Bildbearbeitung:
Vier W-Fragen bei der digitalen Bildschärfung (1)

Der nachfolgende, mehrteilige Übersichtsartikel soll helfen, einige Antworten auf grundsätzliche Fragen (warum, wie, wann und was) der digitalen Bildschärfung zu finden.

Warum?

Fangen wir in diesem ersten Teil gleich mit der fundamentalen Frage an: “unter welchen Voraussetzungen müssen digitale Bilder überhaupt geschärft werden?” Die eindeutige, jedoch nicht ohne weiteres erhellende Antwort auf diese Frage ist: “bei Kameras mit Tiefpaß- bzw. Antialias-Filter immer”. Was ist damit gemeint?

Unschöne Überlagerung der periodischen Strukturen des Bildwandlers mit denen des Backsteinmusters (Quelle: Wikipedia)

Unschöne Überlagerung der periodischen Strukturen des Bildwandlers mit denen des Backsteinmusters (Quelle: Wikipedia)

Bei der Entwicklung der Digitalkameras fiel alsbald auf, daß störende Treppchenbildungen bei Diagonalen (nicht zu verwechseln mit den Schärfungsartefakten) und sogenannte Moirés (siehe obenstehendes Bild) bei regelmäßigen Mustern im Bildmotiv auftraten. Dies hat damit zu tun, wie die Sensoren die Bildinformation in einem Raster aus Zeilen und Reihen aufnehmen.

Dieser störende Effekt kann nun durch besagten Tiefpaß- bzw. Antialias-Filter nicht völlig beseitigt, aber je nach Filterstärke gemindert werden. Verschiedene Ansätze kamen dabei zur Anwendung. Canon verwendet etwa einen starken und komplexen Polarisations-Filter mit getrennt vertikaler und horizontaler Verschiebung, um eine dosierte Unschärfe in die artefaktträchtigen Bereichen zu bringen, während Olympus bei der E-5 einen nur schwachen Filter verwendet.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß bei ausgewählten Modellen (etwa M8 und M9 von Leica, D800E von Nikon) auf einen solchen Filter verzichtet wurde (genauer gesagt wird der Effekt des Antialias-Filters durch einen Alias-Filter aufgehoben).

Es erinnert schon ein wenig an die “Quadratur des Kreises” – bemißt man den Effekt des Tiefpaß- bzw. Antialias-Filters zu stark, droht Detailverlust; verzichtet man darauf, schafft man Artefakte, welche durch die nachfolgende Bildbearbeitung nicht mehr bzw. nur auf Kosten einer bildzerstörenden Weichzeichnung beseitigt werden können. Noch komplizierter wird es durch die Variabilität der Motive – Landschaftsszenen sind naturgemäß weniger moirégefährdet wie Architektur- oder Strukturmotive.

Doch genug der technischen Erörterungen, es soll ja hier mehr um praktische Belange gehen. In diesem Sinn können wir als Normalfall des heutigen Entwicklungstands festhalten, daß die nötige Bildschärfung zunächst dem Ausgleich des Effekts des besagten Tiefpaß- bzw. Antialias-Filter dient.

“Bei mir kommen die Bilder aber scharf aus der Kamera! Was soll also die ganze Diskussion?”

Dies gilt, wenn die Bilder im sogenannten JPG-Format aufgenommen wurden, was angesichts der gegenüber dem RAW-Format deutlich geringeren Dateigrößen und den “fertig wirkenden” Bildern durchaus Charme hat. Darüber hinaus hat das JPG-Format für Schnappschüsse, Skizzen und Erinnerungsbilder oder auch in der auf rasche Bildfolgen angewiesenen Sportfotografie zweifelsohne seine Berechtigung.

Doch hat dieser Ansatz auch entscheidende Nachteile. Beim JPG-Bild greifen bereits kameraintern (also unwiderruflich) Algorithmen im Sinne der Kontrast-, Sättigung- und Schärfeerhöhung. Das JPG-Format ist zudem ein verlustbehaftetes Dateiformat, viele Bildinformationen gehen bereits in der Kamera unwiderruflich verloren (…). Eine weitere Ausarbeitung und ein größerer Druck der Bilder sind somit nur noch sehr eingeschränkt, unter Inkaufnahme von heftigen Bearbeitungsartefakten möglich.

Der Weg zum perfekt ausgearbeiteten Bild und zur anspruchsvollen Fotografie führt insofern (nicht nur meine Rede übrigens) gewiß nicht über das JPG-Format mit seinen kamerainternen Automatismen, sondern über das RAW-Format mit der Möglichkeit (und Notwendigkeit) der manuellen Ausarbeitung einschließlich einer wohldosierten Schärfung.

“Haben die früheren Fotografen dann nicht nachgeschärft, da die Filme keine solchen Artefakte kennen?”

Doch, haben sie. Zwar hatten Analogfotografen mit besagten Widrigkeiten tatsächlich nicht zu kämpfen. Da unsere optische Wahrnehmung jedoch auf Kanten und Linien hin optimiert ist, wurde bereits früher geschärft, um die Bilder auf dem Abzug plastischer und knackiger wirken zu lassen. Drei wesentliche Werkzeuge standen dafür zur Verfügung: eine zarte Nachzeichnung bildwichtiger Details mittels feiner Pinsel und spezieller Farbe (wohlgemerkt für jeden Abzug separat; besser kann man die “Liebe zum Bild” wohl kaum ausdrücken); durch Variation der Entwicklerlösungen und der Papiergradation sowie durch gezieltes Abwedeln und Nachbelichten (eine Verstärkung des Kontrasts bedingt eine Verbesserung des Schärfeeindrucks); und last not least durch das “Unscharf Maskieren” (mehr dazu im nächsten Teil; eine elektronische Version dieses historisch wichtigen Verfahrens hat auch in Photoshop als gleichnamiges Schärfungsinstrument Einzug gefunden).

Soweit in diesem ersten Teil zum “Warum”. Im folgenden zweiten Teil geht es um das “Wie” des Schärfens …

 

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