Auf die Größe kommt es an

Oder: alles eine Frage der Pixelmenge

Beim Kauf jeder Digitalkamera ist es eine der zentralen Fragen: wieviele Pixel sollen es denn werden? Reichen 8 bis 10 Megapixel oder dürfen es auch ein paar mehr sein? Höher, schneller, weiter – auch bei der Menge an Bildpixeln sind dem Größenwahn keine Grenzen gesetzt. Wieviel Größenwahn man sich gönnt, ist aber nicht nur abhängig von persönlichen Fotovorlieben, sondern vor allem eine Frage des Geldbeutels. Muss es für ein für ein richtig „großes“ Bild wirklich die im Zweifel teurere und pixelmäßige potentere Kamera sein, oder kann man sich auch anders behelfen?

Für einen Abzug des Urlaubsschnappschusses im Format 10 x 15 oder 13 x 18 cm reichen auch die Auflösungen gängiger DSLR-Einsteigermodelle allemal. Was aber, wenn das Lieblingsmotiv mal auf Postergröße hochgezogen werden soll? Legt man eine Auflösung von 300 dpi (Pixel/Inch) zugrunde ist bei einer Aufnahme mit ca. 10 MP schon bei ca. 21×30 cm Schluss. Nix ist’s also mit dem Pin-Up im A1 Format. Oder doch?

Bildbearbeitungsprogramme wie Photoshop, Raw-Konverter wie Capture NX und vor allem spezielle Tools oder Plug-Ins zur Bildskalierung versprechen hier Abhilfe. Ich habe mir einmal angesehen, was passiert, wenn man Fotos mit Hilfe solcher Tools auf Postergröße aufpumpt.

Und was kommt jetzt?
Als Ausgangsmaterial dient ein unkomprimiertes Foto von 10,2 MP im RAW -Format, dass nach einer Grundbearbeitung (Justierung der Belichtung, keine Schärfung, kein Entrauschen) über Lightroom nach Photoshop exportiert wird . Um den Test – wie es sich für einen ordentlichen Podcast gehört – geschlechtsneutral zu gestalten, habe ich als Testbild dann doch keine Playboy-Schönheit abgelichtet sondern mich an einer Architekturaufnahme abgearbeitet. Mein Ziel: eine Datei für die Ausgabe im A1 Format zu präparieren – das entspricht für das Ausgangsmaß von 21×30 cm einer Vergrößerung von 279% je Dimension.

Der Knackpunkt
Vergrößert man die Kantenlänge dieses Bildes bei vorgegebener Pixelmenge, werden die Bildpunkte auf eine entsprechend größere Fläche verteilt. Um nun wieder die optimale Druckauflösung zu erreichen, müssen die entstandenen Lücken gefüllt werden. Da führt kein Weg dran vorbei – aber wie?
 

Adobe Photoshop
Der einfachste Weg von der Briefmarke zum Posterformat führt über den Dialog „Bildgröße“ in Photoshop (oder einer anderen Bildbearbeitungssoftware).

Photoshop bietet bei der Bildskalierung verschiedene Berechnungsmethoden an:

Bei der Pixelwiederholung (alias „nächster Nachbar“ = „Nearest Neighbor“) wird einfach jedes Pixel verdoppelt und in die angrenzende Lücke geklebt. Die Kontraste bleiben erhalten und Linien sind einigermaßen scharf, aber an diagonalen Kanten bilden sich kleine Treppchen (Aliasing). Feine Bildstrukturen werden unschön aufgerastert und auf den Flächen bilden sich Artefakte.

Der bilineare Algorithmus mittelt die Farbwerte der oben, unten, rechts sowie links vom betrachteten Bildpunkt (2+2) angrenzenden Pixel und füllt mit dem Ergebnis die Lücken auf. Das Resultat ist wesentlich glatter als beim Modus Pixelwiederholung, zeigt kaum Treppchen, wirkt allerdings – vor allem in den Kontrasten – ziemlich weich.

Zu den beim bilinearen Algorithmus berücksichtigten 4 Pixeln bezieht der bikubische Algorithmus zusätzlich die diagonal angrenzenden Bildpunkte in die Berechnung mit ein. Das Ergebnis liefert feinere Tonwertabstufungen und eine bessere Erhaltung der Kontraste, kann aber – ganz besonders in der Version „bikubisch, schärfer“ – zu hellen Säumen (Halos) rund um kontrastreiche Kanten führen

Photoshop, Pixelwiederholung

Photoshop, bilinear

Photoshop, bikubisch

Photoshop, bikubisch glatter

Photoshop, bikubisch schärfer
 

Genuine Fractals (onOne software)

Die Algorithmen in Genuine Fractals arbeiten nach einem anderen Prinzip als die oben beschriebenen. Die Software sucht in immer kleiner werdenden Pixelblöcken nach wiederkehrenden natürlichen Mustern – den so genannten Fraktalen. Das Praktische an diesen Fraktalen ist, dass man sie – einmal gefunden und mathematisch beschrieben – beliebig skalieren kann. Und das verlustfrei. Theoretisch zumindest. Nach Herstellerangaben soll man damit ein Bild auf über 1000% skalieren können ohne dabei Schärfe und Kantendetails zu verlieren.

Im Test konnte sich das nicht ganz bestätigen, aber vielleicht mangelt es dem Testbild auch nur an der nötigen Fraktaldichte. 
(Vorsicht, hier wird es wissenschaftlich und deshalb lasse ich mich an dieser Stelle nicht über strenge oder statistische Selbstähnlichkeit aus)

GF integriert sich als Plugin ins Hauptmenü sowie in den Automatisieren-Dialog von Photoshop. Dort stehen drei Menüeinträge zur Verfügung, „Professional Edition“, „Batch“ sowie „Express“. Batch gibt einem – wie der Name schon sagt – die Möglichkeit der Stapelverarbeitung. Man kann Quell- sowie Zielordner angeben und auf mehreren Tabs sowohl Dateibenennung festlegen als auch die Skalierungs-, Textur- oder Schärfeparameter einstellen. Die Expressversion eignet sich für eilige (alternativ faule) Benutzer oder solche, die Respekt vor zu vielen Schiebereglern haben. Hier werden nur die Größeninformationen entgegen genommen und ab geht die Post!

In der Standard-Variante stellt man zunächst die gewünschte Bildgröße ein – wahlweise in Pixel, Prozent, Inch, Millimeter, Zentimeter, Punkt oder Picas. Im Bereich „Texturkontrolle“ lassen sich über Stärke- und Schwellenwert-Regler Details herausarbeiten. Was bei Wiesen, Mauerwerk oder ähnlichem durch die Verstärkung lokaler Kontraste feine Strukturen hervorhebt, sollte bei gleichmäßigen Flächen z.B. Himmel mit Vorsicht genossen werden. Zieht man hier die Regler zu weit nach rechts, verstärkt man das Bildrauschen deutlich. Eine erste gute Näherung an die optimale Parameter-Kombination bieten hier die verschiedenen Presets.

Die Dialoge für Schärfung (Unscharf Maskieren), Filmkorn, Kacheln oder den Gallery Wrap kann man unabhängig voneinander abschalten. Das ist praktisch, weil man dann nicht alle Regler auf Null ziehen muss, wenn man z.B. außerhalb des Tools schärfen will. Für komfortables Cropping bietet GF ein Beschnittwerkzeug mit Voreinstellungen für feste Seitenverhältnisse (Quadrat, typische Seitenformate für Fotopaiere u.ä.).

Praxistest 1

Nach einem ersten Durchgang mit dem Testbild und den Einstellungen, die das Tool per Default bietet, zeigt sich ein Ergebnis, das etwas geglättet und leicht kontrastärmer erscheint als das Ausgangsbild. Der Schärfeabfall ist gegenüber den Photoshop-Algorithmen jedoch geringer – und das ohne störende Treppchenbildung oder Halos.

Texture Control:
Image Type: General Purpose
Amount: 3
Threshold: 25
Sharpening: off

Praxistest 2

Im zweiten Versuch halte ich an der Vorgabe im Bereich Texture Control fest, schalte allerdings den Schärfe-Dialog ein. Die Schieberegler belasse ich auf den Default-Werten.

Das Bild gewinnt an Schärfe und Kontrast. Erwartungsgemäß. Schräge Kanten im Bild werden sauber und ohne Treppenbildung geschärft. Dafür zeigen sich an den Kontrastgrenzen leichte Artefakte (z.B. zwischen den beiden dunklen Zweigen die den Schriftzug durchkreuzen), diese fallen besonders dort auf, wo das Motiv eher wenig eigene Struktur zeigt. Rund um die Schrift am unteren Bildrand bilden sich helle Artefaktesäume.

Texture Control:
Image Type: General Purpose
Amount: 3
Threshold: 25
Sharpening: on (vorgegebene Einstellungen)
Radius: 2
Amount: 100
Threshold: 30

Praxistest 3

Was passiert, wenn man im Bereich Texture Control die Voreinstellung für Image Type von „General Purpose“ durch „High Detail“ ersetzt?

Texture Control:
Image Type: High Detail
Amount: 3
Threshold: 25
Sharpening: on (vorgegebene Einstellungen)
Radius: 2
Amount: 100
Threshold: 30

Hier lässt sich erahnen, dass das Hinzufügen künstlicher Details – je nach Motiv – eine Möglichkeit ist, den Schärfe-Eindruck eines Bildes zusätzlich anzuheben. In diesem Fall fällt die Struktur jedoch übertrieben aus. Die Wand wirkt pockig und die Artefakte um die Schrift im unteren Bildbereich werden noch stärker als im letzten Versuch. Für dieses Bild sind die Default Werte nicht geeignet, hier wäre Feinjustierung an den Schiebereglern notwendig, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen.
 

Photozoom 2 (Benvista)
Photozoom ist sowohl als Plugin, als auch als Stand-Alone Version verfügbar. In unserem Test haben wir mit der Stand-Alone Version gearbeitet.

Die Software zieht für die Interpolation eines Bildpunkts sehr viele der umgebenden Pixel mit ein und „versucht“ Kanten, die quer durch bekannte Pixelgruppen verlaufen, nachzubilden bzw. Zu „erraten“. Hierfür nutzt es einen Spline-Algorithmus, der dem ähnelt, den Autohersteller im Karosserie-Design verwenden, wenn es darum geht, eine weich-fließende Hülle für ihre Autos zu entwerfen. Neben den S-Spline sowie S-SplineXL Algorithmen stehen aber auch einige der „klassischen“ Berechnungsmethoden wie „bikubisch“ und „nächster Nachbar“ zur Verfügung.

Photozoom bietet zahleiche Einstellungsmöglichkeiten. Falls man keine Lust hat, im Schärfedialog Regler zu schieben und manuell Einfluss auf Detailverstärkung und Kanten-Erkennung zu nehmen, bietet auch diese Software verschiedene Voreinstellungen. Je nach Charakteristik des vorliegenden Bilds kann man mit „Foto-detailliert“ Strukturen erhalten bzw. hervorheben oder mit „Foto-weich“ an einem Portrait arbeiten. Für komprimierte Jpegs gibt es die Voreinstellung „Reduziere Rauschen/Artifakte“, die das ganze Bild tüchtig glättet. Die Voreinstellungen sind auch hier ein guter erster Näherungswert. Wem der ein oder andere Modus zu dick aufträgt, kann sich von dort aus durch Zurücknehmen der einzelnen Werte langsam herantasten.

Praxistest 4

Für den ersten Versuch verwende ich den neuen (und laut Hersteller gegenüber S-Spline) verbesserten Algorithmus S-SplineXL und lasse die Schärfung noch ausgeschaltet.

Ich erhalte ein Bild mit ausgewogenen Kontrasten, dass schon einen erstaunlich scharfen Eindruck macht. Die Texturen (z.B. der Wandoberfläche) werden allerdings (im Vergleich zu Genuine Fractals) schwächer abgebildet, was dem Bild Tiefe nimmt.

Algorithmus: S-SplineXL
Schärfung: off (generisch)

Praxistest 5

Algorithmus: S-Spline XL
Schärfung: Voreinstellung „Foto detailliert“

Der Wechsel auf das Schärfepreset „Foto detailliert“ hebt die Kontraste noch etwas weiter an, Textur wird geringfügig verstärkt. Treppchenbildung oder Halos kann man kaum beobachten. Das Bild macht im Gesamteindruck von allen Testversionen den schärfsten Eindruck – es wirkt allerdings ein wenig zweidimensional.
 

Nikon Capture NX2
Nikon Capture spielt in diesem Testfeld eine Sonderrolle. Es kann nur RAW-Dateien von Nikon konvertieren, allerdings lassen sich auch hier (vergleichbar zu Lightroom jpegs mit denselben Bearbeitungsschritten anpassen, die für die Raw-Entwicklung zur Verfügung stehen.

Das Anpassen der Bildgröße ist wie in Photoshop Teil des normalen Funktionsumfangs – entsprechend schmal ausgestattet ist der dazugehörige Menübereich. Man kann Auflösung und Kantenlänge in verschiedenen Einheiten angeben und gut ist‘s. Welche Berechnungsmethode für die Vergrößerung verwendet wird, lässt sich weder dem Menü noch der Hilfe entlocken.

Das „rohe“ Ergebnis einer Vergrößerung ist – erwartungsgemäß – relativ weich. Was auffällt – bereits in diese ungeschärften Variante hat das Bild eine Tendenz zur Treppenbildung an schrägen Kanten (Schatten des Balkongeländers, Serifen der Werbeschrift). Man meint feine horizontal verlaufende helle Linien zu sehen, die durch die Kanten verlaufen – ähnlich wie bei einer Vergrößerung mit Photoshops bilinearem Algorthmus.

Praxistest 6

Versucht man sich dann über den USM-Dialog an ein optimales Bildergebnis heranzutasten bekommt man zwar schon bei „milden“ Einstellungen ein kontrastreiches Bild, für einen – mit den oben gezeigten Bildern vergleichbaren – scharfen Bildeindruck muss man allerdings in Kauf nehmen, dass sich die Treppenbildung an den Kanten dramatisch verstärkt.

Praxistest 7

Schärfen:
Stärke: 100%
Radius: 3%
Schwellenwert: 2

Zusammenfassung/Fazit

Die beiden getesteten Upscaling-Spezialisten machen ihre Sache sehr gut – beide deutlich besser als Photoshop oder der Rawkonverter Capture NX2. Vor allem im Bereich Benutzerführung können sie durch mehr Einstellungsoptionen punkten. Die angebotenen Presets ermöglichen es, mit wenigen Klicks zu einem für das Durchschnittsbild brauchbaren Ergebnis zu kommen. Dieses Ergebnis fällt bei Photozoom kantenschärfer aus, Genuine Fractals erhält die Texturen besser. Welches Produkt man letztendlich auswählt, hängt hauptsächlich vom Einsatzgebiet ab – einen eigenen kleinen Test mit dem 30 Tage Trial kann ich Euch an dieser Stelle nicht ersparen (will ich auch nicht  ).

Wenn ich mir was wünschen dürfte…

… dann wäre es, dass sich Ergebnisoptimierung wie Schärfungen oder das Hinzufügen von Filmkorn bzw. künstlicher Textur selektiv anwenden lassen. Alle Upscaling-Programme lassen diesbezüglich nur eine globale Bearbeitung zu. Da eine Schärfung nicht allen Bildbereichen gleich gut tut, bleibt einem nur der Ausweg, eine geschärfte sowie eine ungeschärfte Vergrößerung zu erzeugen und diese in der Bildbearbeitungssoftware seiner Wahl mittels Ebenen und Masken miteinander zu kombinieren.

Und was, wenn dann doch der Druckertreiber…

Viele der professionellen Drucker haben die Fähigkeit ein kleines Foto via Hardware-Interpolation auf ein großes Format zu skalieren und zu drucken.

Was ist nun die bessere Option? Führt man die Vergrößerung vorab durch eine Software-Interpolation durch, bewahrt man sich größere Flexibilität – erlaubt einem doch die Software Neuberechnung sowie Schärfung den speziellen Bedürfnissen des Bildes anzupassen.
Andererseits – vergrößert man das Bild mithilfe einer Software generiert man auch deutlich größere Dateien. Letzteres ist dann ein Nachteil, wenn man seine Bilder auf die Schnelle über eine Webschnittstelle auf den Server eines Online-Druckdienstleisters hoch laden möchte.

Welchen Weg man wählt, ist zum einen eine Sache persönlicher Vorlieben (wieviel Kontrolle will ich haben?) oder der Hardwareausstattung im heimischen Fotostudio. Wer das Glück hat, einen eigenen (Großformat-)Fotodrucker zu besitzen, wird hier ggf. eher einmal die Probe aufs Exempel machen.

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