Konturen. Der Kontrast wird verstärkt, indem die Pixel – also die digitalen Bild­elemente – entlang der dunklen Seite einer solchen Kontur zusätzlich abgedunkelt werden, während Photoshop die auf der helleren Seite noch heller macht. Damit ist auch klar, warum sich der Effekt leicht übertreiben lässt: Wählen Sie zu hohe Filterwerte, fallen diese Konturränder, die man als Artefakte bezeichnet, deutlich ins Auge und dienen nicht mehr der Verbesserung des Bildes, sondern machen es unbrauchbar.

Interessanterweise macht sich genau diese eben beschriebe Erscheinung auch in der Dunkelkammer bemerkbar – ja, darüber hinaus sogar beim Sehen selbst! Beim Entwickeln werden Kontrastkanten leicht überbetont; das ist kein gezielter Eingriff, sondern ein Neben­effekt der Chemie, weil Entwicklerflüssigkeit, die nicht zum Schwärzen benötigt wird, nebenan in etwas höherer Konzen­tration zur Verfügung steht.

Beim Auge spricht man von „rezeptiven Feldern“: Im Zentrum eines solchen kreisförmigen Feldes liegt eine Sinneszelle, die Licht empfängt. Über eine Zwischenschicht von Nervenzellen in der Netzhaut ist dieses Zentrum mit weiteren umliegenden Sehzellen gekoppelt. Wird nun zum Beispiel die mittlere Zelle mit einem Lichtreiz stärkerer Helligkeit gereizt und das Umfeld mit einem schwächeren, führen die umgebenden Zellen zu einer Hemmung der Nervenerregung – der Fachbegriff dafür ist laterale Inhibi­tion –, wodurch der wahrgenommene Helligkeitsunterschied stärker erscheint, als er auf Grund seiner physikalischen Stärke tatsächlich ist.

Wir sehen damit bereits nach fast demselben Prinzip, das Scharfzeichner anwenden: Schärfer und kontrastreicher, als unsere visuelle Umwelt „eigentlich ist“. Nicht einmal das Auge liefert also dem Gehirn ein unbearbeitetes Raw-Bild; wir haben unsere eigenen Scharfzeichnerfilter.

Unscharf maskieren
Dieser Filter, den Sie im Menü der Scharfzeichnungsfilter finden, trägt den etwas verwirrenden Namen „Unscharf maskieren“ – eine Begriffskombination, die zunächst widersinnig erscheint. Was wir erreichen wollen, ist ja zunehmende Schärfe und keine Unschärfe. Die Bezeichnung stammt aus der Dunkelkammerzeit. Die Filteroberfläche besteht aus sechs Komponenten: Dem ­Vorschaufenster (den dort angezeigten Bereich legen Sie durch Verschieben mit dem Hand-Symbol oder Klicken ins Bild fest, markiert durch den quadratischen Rahmen); die ­Option „Vorschau“ zeigt den Effekt auf das komplette Bild angewandt; mit dem Plus- und Minus-Zeichen unter der Vorschau können Sie ein- und auszoomen. Besonders wichtig sind die drei Regler und Eingabefelder für Schärfe, Radius und Schwellenwert.

Unscharf maskieren: Stärke
Betrachten wir zunächst, welche Veränderungen der Regler „Stärke“ nach sich zieht; der Zahlenwert in dem ihm zugeordneten Feld ändert sich beim Verschieben automatisch, kann aber auch direkt per Tastatur eingegeben werden. Während die Werte für „Radius“ unverändert bei 100 und für „Schwellenwert“ bei 5 blieben, wurde – von oben nach unten – der Prozentwert für „Stärke“ auf 50, 100, 200, 400 und 500 (der Maximalwert) gesetzt. Scharf abgebildete Holunderbeeren werden überschärft, leicht flaue wirken scharf, unscharfe erhalten etwas härtere Konturen.

Tipp: Geben Sie Werte über die Tastatur ein, können Sie von einem Zahlenfeld zum nächsten mit der Tab-T­aste springen. Wählen Sie eine Zahl aus, lässt sie sich mit den Pfeiltasten erhöhen oder absenken, bei zusätzlich gedrückter Umschalttaste in Zehnerschritten.

Unscharf maskieren: Radius
Bei diesen fünf Beispielen blieben die Werte von „Stärke“ (100) und „Schwellenwert“ (5) unverändert, während der „Radius“ Regler von oben nach unten nacheinander auf 1, 5, 10, 20 und das Maximum von 250 Pixel gesetzt wurde. „Radius“ bestimmt, wie weit der beeinflusste Bereich um jedes einzelne Pixel ausgedehnt wird. Bereits in der zweiten Reihe sind viele Details in den hellsten (Lichtern) oder dunkelsten Bereichen (Tiefen) verschwunden. Die dritte Reihe ist sichtbar überschärft und wirkt nicht mehr natürlich, die beiden unteren sind noch übertriebener. Wie Sie später sehen werden, bringt aber erst die richtige Abstimmung der drei Regler die besten Ergebnisse.

Tipp: Das Schärfungsergebnis lässt sich im Vorschaufeld des Filters nur bei einer Ansichtsgröße von 100 Prozent richtig abschätzen.

Unscharf maskieren: Schwellenwert
Für den „Schwellenwert“-Regler habe ich ein anderes Bildbeispiel ausgesucht, weil es hier vor allem darauf ankommt, schon im Foto auftretende Störungen in Form von Rauschen – also die Auflösung von Farbflächen in deutlich unterscheidbare Bildpunkte unterschiedlicher Helligkeit und Farbe – nicht unnötig zu verstärken. Dieser Wert bestimmt, ab welcher Kontrastschwelle benachbarte Pixel nicht geschärft werden; je niedriger der „Schwellenwert“, um so stärker werden auch die Störungen hervorgehoben. Bei zu hohem Wert dagegen entsteht kaum noch eine sichtbare Kontrast­anhebung. Oben sehen Sie das Originalbild, außen stark vergrößert die Spitze des Efeublattes am rechten Rand. „Stärke“ lag bei 100, „Radius“ bei 5 Pixel. Der Schwellenwert stieg von 0 über 5 auf 10 und schließlich 50 (untere Reihe).

Parameter-Kombinationen 1
Wie die Beispiele auf dieser Seite zeigen, hängt das Schärfungsergebnis nicht von einem Wert allein ab, sondern immer von der Kombination aller drei Parameter (wobei „Schwellen­wert“ hier durchgängig bei 5 stand. Profis gehen meist von einem „Stärke“-Wert zwischen 100 und 300 aus, wenden einen „Radius“ zwischen 0,5 und 3,0 an und einen „Schwellenwert“ von 1 bis 10. Letztlich hängt die Kombination der drei Werte vom konkreten Bild ab; es sollten weder Details ver­loren gehen noch erkennbare Randartefakte entstehen, und die Schärfung sollte angemessen sein.

Parameter-Kombinationen 2
Betrachten wir die Kombinationsmöglichkeiten an einem anderen Beispiel. Links oben sehen Sie einen Ausschnitt aus dem Originalfoto. Rechts oben wurde mit den Werten geschärft: „Stärke“ 100, „Radius“ 2, „Schwellenwert“ 1; links unten mit 100/5/1, rechts unten mit 100/5/5. Die Version links unten ist deutlich überschärft, da nicht nur Details wie Wimpern, Augenbrauen oder Iris klarer hervortreten, sondern – unerwünscht – auch Störungen der Hautstruktur. Das wurde unten rechts durch das Anheben des „Schwellenwertes“ wieder zurückgenommen.

Tipp: Wenn Sie in Fachbüchern mitunter die Abkürzung USM finden, dann handelt es sich hierbei um eine knappe Bezeichnung des hier vorgestellten Filters durch seine Anfangsbuchstaben Un-Scharf-Maskierung.

Parameter-Kombinationen 3
Noch einmal andere Werte am selben Beispiel: Links oben „Stärke“ 50, „Radius“ 10 Pixel, „Schwellenwert“ 5, rechts oben 50/20/5, links unten 50/50/5, rechts unten 50/50/1. Bei Schärfungen für die Verwendung von Bildern am Monitor können Sie das Ergebnis nach dem beurteilen, was Sie sehen; für zu druckende Bilder kann leicht überschärft werden. Wichtig ist aber in allen Fällen: nehmen Sie die Schärfung – mit welchen Werkzeugen auch immer – erst ganz am Ende vor; auf jeden Fall müssen Größe und Auflösung der Datei feststehen.

Tipp: Die Auswirkungen vieler Filter hängen auch stark von der Datei-Auflösung ab: Wenn „Unscharf maskieren“ in einer Datei mit 72 ppi angewandt wird, ist der „Radius“-Wert natürlich ein ganz anderer als bei 300 ppi.

Unerwünschte Verstärkung von Störungen
Zwei Varianten unerwünschter Begleitumstände zu starken Schärfens wollen wir noch einmal näher unter die Lupe nehmen. Zu­­nächst das Verstärken vorhandener Störungen. Diese können mehrere Ursachen haben; auf Seite 17 war es das Korn eines gescannten Dias, hier ist es das Rauschen auf Grund des überforderten Kamera-Chips (die Aufnahme entstand nachts bei Mondlicht mit sehr langer Belichtungszeit). Oben links steht das Ausgangsbild, rechts da­neben die mit 100/1/0 geschärfte Fassung. Unten links eine Vergrößerung daraus, unten rechts derselbe Bereich nach alternativem Filtern mit Herauf­setzen von „Schwellenwert“ auf 30.

Kontur-Artefakte
Während man mit Störungen vergleichsweise selten zu tun hat, tritt ein anderes lästiges Phänomen des Scharfzeichnens häufiger auf: Die Bildung von aufhellenden oder abdunkelnden Rand-Artefakten entlang starker Kontrastkanten. Bei den Ästen ist das nach Schärfen mit den Werten 200/5/0 sehr deutlich zu erkennen, noch ausgeprägter ist der Effekt bei weiter heraufgesetzten Werten (500/10/0) im Falle der weißen und schwarzen Pinselspur auf grauem Grund (rechte Hälfte des Feldes). ­Diese Wirkung ist so extrem, dass man sie im Bedarfsfall als eigen­ständigen grafischen Effekt einsetzen kann.

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Geposted von murat am 18:33, August 7 2009

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