Verrechnungsmodi in Photoshop – Teil 3

Weiches Licht (Soft Light)

Soft Light ist die Verrechnungsmethode, über die man am häufigsten Fehlerhaftes liest. Was auch daran liegt, dass verschiedene Hersteller die Methode unterschiedlich definieren und so zur Verwirrung beitragen. Ich habe leider noch keine Begründungen für die Wahl der jeweiligen Berechnungen gefunden.

Photoshop

Mein Photoshop CC verwendet die folgende Formel (wie beschrieben in der PDF Referenzdokumentation):

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr}(1-a)ab + a(1-(1-a)(1-b)) & \text{f\"ur } b < {1/2}\\a+(2b-1)(\sqrt{a}-a) & \text{f\"ur } b \geq {1/2} \land a > {1/4}\\a+(2b-1)(((16a-12)a+4)a-a) & \text{f\"ur } b \geq {1/2} \land a \leq {1/4}\end{array} \right.

Ich konnte das prüfen, indem ich mittels eines kleinen Postscript-Programms (vielen Dank für die Unterstützung an meinen Vater, Dieter Zawischa) ein Quadrat mit dem Ergebnis der Verrechnung zweier linearer Verläufe von Schwarz zu Weiß füllte und das dann verglich mit dem, was Postscript bei der gleichen Verrechnung produziert (Details dazu siehe hier).

Die beiden Ausgangsbilder:

Verlauf A

Bild A – Verlauf horizontal

Verlauf B

Bild B – Verlauf vertikal

Das Ergebnis der Soft-Light Verrechnung aus dem Postscript-Programm

Soft Light  berechnet

Soft Light berechnet

und das aus Photoshop

Photoshop Soft Light

Photoshop Soft Light

Man kann durch Differenzbildung leicht prüfen, dass die beiden Bilder (bis auf kleine Ungenauigkeiten durch begrenzte Auflösung) identisch sind.

Interessant ist eine Betrachtung des Helligkeitsverlaufs für verschiedene feste b-Werte:

Gamma-Kurven-PDFWie man sieht, ergibt sich für b=0,5 die Diagonale, also eine lineare Übersetzung von a in Helligkeit. Wählt man für das B-Bild eine einheitliche 50% graue Fläche, bleibt das A-Bild unverändert. Das kann man als Ziel für alle betrachteten Formeln annehmen, 50% Grau als B soll neutral sein.

Für b=0 ergibt sich die vereinfachte Formel:

f(a,b) = a(1-(1-a)) = {a}^{2}.

Das ist genau die Formel für eine ?-Korrektur (Gamma-Korrektur) mit ?=2. Die Kurve für b=1 sieht der Quadratwurzelfunktion (das wäre ?=0,5) ähnlich, stimmt aber wegen der Korrektur für kleine a nicht damit überein.

Was mich interessiert ist, wie der Verlauf der Abweichung von der Diagonalen

f(a,b) = a

für verschiedene b ausieht. Also zeichne ich die Kurven für

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr}(1-a)ab - a(1-a)(1-b) & \text{f\"ur } b < {1/2}\\(2b-1)(\sqrt{a}-a) & \text{f\"ur } b \geq {1/2} \land a > {1/4}\\(2b-1)(((16a-12)a+4)a-a) & \text{f\"ur } b \geq {1/2} \land a \leq {1/4}\end{array} \right.

Delta-Kurven-PDFDie Asymmmetrie für b > 0,5 ist augenfällig.

Varianten der Photoshop-Formel

Verwendet man die folgende Formel, die man auch gelegentlich als angebliche Photoshop-Formel findet, ergibt sich ein etwas anderes Bild. Hier erhält man für b=1 eine ?=0,5 Korrektur.

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr}(1-a)ab + a(1-(1-a)(1-b)) & \text{f\"ur } b < {1/2}\\a+(2b-1)(\sqrt{a}-a) & \text{f\"ur } b \geq {1/2}\end{array} \right.

Ohne "Korrektur" für kleine a

Ohne „Korrektur“ für kleine a

Bei genauer Betrachtung sieht man, dass die obere linke Ecke etwas heller ist.

Die Kurven dazu sehen so aus:

Gamma-Kurven-PDF-2Auch das ist nicht symmetrisch an der Diagonalen. Gleiche b-Abweichungen von 0,5 erzeugen abhängig von ihrer Richtung unterschiedlich starke Effekte. Das sieht man wieder deutlich nach Subtraktion von a.

Delta-Kurven-PDF-2

Bei dieser Art der Darstellung sieht man deutlich, wie stark die Veränderung bei b>0 für kleine a ausfällt. Das könnte der Grund dafür sein, dass Adobe mit der speziellen Regelung für kleine a ausgleicht.

Man könnte jedoch auch nur den ersten Teil der Formel verwenden, also dies:

f(a,b) = (1-a)ab + a(1-(1-a)(1-b))

Nur der erste Teil

Nur der erste Teil

Auch ein schönes, sehr weiches Ergebnis, linear in b. Die Linearität in b sieht man auch in den Kurven:

Gamma-Kurven-PDF-1Das ist zwar nicht mehr symmetrisch an der Diagonalen, aber dafür ist der Abstand zwischen den Kurven für festes a immer gleich.

Delta-Kurven-PDF-1Die Symmetrie ist gegeben, sieht erst mal sehr plausibel aus. Man erreicht für b=1 allerdings nicht annähernd ?=0,5.

Illusions parametrische Gamma-Korrektur

Einen völlig anderen Vorschlag für Soft Light findet man bei illusions.hu. Ausgehend von der Idee der durch b steuerbaren ?-Korrektur wird verwendet:

f(a,b) = a^{2^{(1-2b)}}

Das Verrechnungsergebnis ist ansprechend:

Illusions.hu Gamma-Korrektur

Illusions.hu Gamma-Korrektur

Die Kurven sehen auf den ersten Blick fast genau so aus wie die der Original-Adobe-Formel.

Delta-Kurven-IllusionsBei genauerem Hinsehen sind die Übergänge natürlich viel gleichmäßiger.

Spiegeleien

Ich hätte auch noch einen Vorschlag, entstanden aus der Frage, ob der zweite Teil der Photoshop-Formel vielleicht durch Spiegelung des ersten Teils an der Diagonale hervorgegangen ist. Ist er nicht. Man erreicht diese Spiegelung durch Auflösen des ersten Teils nach a und Ersetzen von b durch (1-b‘). Letzteres, weil die Kurve für b > 0,5 immer der Spiegel einer mit b’=1-b sein soll.

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr}(1-a)ab + a(1-(1-a)(1-b)) & \text{f\"ur } b < {1/2}\\ \frac{1-b}{1-2b}+\sqrt{\frac{(1-b)^2}{(2b-1)^2}+\frac{a}{2b-1}}& \text{f\"ur } b \geq {1/2}\end{array} \right.

Die Abweichungen von der Diagonalen in diesem Fall:

Delta-Kurven-HZIch finde das Ergebnis auch nicht schlecht. Etwas heller im linken unteren Bereich als Illusions, weniger drastisch oben links als die Photoshop-Formel ohne den dritten Teil.

"Mein" Soft Light

„Mein“ Soft Light

Zugegeben, das Ganze ist recht akademisch, da man Photoshop leider nicht so leicht neue Verrechnungsmodi beibringen kann, was ich äußerst bedauerlich finde.

Verrechnungsmodi in Photoshop – Teil 2

Die Verrechnungsmethoden Multiplikation, Linear Abwedeln, Linear Nachbelichten und Lineares Licht habe ich bereits im ersten Teil der Artikelserie vorgestellt. Diesmal will ich um einige weitere vervollständigen, die für uns Photographen interessant sein könnten. Für ein, das Weiche Licht (Soft Light) habe ich einen eigenen Artikel geschrieben, weil sie so kompliziert ist.

In den ersten Teilen dieser Serie möchte ich mich zunächst nur mit der Mathematik hinter den Verrechnungsmethoden beschäftigen. Die Beschreibungen werden hoffentlich später immer wieder als Referenz dienen, wenn ich Anwendungsfälle beschreibe, wie z. B. bei der Methode der Frequenztrennung, die man hervorragend bei der Retusche verwenden kann.

Schreibweisen

Ich möchte zusätzlich zu der Notation aus dem ersten Teil eine Schreibweise für Invertieren einführen. Das invertierte Bild zu einem Bild A sei \overline{A}. Invertieren bedeutet nichts anderes, als die Helligkeitswerte eines jeden Bildpunkts von 1 zu subtrahieren. Also:

\overline{a(x,y)} = 1 - a(x,y).

Oder kurz

\overline{a} = 1 - a.

Farbig Nachbelichten (Color Burn)

Ehrlich gesagt erschließt sich der Name der Methode nicht wirklich, wenn man sie sich mit Schwarzweißbildern ansieht. Wie oben beschrieben möchte ich aber zunächst genau das tun, es geht halt erst mal um die Formeln.

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr}\overline{(\frac{\overline{a}}{b})} = 1 - \frac{1- a}{b} & \text{f\"ur } b > 0\\0 & \text{f\"ur } b =0 \end{array} \right.

Farbig Nachbelichten

Farbig Nachbelichten

Zu bemerken ist, dass die gesamte linke untere Hälfte (a < 1 – b) im Schwarz versinkt.

Farbig Abwedeln (Color Dodge)

Das Gegenstück zum Nachbelichten.

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr}\frac{a}{\overline{b}} = \frac{a}{1-b} & \text{f\"ur } b < 1\\1 & \text{f\"ur } b =1 \end{array} \right.

Farbig Abwedeln

Farbig Abwedeln

Hier erhält man Weiß für (a > 1-b).

Negativ Multiplizieren (Screen)

f(a,b) = \overline{\overline{a}\overline{b}} = 1 - (1-a)(1-b)

EPS-Screen

Überlagern und Hartes Licht (Overlay und Hard Light)

Überlagern und Hartes Licht sind Geschwister. Die Formeln lauten

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr} 2ab & \text{f\"ur } a < 1/2\\\overline{2\overline{a}\overline{b}} = 1 - 2(1-a)(1-b) & \text{f\"ur } a \geq 1/2 \end{array} \right.

für Überlagern und

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr} 2ab & \text{f\"ur } b < 1/2\\\overline{2\overline{a}\overline{b}} = 1 - 2(1-a)(1-b) & \text{f\"ur } b \geq 1/2 \end{array} \right.

für Hartes Licht. Es handelt sich also um Kombinationen von abgewandeltem Multiplizieren und Negativ Multiplizieren.

EPS-Overlay

Überlagern

 

EPS-HardLight

Hartes Licht

Wie man schon in den Bildern sieht, sind diese Funktion nicht glatt (nicht stetig differenzierbar). Betrachtet man z. B. den Verlauf der berechneten Helligkeit abhängig von a für verschiedene feste b, so ergibt sich folgendes Bild:Gamma-Kurven-Overlay

Eine 50% graue Fläche ist neutral.

Strahlendes Licht (Vivid Light)

Als Kombination von Farbig Nachbelichten und Farbig Abwedeln kann man das Strahlende Licht betrachten.

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr}\frac{a}{2(1-b)} & \text{f\"ur } b > {1/2}\\1- \frac{1-a}{2b} & \text{f\"ur } b \leq {1/2}\end{array} \right.

EPS-VividLight

Verrechnungsmodi in Photoshop – Teil 1

Kürzlich habe ich mich mit der Methode der Frequenztrennung (frequency separation) zur Retusche beschäftigt. Bevor ich mir die Methode verständlich machen konnte, musste ich mich erst mal mit den Verrechnungsmodi (Blend Modes) in Photoshop vertraut machen. Dazu gibt es eine Menge zu finden und zu sagen. Ich will einfach anfangen und versuchen, meine Ergebnisse verständlich darzustellen, denn man findet eine Menge von Seiten im Web, die sich mit den Verrechnungsmodi bei Photoshop beschäftigen, die man aber nicht verstehen kann. Manche der Erklärungen sind leider schlicht falsch, oft zu kompliziert. Insbesondere Fotografen und Photoshop-Anwender nehmen es nicht sehr genau mit den Formeln. Da ich verstehen wollte, was wirklich gemacht wird, habe ich mir einige genauer angesehen. Dabei habe ich feststellen müssen, dass nicht alle Hersteller das gleiche meinen, wenn sie z. B. von Weiches Licht (Soft Light) sprechen. Adobe ist sicher der Platzhirsch, aber gerade bei Photoshop sind die Verfahren zum Teil eher schlecht implementiert.

Aufgabenstellung

Aus zwei Bildern ist ein neues zu berechnen. Dabei ergibt sich der Wert eines Pixels im Zielbild aus den Werten der entsprechenden Pixel der beiden Quellbilder. Verwendet wird das u. a., wenn in Photoshop mehrere Ebenen übereinander gelegt werden. Die einfachste, aber auch uninteressanteste Variante ist, die oberen Ebenen deckend zu machen, dann sieht man nur die oberste. Man kann aber auch andere Verrechnungsvorschriften nutzen und Farbe oder Helligkeit bzw. Kontrast des Bildes in der unteren Ebene mit der oberen Ebene manipulieren. Dafür nutzen es Fotografen.

Voraussetzungen und Definitionen

Der Einfachkeit halber arbeite ich hier zunächst nicht mit Farben, sondern nur mit der Helligkeit, also Schwarzweiß. Das ändert nichts an der Gültigkeit der Betrachtung, die Rechnung bei einem RGB-Bild ist für jeden Kanal einzeln durchzuführen. Die Transparenz eines Bildes (Alpha-Kanal) ignoriere ich zunächst auch.

Ich bezeichne die Quellbilder als A und B, das Zielbild als C. Wenn man an Ebenen denkt, wäre A die untere Ebene, B die obere. Ein gemeinsames rechtwinkliges Koordinatensystem sei definiert durch Abzählen der Pixel des Bildes. Der Ort eines Pixels ist bestimmt durch seine Koordinaten (x, y)

a(x,y) sei der Helligkeitswert eines Pixels aus A, b(x,y) der eines Pixels aus B mit denselben Koordinaten. Das Ergebnis einer Berechnung ist

c(x,y) = f(a(x,y),b(x,y)).

Ich lasse im Folgenden zur leichteren Lesbarkeit die Koordinaten weg, solange nur Pixel mit identischen Koordinaten verwendet werden.

Die Helligkeitswerte werden unabhängig von der Bit-Tiefe der Bilder angegeben als Zahlen zwischen 0 (Null) für Schwarz und 1 (Eins) für Weiß. Bei der Berechnung von Helligkeitswerten c(x,y) ist zu beachten, dass auch c zwischen 0 und 1 liegen muss.

a,b,c \in [0,1]

Eine Schwierigkeit ist sofort zu erkennen: es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, zwei Zahlen zwischen 0 und 1 zu verrechnen und dabei Werte außerhalb des erlaubten Bereiches zu erhalten. Bei allen Verrechnungen wird in Photoshop ganz einfach vorgegangen: Werte kleiner 0 werden durch 0 ersetzt, Werte größer 1 durch 1. Das hat hässliche Folgen, wenn man mehrere Verrechnungen hintereinander einsetzt, da Information verloren geht. So kann man in Photoshop leider nicht \frac{a+b}{2} durch Hintereinanderausführen von a+b und \frac{1}{2} erreichen.

Darstellung

Zur Visualisierung verwende ich zwei Bilder, die miteinander verrechnet werden sollen. Diese enthalten alle Helligkeitswerte zwischen 0 und 1 als linearen Verlauf, einmal von rechts nach links (a(x,y) = x, gibt mir eine horizontale Achse für a von 0 bis 1) und einmal von unten nach oben (b(x,y) = y, vertikale Achse von 0 bis 1).

Gradient-horizontal

Bild A

 

Gradient-Vertikal

Bild B

 

Verrechnungsmethoden

Ich möchte zunächst ein paar einfach, aber nicht völlig triviale Methoden betrachten, die Multiplikation und Addition, dann eine Kombination von beidem und zum Schluß dieses Teils eine Variante, die abhängig vom Helligkeitswert der Pixel in B zwei unterschiedliche Formeln verwendet.

Multiplikation (Multiply)

Die Multiplikation ist eine der einfachsten Verrechnungen, weil die Funktion keine Werte außerhalb des Intervalls 0 bis 1 liefert. Photoshop verwendet übrigens wirklich die Multiplikation, nicht das geometrische Mittel.

f(a,b) = a \cdot b

Das Ergebnis liegt wieder zwischen 0 und 1.

Bei meinen Testbildern ergibt sich:

f(x,y) = a(x,y) \cdot b(x,y) = x \cdot y

Zwei Kanten und damit drei der Ecken sollten Schwarz sein, weil eine Multiplikation mit 0 immer 0 ergibt. Weiß ergibt sich nur in der oberen rechten Ecke.

Multiply

Multipliziert

 

 Ausflug: Geometrisches Mittel (nicht in Photoshop verfügbar)

Das geometrische Mittel

f(a,b) = \sqrt{a \cdot b}

wäre für mich eigentlich die bessere Variante. Es ergäbe sich längs der Diagonale ein hübsch linearer Verlauf.

Linear Abwedeln (Linear Dodge)

Linear Abwedeln entspricht der Addition. Es ist sofort klar, dass die Addition zweier Zahlen zwischen 0 und 1 Ergebnisse zwischen 0 und 2 liefert. Die Hälfte der Ergebnisse werden also bei 1 abgeschnitten. Bei Fotos kann das zu leicht ausgebrannten Flächen führen.

f(a,b) = a + b

Wenn die Summe von a+b größer wird als 1, wird für f 1 angenommen. Werte unter 0 sind nicht erreichbar, auf dieser Seite wird also nicht abgeschnitten. Man erwartet daher Weiß auf und oberhalb der Diagonale von oben links nach unten rechts, darunter einen linearen Verlauf zu Schwarz.

Linear Abwedeln

Linear Abwedeln

 

Linear Nachbelichten (Linear Burn)

Lineares Nachbelichten ist das negative inverse von Linearem Abwedeln. Es gibt die gleichen Probleme, Tiefen können leicht absaufen.

f(a,b) = a + b - 1

Wenn die Summe von a und b kleiner ist als 1 wird f kleiner als 0, dann wird 0 angenommen. Werte über 1 sind nicht erreichbar, auf dieser Seite wird nicht abgeschnitten. Man erwartet daher Schwarz auf und unterhalb der Diagonale von oben links nach unten rechts. Darüber einen linearen Verlauf zu Weiß.

Linear-Burn

Linear Nachbelichten

 

Lineares Licht (Linear Light)

Lineares Licht findet man oft beschieben als eine Kombination von Linearem Abwedeln für b<0,5 und Linearem Nachbelichten für b \geq 0,5. Das ist nicht ganz richtig, aber fast. Wenn man die Formel für Lineares Nachbelichten für b \geq 0,5 auf der b-Achse um den Faktor 2 staucht und um 1/2 verschiebt und die für Lineares Nachbelichten für  b \geq 0,5 auch mit dem Faktor 2 auf der b-Achse staucht, dann erhält man tatsächlich:

f(a,b) = \left\{ \begin{array}{lr} a+2b-1 & \text{f\"ur } b < 1/2\\ a+2(b-1/2) & \text{f\"ur } b \geq 1/2 \end{array} \right.

Oder nach Auflösen halt einfach:

f(a,b) = a + 2b - 1

Die Verrechnung ist nicht mehr kommutativ, man kann also A und B nicht tauschen.

Auf der linken Kante (a=0) erwartet man von unten nach oben Schwarz bis b=0,5, danach einen linearen Verlauf zu Weiß. Auf der unteren Kante (b=0) nur Schwarz, weil die -1 alle möglichen Ergebnisse negativ macht. Mit b= 1 ergibt sich auf der oberen Kante ein durchgängiges Weiß. Auf der rechten Kante (a=1) erhält man von unten nach oben einen linearen Verlauf von Schwarz zu Weiß bei b=0,5.

Linear-Light

Lineares Licht

Interessant für die Verwendung in Photoshop ist, dass ein Bild B mit durchgehend b=0,5 das Bild A bei dieser Verrechnung unverändert in C übernimmt. Die neutrale Farbe für B für Lineares Licht ist 50% Grau. Lineares Licht wird gern verwendet, um ein Foto mit einer fast grauen Ebene mit geringen Abweichungen zu manipulieren, z. B. bei dem sogenannten Frequenztrennungs-Verfahren.

Die Methode lässt sich darstellen als das Ergebnis von beiden Verrechnungsmethoden nacheinander angewandt (bei zweifacher Verwendung von B), oder auch einfach als Lineares Nachbelichten mit verdoppeltem B (das lässt sich leider in Photoshop nicht so einfach mit mehreren Einzelschritten bewerkstelligen, da auch Zwischenergebnisse außerhalb 0 und 1 abgeschnitten werden).

f(a,b)= (a+b) + b - 1 = a + 2b - 1

Quellen

 

 

 

 

 

 

Effekte, Effekte!

Vincent Versace, dessen Buch Welcome to Oz 2.0 ich gerade durcharbeite, ist ein großer Freund von vorgefertigten Effekten, z.B. von Nik (jetzt leider Google) oder OnOne. Ich habe bislang immer Abstand genommen von diesen Dingen, weil mir die Ergebnisse immer zu spektakelig daher kamen. Jetzt habe ich probehalber mal angefangen, damit zu spielen. Noch bin ich unbegeistert. Viele der Effekte sehen aus wie Instagram quadriert. Ich kann sehr schnell Bilder produzieren, die so aussehen wie viele andere auch. Eine Art moderner Pseudo-Retro Look mit Pseudo-Analogfilm-Anmutung, Pseudo-Cross-Processing abgerundet mit einem Pseudo-Glasnegativ-Grunge-Rahmen.

Party OverGefällt mir das? Nein! Ich frage mich natürlich, warum mir das nicht gefällt. Weil es so aussieht wie vieles? Nicht wirklich. Es gibt so viele Photographen, da ist es schwer, immer was Originelles zu produzieren, was noch nie da war. Ich denke, es liegt daran, dass man die Effekte so deutlich sieht. Es ist zu einfach, niemand muss sich die Mühe machen, lange an einem Bild zu arbeiten. Nun bedeutet langes Arbeiten natürlich noch lange nicht hohe Qualität. Aber es bewirkt, dass man gezwungen ist, sich länger mit dem Objekt zu beschäftigen, mehr nachzudenken – auch mehr über das Warum und Was, nicht nur über das Wie.

Alles in allem sind die Werkzeuge vermutlich nützlich und gut, wenn in der richtigen Dosierung eingesetzt. Also dann, wenn ich verstanden habe, warum ich einen Effekt haben will, wenn ich ihn einsetze, weil ich eine Idee habe, und wenn ich der Versuchung widerstanden haben, den Effekt einfach nur deswegen zu verwenden, weil es ihn gibt. Und die Versuchung ist groß: Foto oben rein, ein halbes Dutzend Effekte ausprobiert, sieht geil aus, Rahmen drum und ab auf facebook. Je weniger geplant das Bild aussieht, desto Kunst. Mein Ansatz ist das nicht. Ich werde mir die Effekte dennoch etwas genauer ansehen, vielleicht ist etwas dabei, was ich brauchen kann. Vielleicht spare ich in dem einen oder anderen Fall eine mühevolle Maskenerstellung, wenn die Kontrollpunkte von Nik Effects das gleiche erreichen. Vielleicht, wenn ich es brauchen kann und es zum Bild passt.

Das gilt natürlich auch für alle Spielereien, die ich in LightRoom und Photoshop schon ohne Plug-In kann. Ist es eine gute Idee, einer Digitalaufnahme ein künstliches Filmkorn hinzuzufügen? Warum soll man eine Schwäche der alten Filme imitieren? Was tut man dabei eigentlich? Man imitiert eine Ästhetik. Das gleiche gilt für Cross-Processing und, wenn man noch weiter gehen will, auch für schwarz-weiß Aufnahmen. Bitte nicht falsch verstehen: ich verdamme nicht etwas die Schwarz-Weiß-Photographie. Aber man muss sich klar darüber sein, was man da tut. Wie stützt die Entscheidung das Bild? Setze ich die künstliche Vignette ein, weil sie so schön historisch wirkt und damit das Bild älter ( = wertiger) wirken lässt oder weil ich damit den Blick ins Zentrum lenken und ein wenig von der strengen Rechteckigkeit des Formats aufheben kann?

Wir sollten und als Digitalphotographen nicht minderwertig fühlen und der guten alten Zeit hinterherhecheln. Und wenn wir wirklich den Look eines Analogfilmes wollen, dann sollten wir analog arbeiten und die Dunkelkammer wieder rauskramen. Für mich bleibt ein Foto mit fiesem Grün-Gelbstich ein Foto mit Grün-Gelbstich. Ich war in den 70ern schon auf der Welt, ich brauch das nicht als Retro-Look.

Korrektur von Kontrast und Farbstich mit Gradationskurven

Ich lese gerade ein Buch von Vincent Versace namens Welcome to Oz 2.0. Schon das erste Kapitel hat mich mächtig zum Grübeln gebracht. Ich mag seinen Ansatz, das sorgfältige Vorgehen. Er macht erst einen Plan, stellt sich die Frage, warum er etwas tut, was er erreichen will, bevor er den großen Werkzeugkasten herausholt. Mit seiner Art der Farbstichkorrektur bin ich aber gar nicht einverstanden. Also habe ich mir das mal genauer angesehen und versucht, zu verstehen, was Photoshop wie tut und wie man das einsetzen kann.

Meine Erkenntnisse kann man am einfachsten an einem simplen Beispiel nachvollziehen. Ein Photo ist herzlich ungeeignet, also habe ich mal etwas vorbereitet. In dem folgenden Beispielbild sieht man zwei Reihen Kreise. Die zweite Reihe ist das Original, der ersten Reihe wurde ein Farbstich gegeben und der Kontrast wurde reduziert. Aufgabenstellung ist nun, zu versuchen, mit Hilfe von Photoshop Gradationskurven das Bild möglichst nahe an das Original zu bringen. Insofern ist die zweite Reihe auch das Ziel, da will ich hin. Die Originalkreise haben Grauwerte von 3%, 27%, 50%, 73% und 97%. Der Hintergrund ist 50% Grau, weshalb auch der mittlere Kreis in der zweiten Reihe verschwindet.

Meine Aufgabenstellung

Meine Aufgabenstellung

Die Chancen für eine erfolgreiche Korrektur sind gut: ich weiß etwas über das Bild, das ich korrigieren soll, ich habe eine Referenz. Das ist wichtig, denn ansonsten bleibt eigentlich nur das Erraten des Zieles.

Messen

Irgendwo muss man anfangen. Ich fange an, indem ich daran glaube, dass mein Monitor gut kalibriert ist und einen gleichförmigen Grauverlauf zeigt, dass also das, was ich als RGB Werte der einzelnen Pixel messen kann, auch dem entspricht, was ich sehe. Letztendlich ist das aber auch egal, denn bei dem, was die Werkzeuge tun, geht es nur um die Werte, nicht um das, was ich sehe.

Also fange ich mit dem Messen an. Ich setze mit dem Pipetten-Werkzeug drei Farbmesspunkte. Dazu klicke ich mit gehaltener Umschalt-Taste auf die gewünschten Stellen.

Messpunkte 1Es ist zu erkennen, dass die Messwerte noch deutlich von den Zielwerten 3% Grau, 97% Grau und 50% Grau abweichen. Die gesetzten Messpunkte werden mir dazu dienen, meine Arbeit bei der Korrektur zu überprüfen.

Eine Anmerkung an dieser Stelle: eigentlich mache ich hier schon den ersten Fehler, denn ich überprüfe nur drei Stellen, in der stillschweigenden Hoffnung, das die Farb- und Helligkeitsfehler keiner allzu wilden Verteilung folgen. Bei realen Aufnahmen von modernen Digitalkameras kann man das üblicherweise voraussetzen, ohne allzu weit daneben zu liegen.

Schwarzpunkt

Zunächst soll der Schwarzpunkt korrigiert werden. Dazu lege ich eine Korrekturebene über die bestehenden Ebenen. Ich wähle die Gradationskurven, beschränke die Korrekturen gleich auf die darunterliegende Ebene, die mein Fehlerbild enthält, damit Hintergrund und Zielbild nicht beeinflusst werden.

Kurven 1Nun prüfe ich als erstes den Zielwert für den Schwarzpunkt, die sogenannte Zieltiefenfarbe. Dazu mache ich einen Doppelklick auf das oberste der drei Pipetten-Symbole.

ZieltiefenfarbeDas Ziel ist eingestellt auf 3% Grau, passt perfekt. Das Fenster kann wieder geschlossen werden.

Jetzt verwende ich die Umschalt-Feststellen-Taste, um meinen Mauszeiger in ein Fadenkreuz zu verwandeln, wähle mit einem Einfachklick die obere Pipette aus. Mit einem Rechtsklick ins Bild öffne ich das Kontextmenü, mit dem man die Größe der Pipettenspitze auswählen kann. Da echte Bilder fast immer ein leichtes Rauschen enthalten, halte ich es für sinnvoll, mehr als ein Pixel aufzunehmen und daraus den Mittelwert zu bilden, ich wähle daher den 3×3 Pixel Durchschnitt.

Nun klicke ich einmal möglichst genau auf meinen Farbmesspunkt 1. Hier in diesem Fall hätte es natürlich gereicht, irgendwo in den Farbkreis zu klicken. Bei Fotos sind die Farbflächen jedoch meist nicht so schön groß und gleichförmig, da sollte man dann schon den vorher mühsam herausgesuchten Messpunkt genau treffen. Dabei hilft der Fadenkreuz-Mauszeiger.

Das Ergebnis ist ein schöner schwarzer Kreis, wie gewünscht. Interessanterweise zeigen die Messwerte, dass das Ziel von 3% (entspricht RGB 070707) nicht ganz getroffen wurde.

Messwerte S1Warum wird klar, wenn man sich ansieht, was das Schwarzpunkt-Werkzeug getan hat. Dazu sehe ich mir die Kurven genauer an.

Kurven 1-1Die weiße Linie steht für die RGB-Summe, hier hat sich nichts geändert, aber bei den Linien für die einzelnen Farben Rot, Grün und Blau. Hier sind die Fußpunkte unterschiedlich weit nach rechts verschoben worden. Die Linien selber sind weiterhin gerade, haben aber in Folge eine stärkere Steigung. Was heißt das?

Die Linien stehen für eine Übersetzung eines alten Wertes (horizontale Achse) in einen neuen Wert (vertikale Achse). Alle Werte im Originalbild zwischen 0 und dem Fußpunktwert werden auf 0 abgebildet, alle darüber auf neue Werte größer 0. Betrachten wir den Wert für Rot für den linken Kreis. Der alte Wert war 68, der neue ist 7, wie gewünscht. Die Übersetzung erfolgt im Prinzip so, dass man auf der horizontalen Achse zur 68 geht, dann nach oben zur roten Linie, dann nach links zur vertikalen Achse und dort den neuen Wert 7 abliest. Wenn man den Mauszeiger über den Kurven schweben lässt, kann man die Werte als „Eingabe“ und „Ausgabe“ anzeigen lassen.

Bei Grün passt die Übersetzung nicht optimal. Das liegt daran, dass man den Fußpunkt, wenn man mit 8bit Kurvenanzeige arbeitet, nicht genau genug verschieben kann, um den Punkt (67,6) mit der grünen Linie zu treffen. Ich versuche es noch mal, um zu zeigen, was ich meine. Dazu schalte ich um auf die Grün-Kurve, markiere den Fußpunkt mit einem Mausklick und versuche, ich mit den Pfeiltasten so zu schieben, dass mein Messpunkt für Grün auch 7 meldet.

Kurven 1-2Das gelingt mir leider nicht, ich erreiche wegen der erzwungenen Ganzzahligkeit des Eingabewertes nur entweder 6 oder 8.

Was habe ich gelernt:

  • Die Schwarzpunkt-Pipette verschiebt den Fußpunkt der Gradationskurve für jede Farbe einzeln so, dass bei der Übersetzung mit den entstehenden Kurven die gewünschten Zielwerte für meine angeklickten Quellwerte möglichst genau getroffen werden.
  • Der Fußpunkt legt den höchsten Quellwert fest, dem noch der Zielwert 0 zugewiesen wird. Das ist nicht der Punkt, der sich aus den gemessenen Quellwerten und festgelegten Zielwerten ergibt, also nicht der angestrebte 3% Grau-Wert.
  • Auch wenn ich den Zielwert für meinen Schwarzpunkt auf 3% Grau festgelegt habe, heißt das nicht, dass es im Bild nicht noch dunklere Punkte geben kann, die aber noch nicht vollständig schwarz sein müssen. Findet sich z.B. ein Punkt, der für Rot den Wert 64 hat, dann wird dieser den Zielwert 2 erhalten, nicht 0.
  • Wenn mein Originalbild Punkte mit Quellwerten unterhalb des Fußpunktes enthält, dann werden diese alle auf 0 gesetzt. Wenn es sich nur um einzelne Punkte oder kleine Flächen handelt, ist das vergleichsweise egal. In der Praxis heißt das aber meist, dass sich unschöne zusammenhängende Flächen bilden, die alle den Wert 0 haben. Man kann keine Details mehr erkennen, keine Struktur, keine sogenannte „Zeichnung“, Diese Stellen bezeichnet man als „abgesoffen“.

Im Idealfall sind alle dunklen Flächen „durchgezeichnet“, das heißt, man kann überall noch Strukturen erkennen. Das ist auch der Grund, warum ich als Zielwert für den Schwarzpunkt 3% Grau und nicht echtes Schwarz gewählt habe: ich verschaffe mir eine Reserve, die verhindert, dass später z.B. beim Druck die Tiefen nicht „zulaufen“.

Anmerkung dazu: ich halte es in Abhängigkeit vom Inhalt des Bildes für durchaus in Ordnung, schwarze Flächen zu erzeugen. Wo kein Licht ist, kommt auch keins her. Die Entscheidung, ob man das macht oder nicht, muss man für jedes Bild treffen. Da, wo man Zeichnung haben will, da sollte es halt nicht nur schwarz sein.

Weißpunkt

Im nächsten Schritt mache ich analoge mit dem Weißpunkt weiter. Ich lege den Zielwert auf 97% Grau fest, klicke dann mit der Weißpunkt-Pipette in den rechten Kreis, der sofort weiß erscheint.

Kurven 1-3Auch hier wird der Zielwert nicht exakt getroffen, aber ich bin nah dran. Bemerkenswert ist, dass sich die Messwerte für das schwarze Feld verändert haben. Das ist so, weil der Schwarzpunkt kein Ankerpunkt der Kurve ist. Beim Einstellen des Schwarzpunktes wurde der Fußpunkt verschoben, so dass der gewünschte Schwarzpunkt, oder besser 3%-Grau-Punkt, auf der Kurve zu liegen kommt. Nun wird auch noch der Kopfpunkt so verschoben, dass der Weißpunkt getroffen wird. Ergebnis: die Kurve wird steiler. Sie beginnt aber immer noch beim selben Fußpunkt, muss also den alten Schwarzpunkt verfehlen.

Das kann dazu führen, dass man sich einen neuen Farbstich einschleppt. Zum Glück kann ich leicht korrigieren indem ich den Vorgang für den Schwarzpunkt einfach noch mal ausführe. Der Fußpunkt wird noch mal angepasst, allerdings ist die Änderung an der Kurve diesmal so gering, dass sich für den Weißpunkt nichts mehr groß ändert.

Als Ergebnis sind die äußeren Kreise optimal korrigiert, mit dem bloßen Auge vom Original nicht mehr zu unterscheiden. Die Grautöne dazwischen leider sind noch nicht so schick.

Mitteltöne

Jetzt kommt die letzte Pipette zum Einsatz, die für die Mitteltöne. Sie funktioniert anders als die beiden anderen. Bei Weiß- und Schwarzpunkt werden Helligkeit, Sättigung und Farbton der Quelle in die des Zieles übersetzt, bei den Mitteltönen spielt die Helligkeit der Quelle keine Rolle, nur Farbton und Sättigung. Da ich aber den Farbstich der Mittelwerte korrigieren will und nicht den der Tiefen oder Lichter messen, verwende ich am Besten eine Quelle, die korrigiert möglichst ein neutrales Mittelgrau haben soll. Es ist nicht entscheidend, welche Farbe diese Stelle in der farbstichigen Aufnahme hat, wichtig ist, dass sie in Natura neutral grau war. Im Beispiel ist das der mittlere Kreis.

Ich kontrolliere sicherheitshalber noch mal den Zielwert, der sollte hier ein 50% Grau sein, und klicke dann mit der Mittelwert-Pipette in den mittleren Kreis. Das Ergebnis ist zunächst überraschend.

Kurven 1-4Was fällt auf:

  • man kann den mittleren Kreis noch sehen. Wenn er wirklich auf Mittelgrau korrigiert worden wäre, müsste er auf dem Hintergrund verschwinden.
  • Die Werte des dritten Messpunktes sind alle deutlich größer als 128 und deutlich unterschiedlich.
  • Die beiden Kreise rechts und links der Mitte haben immer noch einen Farbstich, wenn auch weniger als vorher.
  • Die Werte der Messpunkte 1 und 2 haben sich auch noch mal geändert.

Es ist einfach zu verstehen, was jetzt passiert ist. Kopf- und Fußpunkte der Kurven sind fest geblieben. Ungefähr in der Mitte der Kurven ist je ein weiterer Ankerpunkt eingefügt worden, mit diesen Punkten werden die Kurven in der Mitte verschoben, so dass sich am Messpunkt ein möglichst neutrales Grau ergibt. Photoshop macht das mehr oder weniger erfolgreich, weder Helligkeit noch Farbton sind richtig gut getroffen.

Im Prinzip kann ich manuell über die Kurven korrigieren, indem ich die Mittelpunkte in zwei Richtungen solange verschiebe, bis die Werte passen. Dabei wird jedoch schnell klar, dass ich auch hier wegen der ganzzahligen Eingabewerte und seltsamen Verhaltens von Photoshop nie 100% treffen werde. Ich komme aber sehr nah ran und bin zufrieden.

Kurven 1-5Jetzt gibt es drei Punkte pro Kurve, die im Normalfall nicht mehr auf einer Geraden liegen. Konsequenterweise hat die Kurve jetzt entweder einen Knick, oder sie wird gebogen. Letzteres passiert in Photoshop standardmäßig. Es ist nicht wichtig, zu wissen, wie das genau gemacht wird. Wichtig ist aber, dass – Knick oder Kurve – sich natürlich die Werte an den anderen Stellen bis auf Kopf- und Fußpunkt auch ändern. Mit etwas Pech stimmen die Werte für Schwarz und Weiß jetzt wieder sichtbar nicht.

Wer jetzt glaubt, ich könnte rasch die Weiß- und Schwarzpunkt-Pipetten verwenden, um Fuß- und Kopfpunkt der Kurven noch zu optimieren, der liegt leider falsch. Diese beiden löschen die mittleren Ankerpunkte, damit sind die angepassten Mittelwerte futsch. Weitere Feinabstimmungen müssen daher ab hier manuell geschehen.

Immer noch haben zwei der Kreise einen starken Stich. Der dunklere scheint zu blau, der hellere zu rot. Hier in diesem konstruierten Beispiel kann ich auch das noch korrigieren, indem ich weitere Ankerpunkte in die Kurven setze und diese weiter verbiege. Das ist hier aber auch noch vergleichsweise leicht, weil es ganz klare Referenzen gibt; ich weiß, wie das Bild aussehen muss. Die Feinabstimmung gelingt nicht perfekt, aber schon sehr gut.

Wenn ich ehrlich bin, habe ich jetzt nur von drei auf fünf Punkte erweitert, mich also etwas näher herangetastet. Es könnte immer noch Ausreißer zwischen den Punkten geben. Je mehr Referenzpunkte ich habe, desto besser wird das Ergebnis.

Kurven 1-6Bei Photographien kann man zwei Wege gehen. Entweder man verwendet eine Grautafel mit bekannten Grauwerten, photographiert diese bei der gleichen Beleuchtung wie das eigentlich Motiv und erzeugt sich damit eine Übersetzungskurve, oder man verlässt sich auf seine Erinnerung und versucht die Detailanpassungen „nach Gefühl“. Auf jeden Fall ist es sinnvoll, sich zu merken, welche Objekte oder Flächen des Originals weiß, schwarz oder neutral grau waren, dann kann man zumindest die hier beschriebenen Schritte umsetzen. Außerdem macht man am Besten vorab schon einen Weißabgleich, z.B. in Camera Raw oder Lightroom.

Ich habe hier den Prozess mit nur einer Korrekturebene gezeigt. Es gibt Photographen, wie eben auch Vincent Versace, die bis zu drei Ebenen übereinander legen, eine für den Schwarzpunkt, eine für den Weißpunkt, eine für die Mitteltöne. Das kann allerdings nicht wirklich gut funktionieren und nur subjektiv zufriedenstellende Ergebnisse produzieren, weil die einzelnen Schritte des Prozesses, wie ich gerade gezeigt habe, nicht unabhängig voneinander sind. Die Schwarzpunkt-Einstellung funktioniert noch, aber schon die Ebene für den Weißpunkt verschiebt das Ergebnis auch für den 3% Grau-Wert. Man kann nicht mehr unabhängig korrigieren, auch wenn die jeweiligen Autoren das behaupten. Ich lasse mich gern berichtigen, aber mein Eindruck ist, dass drei Ebenen nichts leichter machen. Was funktionieren kann ist eine Kombination von einer Ebene für Schwarz- und Weißpunkt und einer weiteren für die Mitteltöne. Es sei denn, die Abweichung in den mittleren Tönen ist so stark, dass dann die Krümmung der Kurven wiederum die 3% und 97% Punkte beeinflusst.

Ich werde versuchen, den Prozess in einem Folgeartikel noch einmal an einem Photo zu zeigen. Da wird klar werden, dass am Ende ganz andere Dinge wichtig sind als die technische Präzision der Farbstichkorrektur.