Ein- und Ausgabe

Computergrafik Teil 6: Heft 3/1993 (S. 173)

In fast allen gängigen Computerprogrammen sind Makroprogrammiersprachen enthalten, mit deren Hilfe sich Arbeitsschritte automatisieren lassen. Wenn man diese Möglichkeit nutzt, wird man mit der Programmierung von komplexen Aufgabenstellungen vertraut und kann professionelle Bildbearbeitungssoftware durch selbst programmierte Anwendungen ergänzen.

Die besten Computergrafiken nutzen dem Anwender nur wenig, wenn er sie lediglich auf dem Monitor bewundern kann. Der PC wurde als Grafik-Computer erst eingesetzt, nachdem die Industrie für die nötigen Ein- und Ausgabemöglichkeiten gesorgt hatte. Heute stehen dem Anwender alle Möglichkeiten in diesen Bereichen offen.

Lange Zeit waren die Ein- und Ausgabemöglichkeiten ein besonderer Schwachpunkt der Computergrafik mit dem PC. So hatte man zum Beispiel handgezeichnete Vorlagen zu bearbeiten, Videobänder einzulesen, Kinefilm zu modifizieren, Dias zu optimieren oder dreidimensionale Gegenstände darzustellen. Als Ausgabe benötigte man entweder druckfähige Filme, hochwertige Dias, belichteten Kinefilm, überspielte Videobänder oder fertige Präsentationen, die auf dem Computermonitor selbsttätig ablaufen. Alle diese Ein- und Ausgabemöglichkeiten bereiteten lange Schwierigkeiten bei der grafischen Arbeit mit dem PC. Entweder war es überhaupt nicht möglich, die Aufgabenstellungen zu bewältigen, oder die Qualität war unprofessionell, oder die Produktionskosten waren zu hoch.

Diese Probleme hat auch die Computerindustrie mittlerweile erkannt und weitestgehend behoben. In fast allen Bereichen der professionellen Grafik kann man nunmehr hochwertige Vorlagen in den Rechner eingeben, sie dort mit zahlreichen verschiedenen Programmen weiterverarbeiten und wieder in professioneller Qualität auf die verschiedensten Medien ausgeben.

Da die Ausgabemedien wie Diabelichter oder Druckfilmbelichter heute noch immer sehr teuer sind, bietet es sich an, diese Arbeiten von Belichtungsstudios durchführen zu lassen. Diese Studios haben sich ausschließlich darauf spezialisiert, Vorlagen einzulesen und druckfertig auszugeben. Die Kosten sind dabei meistens so niedrig, daß sich der Kauf der dazu nötigen Geräte bei zu geringen Verarbeitungsmengen kaum lohnt. Zusätzlich sollte man bedenken, daß sehr viel Zeit nötig ist, um die entsprechenden Belichtungswerte zu ermitteln. Die professionell arbeitenden Belichtungsstudios hingegen haben diese für ansprechende Ergebnisse nötigen Werte vorliegen.

Durch diese Entwicklung ist es nunmehr möglich geworden, zum Beispiel Lithos zu wesentlich günstigeren Preisen herzustellen, als dies vor der Zeit der Grafikcomputer der Fall war. So sind auch die fertig belichteten schwarzweißen Druckfilme von einer wesentlich besseren Qualität als die herkömmlichen Repros.

Die Schriften

Im Satzbereich können umfangreiche Schriftenfamilien zu geringen Kosten erworben werden. Diese sind in ihrer Qualität denen der herkömmlichen "Abreibebuchstaben" oder bleigesetzten Texte weit überlegen. Hinzu kommt natürlich immer die Möglichkeit der leichteren Korrektur oder Veränderung in der Gestaltung, was bei der manuellen Technik jedesmal nur mit erneutem Arbeitsaufwand und den damit verbundenen Mehrkosten zu realisieren war. Auch umfangreiche Schriftmanipulationen sind mit dem Computer möglich geworden.

Egal, ob Schriften modifiziert dargestellt werden sollen oder an bestehende Formen innerhalb der Szene angepaßt werden müssen: Die Realisierung dieser Wünsche stellt für den Anwender kein Problem mehr dar. Heute können derartige Effekte fast mit spielerischen Mitteln erreicht werden (Abb. 1 und 2).

Abb. 1 und 2: In den unterschiedlichen Programmen sind zahlreiche Effekte vorhanden, mit denen man Schriften verzerren und modifizieren kann. Damit lassen sich nunmehr Schriftgestaltungen erzielen, die manuell nur schwer zu realisieren waren. Dabei können die Effekte im zweidimensionalen Bereich ebenso wie in der 3D-Grafik verwendet werden.

Natürlich besteht nunmehr ein Problem darin, daß die neuen zahlreichen Möglichkeiten der Modifikation dazu verleiten, niemals einen Endpunkt bei der Arbeit zu erreichen. Zur Begrenzung des Arbeitsaufwandes muß der Gestalter einen Punkt festlegen, an dem die Arbeit beendet sein sollte. Verbesserungswürdig ist natürlicherweise jede grafische Arbeit. Bisher lag die Grenze bei der technischen Fertigkeit des Grafikers und seiner Ausdauer um, eine Verbesserung umzusetzen Diese Grenze besteht bei der Arbeit am Grafikcomputer aufgrund des oft spielerischen Umganges nicht mehr.

Die Scanner

Je nach Vorlagen und der verwendeten Hardware steht heute jede Variante der Eingabe in den Computer zur Verfügung, In vielen Fällen liegt eine schwarzweiße Strichzeichnung vor, die für den Druck weiterbearbeitet werden soll (Abb. 1 und 2). Die Zeichnung kann über einen Scanner in den Rechner eingelesen werden. Je nach Investitionshöhe ist die Auflösung dieser Scanner unterschiedlich gut. Handscanner sind zwar sehr preisgünstig, aus Qualitätsgründen aber nicht zu empfehlen.

Beim Einlesen derartiger Strichvorlagen sollte das Auflösungsvermögen des Scanners bei einer Farbtiefe von 24 Bit mindestens 200 bis 300 dpi betragen. Die heute angebotenen Flachbettscanner im Customer-Bereich können gehobenen Ansprüchen durchaus gerecht werden. Im professionellen High-End-Bereich werden Trommelscanner verwendet, die die Vorlagen mit einer Auflösung von über 1200 dpi einlesen können.

Nach dem Einscannen steht dem Anwender ein Pixelbild zur Verfügung. Wie in den vorherigen Artikelteilen dieser Serie beschrieben, können Pixelbilder nur sehr begrenzt und zeitaufwendig modifiziert werden. Deshalb müssen diese Pixelbilder in vektorisierte Zeichnungen umgesetzt werden. Dafür erhält man spezielle Programme, deren Aufgabe darin besteht, die vorhandenen Pixel zu definieren und in entsprechende Vektoren umzusetzen. Bei den meisten der bekannten Grafikprogramme findet man Utilities, die diese Arbeit des "Tracens" zuverlässig erledigen.

Zu beachten ist dabei, daß die verwendete Software über die Möglichkeit verfügen sollte, die Grafiken in die gängigsten Formate zu exportieren. Da sich die Hersteller der unterschiedlichen Grafikprogramme noch immer nicht auf ein einheitliches Grafikformat einigen konnten und dies wahrscheinlich auch in Zukunft aus geschäftspolitischen Interessen bedauerlicherweise Weise nicht tun werden, muß diese Problematik bei der Auswahl eines geeigneten Grafikprogrammes beachtet werden. Zur Bewältigung der Konvertierung sollte man Programme erwerben, welche die vorhandenen Daten in die unterschiedlichsten Formate umwandeln.

Nach der Vektorisierung kann man zum Beispiel die Flächen, die nun als modifizierfähige Objekte vorliegen, einfärben, die Grafik in der Linienführung optimieren, computergenerierte Objekte hinzufügen und den Hintergrund nach den eigenen Bedürfnissen gestalten (Abb. 3 bis 5).

Verstärkt drängen zur Zeit auch Programme auf den Markt, die in der Lage sind, gescannte Textvorlagen in Computertexte umzuwandeln. Die Fehlerquote des erkannten Textes ist bei dieser Software inzwischen akzeptabel gering geworden. Mit dieser Hilfe erspart man sich das häufige Abtippen von Manuskripten.

Die Kameraeingabe

Eine weitere, einfachere und schnellere Art, Vorlagen in den Rechner einzugeben – sie zu digitalisieren –, besteht in der Verwendung einer Videokamera oder den neu entwickelten Still-Video-Kameras. Dabei sollte beachtet werden, daß die Grafikkarte über die entsprechenden Videoeingänge verfügen muß. Wegen der zahlreichen verschiedenen Videosignale müssen die Grafikkarten vor dem Erwerb auf die entsprechenden Eingangsmöglichkeiten überprüft werden.

Die Qualität der eingelesenen Bilder ist bei dieser Methode nicht optimal, reicht aber aus, um schnelle Previews zu erzeugen (Abb. 6 bis 8). Die eingelesenen Bilder können z.B. als Platzhalter für DTP-Arbeiten verwendet werden. Wegen der geringen Auflösung nehmen diese Pixelbilder dabei nur sehr wenig Speicherplatz in Anspruch. Dagegen können druckfähige Grafiken durchaus über 10 Megabyte an Daten beinhalten.

Die Entwicklung der Still-Video-Kameras ist im fortgeschrittenen Stadium, so daß hier zur Zeit große qualitative Verbesserungen zu verzeichnen sind. Besonders interessant sind diejenigen Varianten, bei denen Aufsätze für bestehende, herkömmliche Kameras verwendet werden. Von den Firmen Nikon, Hasselblad und Rollei werden entsprechende Bauteile schon angeboten. Die Kosten für dieses Zubehör liegen allerdings zur Zeit noch weit über 10.000 DM. Die Qualität dieser Systeme ist aber schon jetzt absolut professionell und mit der herkömmlichen Fotoqualität durchaus vergleichbar. Die Fotos werden dabei nicht mehr auf herkömmlichem Filmmaterial belichtet, sondern auf einer in die Kamera integrierten Festplatte gespeichert. Die besondere Schnelligkeit und die damit verbundene Flexibilität sind die größten Vorteile dieser Technologie.

Die Druckausgabe

Auch bei der Ausgabe auf verschiedene Drucker ist die Qualität immer besser geworden. So sind zum Beispiel Sublimationsdrucker heute in der Lage, fotorealistische Ausdrucke zu erzeugen. Diese Geräte laufen sehr stabil und fast wartungsfrei, was bei Investitionsentscheidungen von großer Bedeutung ist. Die jetzt angebotenen Standard-Laserdrucker arbeiten mit austauschbaren Tonerkartuschen, bei denen alle Verschleißteile mit ausgetauscht werden, wenn der Toner verbraucht ist. Dadurch entfällt praktisch jede Wartung. Auch große Mengen von Ausdrucken sind dadurch reibungslos zu erledigen. Die Qualität der Schwarzweiß-Laserausdrucke ist sehr hoch, denn diese Drucker arbeiten inzwischen überwiegend mit einer Auflösung von 600 dpi. Im Vergleich dazu ist interessant, daß Druckfilme mit ca. 1200 dpi belichtet werden (Abb. 9 bis 11). Daran ist zu erkennen, wie weit die Entwicklung im Bereich der Laserdrucker bereits ist. Trotzdem sind diese Geräte fast für jedermann erschwinglich geblieben.

Abb. 9 bis 11: Hier soll der Qualitätsunterschied von Belichtungen gezeigt werden. Abbildung 9 wurde mit 300 dpi belichtet, Abbildung 10 mit 600 dpi und Abbildung 11 mit 1200 dpi, 300 dpi werden von einfachen Laserdruckern verwendet.

Die Farbdrucker

Parallel zur Verbesserung der Drucker geht die Entwicklung inzwischen dahin, daß Fotokopierer mit Schnittstellen für den Computer ausgerüstet werden.

Das gilt auch bereits für Farblaserkopierer. Auf diesem Gebiet sind die Preise allerdings noch außerordentlich hoch. Aber in einigen Jahren wird sich das Preisniveau auch bei diesen Geräten drastisch verändern, so daß der breite Markt von diesen Vorteilen profitieren kann. Die Technologie von Fotokopierer und Laserdrucker wird vermutlich in einem Gerät vereint werden.

Wird mehr Wert auf farbige Ausdrucke gelegt, so sollte man einen Tintenstrahldrucker kaufen. Diese Drucker sind inzwischen sehr weit entwickelt, bieten eine akzeptable Qualität und sind leicht zu bedienen. Auch die entsprechenden Treiber für die verwendete Software stehen zur Verfügung. Grundsätzlich sollte darauf geachtet werden, daß beim Kauf von Druckern die entsprechenden aktuellen Treiber verfügbar sind. Schlechte oder fehlende Treiber waren lange eine Schwäche dieser Geräte.

Einige Tintenstrahldrucker der höheren Preiskategorien arbeiten bereits heute ohne sichtbare Rasterpunkte (Abb. 12 und 13). Das äußert sich in sauberen Farbverläufen und klaren Bildern. Wenn entsprechende finanzielle Mittel zur Verfügung stehen, und häufig Farbausdrucke benötigt werden, sollte man diese Geräte in die engere Wahl ziehen. Die naturgetreue Farbwiedergabe ist zur Zeit noch ein Schwachpunkt. Ein weiterer Nachteil dieser Drucker besteht in der Tatsache, daß meistens Spezialpapier verwendet werden muß. Eine ebenso rasante Entwicklung wie bei Tintenstrahldruckern ist bei den Thermo-Transfer-Druckern zu verzeichnen, die allerdings in einer höheren Preisklasse liegen.

Abb. 13: Hier wurde das gleiche Bild als Vierfarbseparation belichtet. Die Qualität ist deutlich besser, die Farben entsprechen weit mehr der Originalvorlage als der Tintenstrahlausdruck. Dagegen ist der Zeitaufwand der Herstellung ebenso wie die Kosten weit höher.

Die Diabelichtung

Die Belichtung hochwertiger Dias von angefertigten Computergrafiken bereitet heute kein Problem mehr. Die Auflösung sollte bei der Ausgabe auf ein Kleinbilddia bei mindestens 4000 x 2700 Zeilen liegen.

Auch großformatige Dias bis zu einem Filmformat von 6 x 9 cm können hergestellt werden. Obwohl die Preise der Diabelichter ständig fallen, bietet es sich an, diese Belichtungsarbeiten von autorisierten Belichtungsstudios durchführen zu lassen, die über die entsprechenden Erfahrungswerte verfügen. Das Ermitteln der optimalen Belichtungen erfordert einen erheblichen Zeitaufwand, der nur gerechtfertigt ist, wenn anschließend entsprechend große Mengen von Dias belichtet werden.

Die Photo-CD

Neu auf dem Markt sind seit dem vergangenen Jahr die von Kodak angebotenen Photo-CDs. Mit dieser Technik ergeben sich faszinierende neue Möglichkeiten für den Anwender. Die auf CD-ROM überspielten Dias erreichen eine perfekte Qualität (Abb. 14 bis 16). Durch die Verwendung der CD-Rom-Technik ist der Bedarf an Festplattenspeicher sehr gering. Nur wenn Bilder bearbeitet werden, müssen die bearbeiteten Ergebnisse auf die Festplatte überspielt werden.

Abb. 14 bis 16: Das Foto in Abbildung 16 rechts) wurde von der Photo-CD eingelesen und im PC in eine zeichnungsähnliche Grafik umgewandelt. Abbildung 14 zeigt eine Bleistiftimitation, Abbildung 15 wurde mit dem Effekt "Emboss" hergestellt, der in vielen Grafik-Programmen enthalten ist.

Durch die auf der CD gespeicherte, sehr hohe Auflösung ist es auch möglich, die veränderten Vorlagen wieder auf Diamaterial belichten zu lassen. Man kann zusätzlich direkt von der Photo-CD Fotos mit Sublimationsdruckern in Fotoqualität in entsprechenden Labors ausdrucken lassen.

Die auf die Photo-CD überspielten Bilder lassen jede erdenkliche Modifizierung zu (Abb. 14 und 15). Egal, ob Fotos in Zeichnungen umgewandelt werden sollen, ob Grafiken in die Fotos integriert werden sollen oder ob Bildoptimierungen vorgenommen werden, der Fantasie des Gestalters sind dabei kaum Grenzen gesetzt (Abb. 17).

Mit Hilfe der Photo-CD kann man zusätzlich komplexe Datenbanken erstellen, mit denen man zum Beispiel eine vollständige Diaverwaltung realisieren kann. Hinzu kommt der Vorteil, daß die gespeicherten Dias keinerlei Alterungsprozeß mehr ausgesetzt sind.

Bedingt durch die gute Resonanz auf die Photo-CD, wird in Zukunft gerade auf diesem Gebiet weiter entwickelt und perfektioniert werden, so daß man gespannt sein darf, welche neuen Möglichkeiten sich mit dieser Technologie noch ergeben werden.

Computer und Video

Computergrafik und Videoaufzeichnungen arbeiten schon seit längerer Zeit sehr harmonisch zusammen. Bereits früh erkannte die Industrie den großen Bedarf in diesem Bereich. So werden grafische Einblendungen aller Art mit Hilfe des Computers mit Videorealbildern gemischt. Diese Entwicklung kann man im Fernsehen verfolgen, wo immer wieder neue Effekte der Videotechnik in Kombination mit Computergrafik und Realbildern zu bewundern werden sind.

Das Überspielen von Videobildern bereitet keine Schwierigkeiten mehr. Dabei ist zu beachten, daß die Auflösung von Videobildern in den meisten Formaten nicht so hoch ist wie die vom Computer erzeugte Auflösung. Deshalb ist die zu erreichende Qualität bei der Computergrafik abhängig von dem eingelesenen Format. Seit kurzem werden im Bereich der multimedialen Entwicklung auch Framegrabber-Karten und dafür geeignete Software angeboten, mit denen man Fernsehbilder in den Rechner einspeisen und dort weiterverarbeiten kann.

Zur Zeit muß man diese Versuche wohl noch in den Bereich der Spielerei einordnen. In Zukunft wird die Industrie aber auch für dieses Gebiet sinnvolle Einsatzmöglichkeiten finden und dem Anwender vermitteln, daß er diese Möglichkeiten unbedingt für seine tägliche Arbeit benötigt.

Der Film

Aufwendig ist noch immer das Einlesen von komplexen Filmsequenzen. Allerdings wird diese aufwendige Arbeit durch die Möglichkeit des automatischen Ablaufs etwas erleichtert. Bei hoher Auflösung kommt die Schwierigkeit hinzu, daß sehr große Datenmengen verarbeitet werden müssen. Der Aufwand wird dabei mit der Möglichkeit belohnt, einzelbildweise Veränderungen an bewegten Filmszenen vornehmen zu können. So kann z.B. ein unerwünschter Hintergrund modifiziert werden oder ein Realbild mit Zeichentrickanimationen kombiniert werden (siehe Teil 5 dieser Artikelserie).

Die Ausgabe auf Video gehört inzwischen zu den Routinearbeiten bei der grafischen Arbeit am PC. Über entsprechende in den Rechner integrierte Controller und spezielle Videorecorder lassen sich auch Einzelbildanimationen auf Videobänder überspielen. Durch die Möglichkeiten der Bildmischung im Videobereich werden die Varianten der Manipulation vervollständigt.

Ein schwer zu lösendes Problem war für lange Zeit das Überspielen von Animationen auf Kinefilm. Auch heute ist diese Aufgabe nur mit hohem Zeitaufwand und entsprechenden Kosten zu realisieren. Wichtiger ist dabei allerdings die Tatsache, daß es nunmehr grundsätzlich möglich ist, Computergrafiken in professioneller Qualität auf Kinefilmmaterial zu übertragen. Von verschiedenen Herstellern werden entsprechende Zusätze für Filmkameras angeboten.