Kontrast-Testkit (Plugin)


Enthält ein Testbild und einen Teststreifen zum Untersuchen und Darstellen lokaler Kontraständerungen an Bildkonturen, wie sie etwa durch Scharf- und Weichzeichnung entstehen. Außerdem sind ein Plugin zum Erzeugen der resultierenden Kontrastkurve sowie unterstützende Photoshop-Aktionen enthalten..
(Windows und Mac-OS)

sf_analyse_kkurve(mac)
sf_analyse_kkurve(win)

Kantenkontrast live messen


Ein spezieller Testaufbau erlaubt in vielen Programmen die direkte Anzeige der Kontrastkurve. Dazu habe ich den Kontrastverlauf mit einem Referenzbild, zwei Einstellungsebenen und einer Farbmaske überlagert:

Kontrastkurve Aufbau

 

Das komplette Bild kann als komprimierte PSD-Datei hier heruntergeladen werden: SF_Contrast_Testkit.zip

Eine universell einsetzbare (allerdings doppelt so große) Variante funktioniert auch mit Programmen, die - wie Gimp - keine Einstellungsebenen unterstützen. Diese sind hier mittels Mischmodi simuliert: SF_Contrast_Testkit_uni.zip

Rolf Steinort hat freundlicherweise das Testkit speziell für Gimp noch etwas angepasst und die blaue Farbe durch Gelb ersetzt. Das macht die dritte Kurve besser sichtbar: SF_Contrast_Testkit_RGY.zip

Ein Podcast von Rolf Steinort zur Verwendung in Gimp ist hier zu finden (in englischer Sprache).

Scharf- und Weichzeichnung messen

Schärfung und Weichzeichnung wirken sich auf den Kontrast von Bildkonturen aus. Während eine globale Kontrasterhöhung alle dunklen Bildpixel noch etwas dunkler und alle hellen Bildpixel noch etwas heller macht, wirkt die Kontrasterhöhung, die von einer Scharfzeichnung verursacht wird, lokal begrenzt nur im engen Bereich um Bildkonturen. Ein Bild, das keine Konturen enthält (etwa ein sanfter Farbverlauf), wird beim Schärfen in der Regel nicht verändert.

Die "richtige" Schärfe ist abhängig vom Bild, der Ausgabeauflösung und dem Ausgabemedium - sie zu finden, erfordert viel Erfahrung. Der Monitor gibt nur begrenzt wieder, was der Drucker aus einem Bild macht. Außerdem wirken Schärfungswerkzeuge aus unterschiedlichen Programmen oft sehr unterschiedlich, sogar bei vergleichbaren Einstellungen. Wie "gut" ein bestimmtes Programm oder Werkzeug scharfzeichnet, lässt sich zudem anhand von geschärften Beispielbildern nur schwer beurteilen.

Die Kontrastkurven-Testkits aus der SimpelFilter-Reihe erlaubt eine objektive Beurteilung anhand von sogenannten Kontrastkurven.

Kontrastkurve1

"Kontrastkurven" zur Messung von Kontrastveränderungen an Bildkonturen

Um zu untersuchen, ob und wie sich eine Bildbearbeitung auf Bildkonturen auswirkt, bedarf es eines speziellen Testbildes, das nur Konturen enthält, und zwar vom geringsten bis zum höchstmöglichen Kontrast. Ein solcher Kontrastverlauf besteht aus grauen Balken von je 5 Pixeln Breite, deren Helligkeit abwechselnd zu- und abnimmt. Links liegen die Balken mittleren Graus ohne Kontrast, rechts die Balken aus reinem Schwarz und Weiss, also mit dem höchsten Kontrast.

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Kontrastverlauf aus 256 Balken (verkleinert)

Zeichnet man die Helligkeiten dieser Balken (ähnlich wie bei einer Gradationskurve) über der x-Achse auf, entstehen zwei Linien. Sie beginnen gemeinsam in der Mitte der linken Diagramm-Seite, trennen sich aber sofort und verlaufen nach rechts oben bzw. rechts unten. Die obere Linie repräsentiert die Tonwerte der Balken mit steigender Helligkeit, die untere Linie die mit fallender Helligkeit.

Normalkurve

Die "Normalform" der Kontrastkurve steht für das unveränderte Kontrast-Testbild

Bisher ist dies noch nichts anderes als eine etwas seltsame Gradationskurve. Doch was geschieht, wenn wir einen Weichzeichnungsfilter auf das Testbild loslassen? Die Weichzeichnung verringert den Kontrast nicht global, sondern nur an den Bildkanten. Das heißt, die direkt an einer dunklen Kante anliegenden hellen Pixel werden etwas dunkler, und die benachbarten, schon auf der dunklen Kante befindlichen Pixel werden etwas heller. Das Umgekehrte geschieht bei einer Scharfzeichnung: Die Pixel auf der hellen Seite einer Kante werden noch heller, die auf der dunkleren Seite noch dunkler. Der Kantenkontrast wird damit stärker.

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Ausschnitt aus dem Kontrastverlauf und die Veränderungen, die durch Weichzeichnung (links) und Scharfzeichnung (rechts) bewirkt werden.

Unsere Kurve würde damit lediglich etwas zerfransen - wenn jetzt nicht ein Trick zum Einsatz käme. Ich klassifiziere die Pixel optisch anschaulich durch die drei Farben Rot, Grün und Blau. Rot färbe ich die Pixel, die direkt an den Bildkanten anliegen (egal, ob auf der hellen oder dunklen Seite), Grün die Pixel in zweiter Reihe und Blau die in dritter Reihe (das ist in diesem Fall genau die Mitte zwischen zwei Bildkonturen).

Damit ist sofort sichtbar, welche Pixel wie stark von der Scharf- oder Weichzeichnung betroffen wurden. Die Kurvenschenkel teilen sich nun nämlich weiter auf, in je drei farbige Schenkel. Nur, wenn gar nicht alle Pixelreihen beeinflußt werden - oder zwei oder alle drei Pixelreihen auf exakt die gleiche Weise - fallen zwei Schenkel zusammen und bilden dann die jeweilige Mischfarbe. Blau und Grün (dritte und zweite Pixelreihe) bilden Türkis, Rot und Grün (erste und zweite Pixelreihe) bilden Gelb. Das Zusammenfallen von erster und dritter Pixelreihe (Rot und Blau - Magenta) dürfte in der Praxis kaum vorkommen. Wenn alle drei Pixelreihen gleich (oder gar nicht) beeinflusst werden, bleiben auch ihre Kurvenschenkel zusammen und sind in weißer Farbe sichtbar.

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Scharfzeichnung erhöht den Kontrast vor allem zwischen den direkten Kantenpixeln (erste Pixelreihen - obere und untere rote Schenkel). Die dritten Pixelreihen (blau) blieben hier unbeeinflusst.

Die Kontrastkurven erlauben die Beurteilung mannigfacher Bildbearbeitungs- und Retuschewerkzeuge. Außer Scharf- und Weichzeichnungsfiltern (den sogenannten Fokusfiltern) sind sie auch für den Test von Rauschfiltern geeignet, dann dient als Testbild ein verrauschtes Ausgangsbild. Beispiele für die Anwendung finden Sie in den Artikeln auf meiner Homepage www.ralphaltmann.de und im Insiderbuch Digitale Fotografie in großer Zahl.

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Weichzeichnung vermindert den Kontrast

Die Plugin-Version des Kontrastkurven-Testkits enthält neben dem eigentlichen Plugin unterstützende Photoshop-Aktionen zur Automatisierung des Arbeitsablaufs und zum Finishing der fertigen Kurve (zur besseren Sichtbarkeit und Auswertung werden die Kurvenpunkte verstärkt und das Diagramm mit einem Gitter überdeckt).

Das Testbild liegt in mehreren Versionen bei: Die voll aufgelöste Version mit 256 5-Pixel-Streifen in Abstufungen von einem Tonwert hat bei einer Kantenlänge von 1280 Pixeln bereits mehr als 1,5 Megapixel, deshalb sind für etwas geringere Ansprüche an die Kurvenqualität ein nur ein Viertel so großes Testbild und das zugehörige Plugin beigelegt. Das kleine Testbild enthält 128 Balken in Abstufungen von zwei Tonwerten und ist deshalb nur 640 Pixel breit.

Genau wie beim Gradations-Testkit habe ich auch hier Teststreifen zum Einfügen in eigene Bilder beigefügt, ergänzt durch Photoshop-Aktionen zur vollautomatischen Auswertung. Die Teststreifen gibt es ebenfalls in zwei Versionen (ca. 1280 und 640 Pixel lang).

Das Testkit kann in allen Programmen verwendet werden, die Photoshop-Plugin-kompatibel sind. Die Unterstützung von Aktionen und Ebenen ist nicht unbedingt notwendig, jedoch gehen dann einige Komfortfunktionen verloren. So muss das Finishing der Diagramme eventuell von Hand vorgenommen werden.

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Der Teststreifen im Bild zeigt nach der Auswertung die Qualität der erfolgten Schärfung: Geringe Kontraste wurden nicht geschärft (Schwellenwert-Funktion), höhere Kontraste jedoch deutlich. Kantenkontraste über 128 Tonwerte wurden - so sie im Originalbild überhaupt vorkamen - bereits überschärft.