Fachartikel

Von 1997 bis 2005 erschienen Artikel von mir in den Computerfachzeitschriften PC Intern und Internet Intern. Nachfolgend finden Sie alle erschienenen Artikel aufgelistet. Eine kurze Beschreibung zeigt Ihnen, worum es in dem Artikel geht. Klicken Sie einfach auf den Link, um den gesamten Artikel zu lesen. Die Bilder in den Artikeln sind mit vergrößerten Darstellungen verknüpft.

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Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung

Workshop: Heft 07/1997 (S. 163) 5 Seiten

Drucker, Scanner und Monitor kalibrieren

Immer mehr ist mit den neuesten Versionen der Bildbearbeitungsprogramme möglich, so daß es zahlreiche Fragen zu beantworten gilt: Welche Arten der Bildverfremdungen gibt es, wo sind die sinnvollen Einsatzgebiete? Und nicht zuletzt: Worin bestehen die Gefahren der Bildmanipulation am Computer?

Wo man auch hinsieht: Bilder über Bilder! Was aber davon ist real, was entstand im Rechner? Was ist handgemachte Kunst, was haben Computer produziert? Die Unterscheidung fällt oft schwer. Noch immer sind "handgemachte" Fotos die Basis vieler Arbeiten. Doch ist nach einer Bildbearbeitung häufig nicht mehr erkennbar, welche Bildteile der Realität entsprechen und welche im Rechner entstanden sind. Dabei sind oft nur einige Minuten Arbeitszeit nötig, um ein beeindruckendes Ergebnis zu erzielen.

Das Foto als Basis

Sie haben Fotos und Sie haben Ideen. Oder Sie haben Bilder und eine spezielle Aufgabenstellung. Der erste Schritt besteht nun darin, das Bild zu digitalisieren. Scannen Sie das Bild dazu entweder mit dem eigenen Flachbettscanner oder lassen Sie es in einem Fachbetrieb mit einem Trommelscanner scannen. Eine einfachere und billigere Möglichkeit besteht darin, Fotos im Fotofachhandel direkt auf eine Photo-CD überspielen zu lassen. Die dann vorliegende Qualität ist sehr gut. Für den semiprofessionellen Bereich ist die Qualität auch für Bilder geeignet, die anschließend gedruckt werden sollen.

Grundlegendes zum Pixelbild

Die Grundlage jeder Bildbearbeitung ist das einzelne Pixel. Je mehr Pixel sich auf einer festgelegten Strecke befinden, um so höher ist die Auflösung des Pixelbildes. Der Standardwert für Drucksachen liegt bei 300 Pixeln pro Inch.

Es gelten weitere Grundfaktoren für jedes Pixelbild: Jedes Bildschirmbild besteht grundsätzlich aus drei Kanälen; je einem Kanal für die Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB). Jeder dieser Kanäle beinhaltet ein Graustufenbild mit maximal 256 Helligkeitsstufen. Aus diesem Wert resultiert auch die maximal mögliche Anzahl von Farben, die für derartige Echtfarbenbilder verwendet werden können. Die 16,7 Millionen Farben ergeben sich aus der Multiplikation der drei Kanäle mit jeweils 256 möglichen Abstufungen (256x256x256 Farben). Mit Bildbearbeitungsprogrammen ist es nun möglich, diese vorhandenen Pixel im Rahmen der möglichen 256 Abstufungen pro Grundfarbe in ihrem Helligkeitswert zu verändern.

Der Einstieg

Mit der Kenntnis dieser grundlegenden, unveränderlichen Faktoren läßt sich die Arbeitsweise der Bildbearbeitungsprogramme gut nachvollziehen. Grenzen Sie den Bildbereich ein, auf den sich die Veränderungen auswirken sollen. Anschließend legen Sie fest, in welcher Art die einzelnen Pixel modifiziert werden sollen. Nehmen wir als Beispiel die Funktion "Aufhellen":

Jedes Pixel eines Bildes hat in den drei Farbkanälen einen der 256 möglichen Graustufenwerte zugewiesen bekommen. Das sind die Werte, die mit den RGB-Reglern bei der Farbauswahl angegeben werden. Wenn nun die Helligkeit des Pixels verändert wird, werden alle Werte der einzelnen Kanäle um den angegebenen Wert erhöht oder reduziert.

Bildinformationen erhalten

Ziel einer jeden Bildbearbeitung muß es sein, soviele Farbnuancen des Bildes wie möglich zu erhalten. Ein weiteres Beispiel soll die Erhöhung des Kontrastes sein. Legen wir dafür eine Skala von zehn unterschiedlich abgestuften Grautönen von reinem Weiß zu reinem Schwarz zugrunde. Auch bei einer Kontrastveränderung kann nichts anderes passieren, als daß die Helligkeit einzelner Pixel verändert wird. Eine Kontrastverstärkung entsteht dadurch, daß es auf der Skala keine zehn unterschiedlichen Farbtöne mehr gibt Sie finden auf dieser Skala nun mehrere "vollschwarze" Farben und mehrere "vollweiße" Farben. Die Anzahl der Farbtöne hat sich also reduziert. Diese Reduktion ist dauerhaft. Stellen Sie also im Anschluß eine Kontrastabschwächung ein, können die, "zerstörten" Farbpixel nicht wieder hergestellt werden. Eine Kontrastabschwächung bewirkt lediglich, daß das dunkelste Pixel nicht schwarz, sondern nur dunkelgrau ist, das hellste Pixel ist nicht hellweiß, sondern leicht grau. Die dazwischenliegenden Farben werden entsprechend abgestuft. Diejenigen Pixel, die bei der Kontrasterhöhung eine identische Farbe erhalten haben, also zum Beispiel schwarz sind, zeigen nach der Kontrastreduzierung natürlich beide denselben Grauton. Einmal verlorengegangene Pixel können nicht wieder eingefügt werden. Auch bei der Helligkeitsveränderung gehen Pixel verloren. Hat ein Pixel auf einem der Farbkanäle des RGB-Farbmodells bereits den Maximalwert von 255 - also Weiß - erreicht, kann er nicht weiter aufgehellt werden. Ein anderes Pixel, das aber nur mit dem Wert 254 versehen war, würde nun denselben Wert - 255 - aufweisen. Insofern ist auch bei diesem Verfahren eine Farbnuance verlorengegangen. Um diesen Informationsverlust zu vermeiden, gibt es natürlich in jedem Bildbearbeitungsprogramm andere Möglichkeiten, die möglichst viele Bildinformationen erhalten.

Der Gammawert verändert unsere Farbskala nur dadurch, daß die Nuancierung der Grauabstufungen anders aufgebaut ist. Es sind also feiner nuancierte dunkle Grautöne enthalten, die weiße Abstufung erfolgt zum Beispiel in größeren Schritten. Dadurch wird das Bild dunkler. Es wurde also eine Bildveränderung ohne Verlust an Farbnuancierung erzeugt. Wenn Sie diese grundsätzliche Arbeitsweise nachvollziehen können, werden Sie bessere Ergebnisse erzielen. Um bei unserem Beispiel zu bleiben: Je mehr abgestufte Grautöne ein Bild enthält, um so mehr Details können Sie erkennen. Der Fachmann spricht dann von einem größeren "Tonwertumfang". Die meisten Bildfehler lassen sich ebenso logisch nachvollziehen wie die geschilderte Erklärung der Kontrast- und Helligkeitsveränderung.

Effektfilter

Auch Spezialeffekte wie "Gemälde" basieren nur auf der Veränderung der einzelnen Pixel in einem Bild. Effekte tauschen Pixel aus und fassen sie zusammen, Gemälde zeigen zum Beispiel weniger Details. Die Programmfunktion lautet demnach also: Pixel innerhalb eines bestimmten Bereiches zu einem Farbton zusammenfassen und um einen vorgegebenen Wert im Bild versetzen. Die Arbeit des Programmierers besteht also darin, festzustellen, wie sich Verschiebungen und Zusammenfassungen von Pixelbereichen sowie deren Helligkeitsveränderung auf das Bild auswirken.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Das Foto der Allee wurde mit dem Effektfilter "Malstriche" in ein Gemälde umgewandelt

Stellt er nach dem Testen fest, daß eine Formel zur Veränderung eines Pixelbereiches so aussieht, als habe man mit dunklen Strichen über das Bild gemalt, so würde er den Effekt zum Beispiel "Dunkle Malstriche" nennen. In vielen Bildbearbeitungsprogrammen können Sie eigene Effektfilter definieren. Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich.

Zum praktischen Einsatz von Effektfiltern

Von der Theorie wollen wir nun in die Praxis wechseln. Eine Möglichkeit, mit Bildern wirkungsvoll zu arbeiten, sind die unzähligen Effekte, die in den meisten Bildbearbeitungsprogrammen vorhanden sind. Sie sehen ein solches Beispiel in der Abbildung der Allee in Form eines Gemäldes. Das Ergebnis sieht aus, als habe es ein Maler gemalt. Da Ihnen hier das Original gezeigt wird, haben Sie eine Orientierung, woraus das Endprodukt - das Gemälde - entstanden ist. In der Praxis erfahren Sie natürlich nicht, wie das Ausgangsprodukt aussah. Daher ist es gelegentlich schwer, die Herkunft aus dem Rechner zu erkennen. Achten Sie bei Ihrer Arbeit darauf, seltene Effekte zu benutzen. Viele der verfügbaren Effekte haben sich abgenutzt, weil sie zu häufig verwendet wurden. Denken Sie an die grau geprägten Reliefs oder die "Eselsohren" in vielen Werbeanzeigen. Am Beispiel der geprägten Landschaft sehen Sie, daß es auch Abwandlungen gibt, die Bilder noch interessanter erscheinen zu lassen. Farbige Reliefs, basierend auf den Originalfarben des Ausgangsbildes, stellen nicht alle Programme zur Verfügung. Das Beispiel entstand mit dem Programm Lumena, ehemals Vorreiter bei Bildbearbeitungsprogrammen auf DOS-Basis. Wenn Sie trotz allem unbedingt auf einen häufig verwendeten Effekt zurückgreifen wollen, versuchen Sie, die Standardvorgaben so weit zu verändern, daß sich das Ergebnis von der Masse abhebt.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Das farbige Relief wurde anhand der Farben des linken Originalbildes mit dem DOS-Programm Lumena erzeugt

Die Qualität des Ursprungsfotos zählt

Bedenken Sie bei Ihren Versuchen, daß nicht jedes Bild mit jedem Effekt wirkt. Ein Foto mit bildentscheidenden kleinen Details wäre für den gezeigten Effekt sicher nicht geeignet gewesen. Achten Sie außerdem darauf, daß Ihr Bild einen optimalen Kontrast und eine gute Schärfe aufweist. Gegebenenfalls führen Sie zuerst diese Optimierungen durch, bevor Sie den gewünschten Effekt anwenden. So schön Effekte aus dem Rechner sind, haben sie doch einen entscheidenden Nachteil: Ihnen fehlt fast immer jegliche Individualität. Jeder Maler hat seinen eigenen, unverkennbaren "Strich". Deshalb ist es auch - bis auf wenige Ausnahmen - immer möglich, Originale von Fälschungen zu unterscheiden. Dies ist bei einem Computereffekt nicht möglich. Durch die Vorgaben der Programmierer können zwei Personen ein absolut identisches Ergebnis erzeugen. Voraussetzung ist lediglich, daß beide Anwender dasselbe Ausgangsmaterial und dieselbe Software benutzen. Dem Ausgangsfoto kommt deshalb noch immer eine große Bedeutung zu. In der Kette ist das Ursprungsfoto das einzige Element, das individuell gestaltet wurde.

Bilder verzerren

Der Chinchilla belegt, daß nur mit Fachkenntnis zu sehen ist, daß dort Bildelemente verzerrt wurden. Da Ihnen sicherlich bekannt ist, wie ein Chinchilla in Natura aussieht, werden Sie bemerkt haben, daß das linke Bild das Original ist. Bei dem Foto des Trabanten fällt die Beurteilung schon leichter. Mit Verzerrungen können Sie auch Karikaturen herstellen. Das "menschliche Auto" entstand mit den Funktionen von Livepix, das auch in diesem Heft vorgestellt wird. Geringfügige Verzerrungen müssen im Endbild nicht auffallen. So drastische Änderungen wie beim Auto sind dagegen sehr auffällig. Sie erkennen das Original allerdings auch deshalb, weil Ihnen bekannt ist, wie bestimmte Gegenstände "auszusehen haben". Hätten Sie noch nie einen Trabant oder gar ein Auto gesehen, würden Sie unter Umständen auch die Karikatur als Original ansehen. Solange Gegenstände natürlich erscheinen, werden Sie als echt anerkannt.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Der linke Chinchilla ist nicht auf den ersten Blick als das Original zu identifizieren
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Die Verzerrung des Trabant ist sehr viel auffälliger, Original und "Fälschung" sind sofort zu erkennen

Das Foto hat als Echtheitsbeweis ausgedient

Dieser Umstand rührt auch daher, daß für viele Jahrzehnte ein Foto ein Beweis für Authentizität war. Erst mit den ersten Manipulationen eines Fotos im Fotolabor geriet dieser Mythos ins Wanken. Viele der Manipulationsmöglichkeiten des Fotolabors wurden auf die digitale Bildbearbeitung übertragen. Das Fliederbild zeigt eine Technik, die auch im manuellen Labor oft angewendet wurde. Damals mußte noch eine Doppelbelichtung durchgeführt werden, um die Leinenstruktur auf das Bild zu übertragen, heute gibt es dafür eine entsprechende Funktion in den meisten Bildbearbeitungsprogrammen.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Ein Effekt aus dem Fotolabor: Das links abgebildete Original wurde mit einer Leinenstruktur versehen

Heute ist es nicht unbedingt angebracht, zu glauben, was Sie "mit eigenen Augen gesehen haben". Bestimmt haben Sie das Eingangsbild von einer Hauszeile in Bremen kommentarlos zur Kenntnis genommen. Auch das Lesen des bisherigen Artikels wird Sie nicht veranlaßt haben, über den Wahrheitsgehalt dieses Bildes nachzudenken. Warum auch? Alles auf dem Foto sieht echt aus, was sollte daran auffallend sein? Auch der Titel des Artikels hat Sie bestimmt nicht stutzig gemacht. Selbst das unechte Auto im Hintergrund hat Ihre Meinung nicht geändert, daß dort alles mit rechten Dingen zugeht. Sie merken daran, daß Bildbearbeitung viel mit Erfahrungswerten des Menschen zu tun hat. Wenn Sie sich das zweite Bild mit dem selben Motiv auf dieser Seite ansehen, wird Ihnen auffallen, daß neben dem veränderten Himmel auch einige störende Kirchtürme aus dem Bild entfernt wurden. Um den Himmel interessanter zu gestalten, wurde dieser vollständig gegen den Himmel eines anderen Fotos ausgetauscht. Bei derartigen Veränderungen muß sehr penibel darauf geachtet werden, daß ähnliche Lichtverhältnisse herrschen, sonst wäre die Veränderung leicht erkennbar. Einen dokumentarischen Nutzen hat das einleitende Bild also jetzt nicht mehr. Daß es sich bei dem Bild auf dieser Seite auch wirklich um das "Original" handelt, müssen Sie dem Autor glauben. Einen Beweis gibt es nicht.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Originalbild des Einleitungsbildes mit "Originalhimmel" und noch vorhandenen Kirchtürmen

Sie können Kombinationen erzeugen, deren Ausgangsobjekte aus verschiedenen Genres stammen. Wir wählten dafür zwei Kombinationen aus, die gezeichnete Vorlagen und Fotos kombinierten.

Kombiniere

Bei vielen Kinofilmen werden Computergrafiken heute mit Fotos kombiniert. Dort wird im Gegensatz zu unseren Beispielbildern aber Realität vorgetäuscht. Unsere Beispiele verbergen ihren Ursprung nicht. Das "echte Kind" bewegt sich ebenso natürlich in einem gemalten Hintergrund wie die per Hand gezeichneten Trickfilmfiguren in dem realen Foto. Sie erstellen solche Kombinationen, indem Sie die nicht benötigten Bereiche mit Maskenfunktionen aus dem Bild entfernen und den restlichen Bildinhalt in ein anderes Bild einfügen. Collagen mehrerer Bilder aus einem oder unterschiedlichen Genres mit fließenden Übergängen sind weitere Beispiele solcher Kombinationen.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Reale und gezeichnete Bildbestandteile lassen sich kombinieren

Zeichnen und Malen

Falls Ihnen das zeichnerische Talent fehlt, kann die heutige Bildbearbeitungssoftware auch dort helfend zur Seite stehen. Wie Sie am Bild des Hausgiebels sehen, kann mit Funktionen wie "Konturen betonen" eine Vorlage entstehen, die sehr an eine manuelle Stiftzeichnung erinnert. Sie finden eine solche Funktion in den meisten erhältlichen Programmen. Die so entstandene Vorlage kann für weitere Bearbeitungsschritte als Grundlage benutzt werden. Maskieren Sie die unterschiedlichen Bereiche dieser Vorlage und "malen" Sie das Bild mit Malfunktionen aus. In vielen Programmen finden Sie "natürliche" Zeichen- und Malwerkzeuge, wie etwa Kreide, Pinsel oder Airbrush. Als Ergebnis können Sie mit diesem aufwendigen Verfahren ein "handgezeichnetes" Ergebnis erhalten. Einige Programme, wie zum Beispiel der Fractal Painter, bieten eine große Anzahl an Werkzeugen, um handgezeichnete Vorlagen weiter zu bearbeiten oder zu erzeugen. "Klassische" Bildbearbeitungsprogramme - wie etwa Photoshop - vernachlässigen diese Funktionen eher. Für natürlich wirkende Zeichnungen ist es empfehlenswert, ein Zeichentablett zu verwenden, da mit der Maus nur sehr schwer gleichmäßige Striche zu zeichnen sind.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Durch Hervorhebung der Konturen wurde das Foto des Hausgiebels...
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
... in eine Zeichnung umgewandelt

Grafiken aufwerten

Fotos lassen sich auf unterschiedliche Arten auch als reine "grafische Elemente" oder als Basis für Grafiken verwenden. Auf dieser Seite befinden sich einige solcher Beispiele, die nachfolgend näher erläutert werden sollen. Eine häufig vorkommende Aufgabenstellung besteht darin, ausdruckslose Bilder in ansprechende Grafiken umzuwandeln. Ausgehend von einem schwarzweißen Foto wurden im ersten Beispiel einige Bildelemente durch eine andere Farbgebung hervorgehoben. Dabei ist das Gesamtbild zunächst monochrom eingefärbt worden, um das Endergebnis interessanter zu gestalten. Zur Heraushebung der bedeutenden Bildteile müssen zuerst passende Masken gezeichnet werden.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Ausgehend vom linken Original aufgewertete Grafik mit Textelementen

Um auch aufwendige und diffizile Masken in einem akzeptablen Zeitraum erstellen zu können, bieten die meisten Bildbearbeitungsprogramme heute vielseitige, flexible Werkzeuge. Trotz allem kostet in vielen Fällen das Definieren der Masken viel Zeit, vor allem wenn, wie in dem Beispiel, sehr feine Bildelemente hervorgehoben werden sollen, die sich nur wenig von der Umgebung unterscheiden.

Elegante Schriftzüge fürs Web

Fotos können auch die Grundlage für Hintergründe oder Bildelemente bilden, in deren Endergebnis das eigentliche Foto keinerlei Rolle mehr spielt. Ein solches Beispiel ist der "Text"-Beispielschriftzug. Das Beispielbild wurde in Photoshop hergestellt. Die Marmorstruktur stammt aus einer Vorlagensammlung. Mit dem "Gaußschen Weichzeichner" wurde das Bild so weit unscharf verfremdet, daß nur noch Farbflecken übrigblieben. Diese Farbflecken bildeten den Hintergrund für einen Schriftzug, der mit einem weichen Schatten auf den Hintergrund aufgesetzt wurde. Scharf abgebildete Objekte auf einem stark unscharfen Hintergrund erzeugen eine moderne und elegante Wirkung, die man auch häufig beim Web-Design wiederfindet. Die Originalstruktur wurde letztendlich auf den Schriftzug als Füllung übertragen, um den Farbcharakter des Bildes weitgehend zu erhalten und dem Gesamtbild weiteren Pfiff zu geben.

Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Vision oder Realität? Möglichkeiten der Bildbearbeitung
Die Entstehung eines Schriftzuges im "Web-Design-Look" mit den jeweiligen Arbeitsschritten

Der Gamma-Wert

Die Inhalte eines Bildes werden durch helle Partien (die Lichter), dunkle Partien (die Schatten) und Mitteltöne zusammengesetzt. Der Gamma-Wert verändert die mittleren Töne, beläßt aber die Lichter und Schatten im Ursprungswert. Bei einer Reduzierung des Gammawertes wird das Bild dunkler, bei einer Erhöhung heller. Der normale Gammawert ist 1.

PCD-Bilder richtig importieren

Bei Photo-CD-Bildern, die für den Druck bestimmt sind, gibt es ein grundlegendes Problem. Die Bilder liegen in einem anderen Farbmodell vor, als es für den Druck benötigt wird. Dieses Farbmodell heißt YCC. Bei der Umwandlung in das CMYK-Druckformat können dann Farbverfälschungen des Originalbildes auftreten. Außerdem weisen Photo-CD-Bilder immer eine geringe Unschärfe auf, die korrigiert werden muß. Viele Bildbearbeitungsprogramme - so auch Photoshop und Corel Photo-Paint verfügen jedoch über spezielle Konverter, die PCD-Bilder automatisch korrigieren, wenn sie von der Photo-CD importiert werden.

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