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Immerschön GERADE

In der analogen Fotografie verhindert man stürzende Linien durch Shift-Objektive. In der digitalen Fotografie hat man auch die Möglichkeit, Architektur-Fotos am Computer zu korrigieren.

Fischeye-, Superweitwinkel- und Shift-Objektiv-Foto vom selben Motiv. Wirklich? Nur die erste Aufnahme ist "echt". Tatsächlich wurde die Superweitwinkel- und die geradegestellte Shift-Aufnahme per Bildbearbeitung aus dem extrem verzeichneten Fisheyefoto generiert. Was da bei genauem Hinsehen unter sichtbarem Nachlassen der Schärfe auf die Spitze getrieben wurde, korrigiert die Software ohne sichtbaren Qualitätsverlust. Die geringen Abbildungsfehler durch Verzeichnung, die Zoom-Objektive analoger wie digitaler Kameras aufweisen, stellt der Computer bei Bedarf wieder gerade. Die so genannten stürzenden Linien von Architekturaufnahmen können so behoben werden. Sie entstehen, wenn mit nach hinten gekippter Kamera fotografiert wurde.

Bis auf ganz wenige festbrennweitige, verstellbare Shift- und Makro-Objektive verzeichnen im Kleinbild-SLR- wie Consumer-Digitalkamera-Bereich alle Objektive mehr oder weniger stark. Weitwinkelobjektive tonnenförmig, Normal- und Teleobjektive kissenförmig.

Bei Zoomobjektiven tritt dieser Objektivfehler in den Endbrennweiten noch stärker auf. Im Superweitwinkelbereich nimmt die Verzeichnung mitunter sogar eine leicht wellenförmige Form an. In Reportage-, Sport-, und Tierfotografie stört die Verzeichnung nicht, Architektur- oder Sachaufnahmen werden dadurch schnell unbrauchbar. Dieser Abbildungsfehler kann jedoch mithilfe der Bildbearbeitungssoftware - je nach Stärke - praktisch vollständig entfernt oder wenigstens minimiert werden. "Stürzende" Linien sind kein Objektivfehler, sondern liegen im menschlichen Sehen begründet. Auge und Gehirn akzeptieren, dass sich Straße oder Schienen in der Entfernung zu verjüngen scheinen. Nicht aber, wenn das Ganze in die Senkrechte geht und beispielsweise die Linien eines Gebäudes, das mit gekippter Kamera aufgenommen wurde nach oben "zusammenlaufen". Statt diese stürzenden Linien mithilfe eines Spezial-Objektivs geradezustellen, was bei der Digital-SLR durch den Brennweitenfaktor (1,5 bis 1,3) nur unter starkem Brennweitenverlust - das kräftige 24-Millimeter-Shift wird zum "müden" 36 oder 31 Millimeter-Shift - und in der Consumerklasse überhaupt nicht möglich ist, kann auch dieser Effekt sehr gut mit der Software korrigiert werden. Hierbei wird eine aus der analogen Vergrößerungstechnik bekannte Vorgehensweise simuliert, in der stürzende Linien durch Schwenken von Papier-, Objektiv- und Filmbühne mittels Schrägprojektion der Filmvorlage gerade gestellt werden.

WIE WIRD AUS DER FISHEYEAUFNAHME EINE ULTRAWEITWINKELAUFNAHME?

Ausgangsbild war ein Foto, das mit einem russischen 3,5/8-Millimeter Peleng-Fisheye an der Canon EOS D 30 aufgenommen wurde.

Mit 23-24 mm Durchmesser ist der Bildkreis dieses Spezialisten nur wenig kleiner als die Diagonale des D 30 CMOS-Sensors, was aus dem nur begrenzt einsetzbaren 8-Millimeter-Rundbild-Fisheye ein 13-Millimeter-Vollformat-Fisheye mit horizontal 135 Grad Bildwinkel macht. Ganz bewusst wurde das erste Bild nicht beschnitten, um die komplette Abbildung des Fisheyes an der D 30 zu zeigen. Das MF-Peleng (mit Rastblende) kann für verschiedene Kameraanschlüsse online für rund 300 Euro bei www.fotowalser.de bestellt werden. Für die SLR bleibt alternativ sonst nur noch das 4/8 mm Sigma zu rund 800 Euro. Statt mit der Digi-SLR plus Fisheye könnte dieses Bild ebenso gut auch mit einer Nikon Coolpix plus Fisheyevorsatz entstanden sein. Die physikalisch bedingt extrem tonnenförmige Verzeichnung des Fisheye-Vorsatzes (Projektion auf die Kugeloberfläche!) wurde mithilfe von Picture Windows Pro vollständig korrigiert. Hierzu wird nach Laden des Fotos einfach der Menüpunkt "Transformation - Geometry - Lens" Distorsions angeklickt und die beiden Parameter "Distorsion Coefficient" und "Scale Factor" solange verstellt, bis das gewünschte Ergebnis erzielt ist. Mit dem rot markierten Fadenkreuz kann bei Bedarf die Bildmitte korrigiert und verschoben werden.

Auf Grund der extremen Bildumrechnung entsteht außerhalb der Bildmitte ein zum Rand zunehmender Schärfeverlust, der auch durch Unscharfmaskierung nicht aufgefangen werden kann. Eine gewisse Abhilfe schafft nur ein größerer Abstand zum Motiv, ein weniger formatfüllendes Fotografieren.

Beim Kampf um jedes Pixel Auflösung eigentlich eine Sünde, im Fall der digitalen Architekturfotografie - nicht nur bei diesem extremen Fisheye-Foto - aber notwendig. Auch werden zum späteren Geraderichten von stürzenden Linien Reserven benötigt, sonst müssen entstehende, leere Bildbereiche mühselig aus den Nachbarbestandteilen wieder aufgebaut oder das Bild unvorteilhaft beschnitten werden. Für den Hausgebrauch oder als Eyecatcher lässt sich für detailarme Motive mithilfe von Picture Windows Pro aus dem Fisheye tatsächlich ein virtuelles Ultraweitwinkel "basteln". Das Foto des Cadillac oben wurde mit der Zwei-Megapixel-Nikon Coolpix 950 und dem Fisheyevorsatzobjektiv FC-E8 aufgenommen.

Eine voll funktionsfähige 30-Tage-Version von Picture Window Pro kann von der Seite www.dlc.com runtergeladen werden. Dort gibt es auch ausführliche Informationen im Acrobat Reader PDF-Format aus denen sich eine erste Bedienungsanleitung erstellen lässt. Die einfachste Vollversion Picture Window kostet rund 50 US-Dollar. Obwohl komplett in Englisch gehalten und von einer spartanischen Bedienoberfläche, die an Windows 3.x-Zeiten erinnert, ist Picture Window sehr interessant.

Geht es nicht so extrem zu, lässt sich auch mit anderen Programmen und speziellen Photoshop-kompatiblen Plug-ins (Programmaufsätzen) die vergleichsweise leichte Verzeichnung von Weitwinkelobjektiven ohne erkennbaren Schärfeverlust korrigieren, um in einem weiteren Schritt dann auch die stürzenden Linien zu beseitigen. Da bei derartigen "Begradigungsarbeiten" Pixelbereiche stark verändert und neu gerechnet werden, sollte bei Architekturaufnahmen eine kamerainterne Schärfung reduziert oder besser ganz deaktiviert und in unkomprimierten TIFF- oder verlustfrei komprimierten Roh-Modi gespeichert werden.

BEARBEITUNGSBEISPIELE

Bis auf ein Foto aus dem (Zoom-)Telebereich wurde die überwiegende Mehrheit der hier verwendeten Fotos mit der Nikon Coolpix 990 in kürzester Brennweite und dem 24-Millimeter-Weitwinkelvorsatz (WC-E24) aufgenommen. Die noch geringe tonnenförmige Verzeichnung des Zoom-Nikkors bei 38-Millimetern Anfangsbrennweite wird durch den WC-E24 auf ein unübersehbares Maß verstärkt. Dieser Effekt tritt vermutlich auch bei anderen mit WW-Konvertern bestückten Digitalkameras auf. Der neue WC-E63 24-Millimeter-Konverter von Nikon ist von der Verzeichnung her besser, aber auch voluminöser als sein Vorgänger. Entgegen der Hinweise im vorangegangenen Absatz wurde ein Großteil aller hier zur Demonstration verwendeten Fotos fern ab vom heimischen PC speichersparend in mittlerer JPEG-Qualität als Urlaubserinnerung geknipst.

VERZEICHNUNGSKORREKTUR

Mit den Filtern "Verzerrungsfilter - Distorsion" aus Adobe Photoshop Elements und "Effekt - 3D - Delle - Beule" aus Ulead PhotoImpact ist eine Verzerrungskorrektur denk- und machbar, das Resultat ist trotz Variieren von Distorsionsstärke und Arbeitsflächengröße meist unbefriedigend, wie die theoretische "Gitterparade" zeigt. So richtig gerade ist da nichts.
Überzeugende Ergebnisse liefern dagegen die Photoshop-kompatiblen Plug-ins Andromeda Lens Doc und Dersch Panorama Tools. Das Lens Doc-Manual im PDF-Format lässt hinsichtlich der Programmbedienung keine Fragen offen und bietet einen Beginner- und Experten-Modus mit Übungslektionen. Es ist allerdings nur in englischer Sprache verfügbar. In Lens-Doc-Komfort ist für 89 Dollar bereits eine Datenbank mit zahlreichen Digitalkameras und Wechselobjektiven integriert. Dort können auch neue Objektive generiert werden. Die Panorama Tools kommen dagegen etwas spröde daher, dafür sind sie aber kostenlos - ohne jede Funktionseinschränkung. Auch in den Panorama Tools können die Parameter des Verzeichnungskorrekturwertes für jedes Objektiv oder jede Zoom-Brennweite unter entsprechenden Namen abgespeichert werden! Aus patentrechtlichen Gründen ist das Plug-in des deutschen Programmierers Helmut Dersch komplett in Englisch gehalten.

Eine Lens Doc-Demo kann von der Internetseite www.andromeda.com runtergeladen werden,
die Web-Adresse für Panorama Tools lautet: www.fh-furtwangen.de/~dersch. Auch wenn viele Bildbearbeitungssoftwares in ihren Voreinstellungen per Datei-Browser nach Plug-ins suchen und diese automatisch einbinden können sollen, klappt diese Vorgehensweise nicht immer.

Obwohl bereits im Photoshop Plug-in-Ordner abgelegt, müssen beispielsweise die Panorama Tools *.8dbf-Dateien samt pano12.dll ein zweites Mal direkt ins Plug-in Verzeichnis der jeweiligen Software und unter Umständen die pano12.dll (zusätzlich) ins Windows System-Verzeichnis kopiert werden.

Für die Panorama Tools unter MacOS muss sich die pano12.lib im Systemordner Systemerweiterungen befinden. Ausprobieren!

Vor Beginn der Bearbeitung sollte man grundsätzlich kontrollieren, ob in der verwendeten Grafiksoftware die jeweils beste Interpolationsart aktiviert ist. Unter die Vorbereitungen fällt auch das Einrichten und Aktivieren von Hilfsgittern oder -linien einer gut sichtbaren Farbe zum leichteren Erkennen von Verzeichnungen und nicht ganz geraden Linien und der anschließenden Geradestellung. Hilfslinien oder -gitter zwischendurch immer mal wieder deaktivieren, sonst erliegt man schnell Effekten der optischen Täuschung.

Beim späteren Begradigen ist es notwendig, Platz zu schaffen und eine in der vertikalen und horizontalen Pixelabmessungen doppelt so große Leer-Datei mit beliebiger Hintergrundfarbe zu erstellen, in der das verzeichnungskorrigierte Originalfoto als neue Ebene oder neues Objekt kopiert wird. Die Nachbearbeitungen der digitalen Architekturfotografie sind extrem rechenintensiv. Neben einem aktuellen Prozessor sind 128 MB Arbeitsspeicher eher schon zu knapp.

SCHRITT FÜR SCHRITT

Die "Schritt-für-Schritt"-Texte und -Bilder zu den Programmen
Adobe Photoschop Elements
Corel PhotoPaint 8.0 LE für MacOS und PhotoPaint 7.0 für Windows
Computerinsel PhotoLine 7.5.x/8.x für MacOS und Windows
MicrografX Picture Publisher
Ulead PhotoImpact
können in der Originalzeitschrift (digifoto Januar 2002) nachgelesen und betrachtet werden!
 

Internet Unter dem Stichwort "stürzende Linien" findet die Suchmaschine www.google.de reichlich Material zum Thema Architekturfotografie, Perspektive und so weiter. Optische Täuschung http://members.tripod.de/Andy_10/optik.html http://www.fh-jena.de/contrib/fb/et/cbt/dbv/opt_t/opt_taeuschung.html

Bildkreis Das von einem Objektiv erzeugte Bild ist immer kreisrund. Um die Fläche des 24 x 36-Millimeter-Formats zu füllen, muss der Bildkreis einen Durchmesser von 43 mm haben. Exakt die Diagonale des KB-Formats und gleichzeitig die eigentliche Normalbrennweite. Alles, was kürzer als 43 (50) Millimeter ist, wird als Weitwinkelobjektiv bezeichnet, alles was länger ist als Tele. Ist der Bildkreis (wie beim Rundbild-Fisheye) kleiner als 43 Millimeter "fehlen" dem Foto die Ecken - sie sind schwarz. Ist der Bildkreis größer, könnte die Kamera hinter einem derartigen Objektiv in alle Richtungen verschoben werden, ohne dass im Foto schwarze Ecken entstehen. Dieses Prinzip kommt bei verschiebbaren (engl. to shift) Shift-Objektiven für die Architekturfotografie zum Einsatz. Wobei nicht die Kamera hinter dem Objektiv verschoben wird, sondern der vordere Teil dieser teuren Spezialisten. Durch einen Bildkreis von 63 Millimetern kann das Shift-Objektiv bis 10 Millimeter aus der optischen Achse, die mitten durch die Linsen geht, verschoben werden. Aus diesen Millimetern resultieren bei Aufnahme entsprechender Objekte mehrere Meter an Höhengewinn, ohne die Kamera kippen zu müssen.

Fisheye-Objektiv (engl. für Fischauge) Durch die hervorstehende, stark gewölbte Frontlinse erinnert dieser Objektivtyp stark an das Auge eines Fisches. Als andere Erklärung könnte noch herhalten, dass der Fisch praktisch den gesamten Raum neben, über und unter sich in einem Bildwinkel von sogar mehr als 180 Grad überblickt. Nur in der Bildmitte hat ein Fisheye-Objektiv die angegebene Brennweite und eine verzeichnungsfreie Abbildung. Zum Bildrand hin wird die Abbildung immer kleiner und die Verzeichnung immer stärker tonnenförmig. Der Effekt entspricht dem Blick in eine verspiegelte Weihnachtsbaumkugel. Es gibt zwei Arten von Fisheye-Objektiven. Die mit 7,5 oder 8 Millimetern Brennweite haben einen Bildkreis von etwa 23 Millimetern, der genau ins Kleinbildformat passt. Alles außerhalb dieses Bildkreises ist schwarz. Diese Objektive sehen rundherum 180 Grad. Die untere Grenze dieses Typs stellt das 6-Millimeter-Nikkor-Objektiv von Nikon dar, das mit einem Bildwinkel von 220 Grad sogar nach hinten "schaut". So genannte Vollformat-Fisheye-Objektive haben bei 15 bis 17 Millimetern Brennweite einen Bildkreis von 43 Millimetern, der damit das volle Kleinbildformat ausfüllt. Hier werden die 180 Grad Bildwinkel allerdings "nur" über die Diagonale erreicht. Horizontal hat der Fotograf etwa 135 Grad zur Verfügung. Plug-in Wörtlich übersetzt bedeutet Plug-in "Steck ein". Vergleichbar einem CD-Spieler, der nachträglich an eine Hifi-Anlage angeschlossen wird, wird in eine Bildbearbeitung nachträglich eine Programmerweiterung installiert, ein Plug-in "eingesteckt", das neue Bearbeitungsmöglichkeiten ermöglicht.

Stürzende Linien Parallelen, die vom Betrachter (oder der Kamera) wegführen - "flüchten" - und scheinen am Horizont zusammenzulaufen. Dieses Phänomen stellt für das menschliche Auge nichts ungewöhnliches dar. Wird die Kamera dagegen nach oben geneigt, um beispielsweise ein Gebäude ganz abzubilden, wird der obere Teil des Geäudes wegen der Größeren Entfernung zur Kamera kleiner abgebildet, die parallelen, vertikalen Linien laufen auf einen außerhalb des Bildfeldes liegenden Fluchtpunkt zu und werden perspektivisch verzerrt. Obwohl von der Perspektive nichts anderes, als die "flüchtenden" 2 Parallelen in Richtung Horizont, scheint das Gebäude dadurch nach hinten umzustürzen, folgerichtig spricht man von stürzenden Linien. Um die Parallelität der Objektkanten wieder herzustellen, muss die Kammera exakt vertikal ausgerichtet und nur das Shift-Objektiv nach oben parallel verschoben werden. Verzeichnung Verzeichnung oder Distorsion ist die gekrümmte Wiedergabe gerader Linien am Bildrand. Man unterscheidet zwischen: tonnenförmiger Verzeichnung - die Bildmitte wird im Vergleich zu den Bildecken vergrößert abgebildet, so dass sich die Bildränder nach außen hin wölben. Typisch für Weitwinkelobjektive kissenförmiger Verzeichnung - die Bildmitte wird gegenüber den Bildecken verkleinert abgebildet, die Bildränder wölben sich nach innen. Typisch für Teleobjektive wellenförmiger Verzeichnung, einer Mischung aus den beiden Arten, die mitunter bei Ultraweitwinkelobjektiven beobachtet wird.