Image Correction and Enhancement

Film- und Diascanner Olympus ES-10 mit 5er Filmstreifenhalter

Ein Dia-Scan ist das elektronische Abtasten eines Diapositivs mittels eines Diascanners, um das Bild in digital-elektronische Form zu überführen. In aller Regel ist der Diascan ein Vorgang, der pro einzelnem Dia zeilenweise mit einstellbaren Schrittweiten in Längs- und Querrichtung in einem Diascanner vonstatten geht.

In erweitertem Sinne kann das Dia auch mittels Makrofotografie im Ganzen abfotografiert werden, um Bilddaten zu gewinnen; dies wird jedoch gemeinhin nicht als „Scan“ bezeichnet.

Auflösung des gescannten Dias

Wichtiger Parameter bei einem Dia-Scan ist die gewünschte elektronische Auflösung bzw. die Pixelanzahl, die sich u.a. nach der beabsichtigten Weiterbenutzung der Bilddatei richtet. Physikalische Auflösungen guter Diascanner im semiprofessionellen und Amateurbereich liegen heute bei 4000 dpi (dots per inch), verschiedene Scanner erzeugen interpoliert schon 7.200 dpi. Höhere physikalische Auflösungen werden nur durch Trommelscanner erreicht. Solcherart gescannte Dias erzeugen sehr große Bilddateien: Ein Kleinbild-Dia mit 24 mm x 36 mm hat knapp ein Zoll Länge (ca. 7.000 Bildpunkte in einer Achse, und die Hälfte mehr in der anderen Achse: ca. 10.000). Die Bilddatei ist einfarbig somit 70 MB groß; mit üblicher 24-bit-Farbtiefe (3 byte/Punkt) wäre ein solcher Scan unkomprimiert 210 MB groß. So große Bilddateien sind nicht in allen Anwendungsfällen sinnvoll, allein schon, weil die Auflösung des Ausgangsfilmes bzw. -dias oft geringer ist, und weil auch Faktoren, die die Abbildungsleistung dieses Transfers beeinträchtigen, wie die Planlage und Wölbung des Dias beim Scan, eine so hohe Auflösung wegen partieller Unschärfe unsinnig machen können.

Für private Zwecke eine Diasammlung am PC betrachten zu wollen bzw. mit einem der üblichen XGA-Beamer (1024 x 768 Punkte) zu projizieren, reicht eine Einstellung von 1200 dpi in aller Regel aus. Der Scan-Vorgang geht mit dieser Einstellung deutlich schneller als bei höchstmöglichen Auflösungen vonstatten. Ist jedoch beabsichtigt, großformatige Drucke oder Abzüge auf Papier anzufertigen, so empfiehlt sich, das Auflösungsvermögen des Scanners auszuschöpfen.

Beim Ausdruck mittels Tintenstrahldrucker bzw. auf Photopapier hängt die für einen scharfen Bildeindruck notwendige Auflösung vom gewünschten Bildformat ab. Meist wird eine Auflösung auf dem Papier von 300 Bildpunkten pro Zoll (300 ppi) als Minimum angestrebt, wobei Untersuchungen gezeigt haben, dass das menschliche Auge höhere Auflösungen auch als noch schärfer wahrnimmt. Die Auflösungsgrenze des Auges liegt zwischen 400 und 500 ppi, so dass für Ausdrucke in höchster Qualität eine entsprechende Auflösung anzustreben ist. Ein 4000-dpi-Scanner kann also, bei einer Zielauflöung von 400 ppi auf dem Papier, einen Vergrößerungsfaktor von 10 erreichen; also 1 cm auf dem Dia bzw. Negativ können 10 cm auf dem Papier ergeben. Daraus folgt für ein ungerahmtes Kleinbilddia (24 x 36 mm, entsprechend 0.945 x 1,417 inch; gerahmte Dias haben einen etwas kleineren Bildausschnitt) für 4000 dpi-Scans eine maximale Druckgröße von 24 x 36 cm bei 400 ppi, bzw. 32 x 48 cm bei 300 ppi. Ob eine solche Auflösung von 4000 dpi sinnvoll ist, hängt auch vom verwendeten Objektiv, der Auflösung des eingesetzten Films und weiteren Rahmenbedingungen wie der Verwacklungssicherheit der Kamera bei der Aufnahme (Stativ!) ab.

Möglichkeiten zur Erfassung einer Diasammlung

Für private Zwecke stellt nach Anschaffung einer guten Digitalkamera die alte Diasammlung oft noch eine einmalige Aufgabe dar: Man möchte seine Dias selektiv oder sämtlich auf die Festplatte bannen. Hierzu gibt es mehrere Möglichkeiten:

1. Man beauftragt einen Profidienst mit dieser Aufgabe. Selbst bei großen Diasammlungen liegen die Kosten unter dem Anschaffungspreis eines hochwertigen Dia Scanners. Erst ab deutlich mehr als 10.000 Dias liegen die Scankosten über dem Anschaffungspreis.
2. Man kann die Dias mit dem Durchlicht-Aufsatz eines Flachbett-Scanners erfassen. Diese Prozedur ist durch die Einzelbehandlung der Dias oftmals recht mühsam und auch qualitativ nicht sehr befriedigend, da die Auflösung eines preiswerten Flachbettscanners erheblich niedriger liegt als die eines (oft ca. fünffach teureren) Diascanners.
3. Man beschafft sich, allein oder zu mehreren (z. B. in einem Fotoclub), einen Diascanner z. B. des Stangenprojektor-Typs, setzt ihn reihum ein und verkauft das Gerät anschließend als Gebrauchtgerät wieder. Letztere Methode ist zurzeit (2006) eine recht gängige Praxis, wie z. B. die einschlägigen Rubriken im Internet-Auktionshaus Ebay ausweisen. Dort werden wenige Monate alte Diascanner angeboten, die nach jeweils getaner Arbeit schon mehrfach weiterverkauft wurden. Wenn möglich sollte man sich daher vorher über den Zustand des Scanners informieren. Denn nach ein paar tausend Scans ist ein Verschleiß natürlich nicht ausgeschlossen. Und eine Diasammlung eines ambitionierten Fotografen kann durchaus mehrere tausend Dias umfassen. Die Lizenzbedingungen der mitgelieferten Software sind natürlich ebenfalls zu beachten.
4. Abfotografieren von einer Leuchtplatte: Man verwendet neben einer eigenen und schon vorhandenen Digitalkamera ein Reprostativ und eine Kaltlicht-Leuchtplatte. Sofern es sich um eine digitale Spiegelreflexkamera mit einem Makroobjektiv handelt, ist die Qualität auch mit guten Scanergebnissen vergleichbar. Viele aktuelle digitale Sucherkameras verfügen aber auch über einen Makromodus, der diese Art des Digitalisierens ermöglicht. Wichtig ist, dass die Kamera das Dia formatfüllend aufnehmen kann. Ansonsten müsste man das digitale Bild beschneiden und es verliert massiv an Pixeln. Als Zubehör unentbehrlich ist eine Anlegehilfe. Mit dieser können Dias dann in Sekunden auf der Leuchtplatte ausgetauscht werden. Bei dieser Methode muss jedes Dia einzeln angefasst werden, was die Digitalisierung größerer Archive jedoch nicht weniger interessant macht. Die Qualität wird im wesentlichen von der Optik bestimmt. Da Digitale Kameras auch schon im RAW-Modus aufzeichnen, können mit dieser Methode Resultate von fast maximaler Qualität erreicht werden. Ein weiterer Vorteil ist die geringere Vignetierung (Abdunklung in den Randbereichen), da die Leuchtquelle keine zentrale Lichtquelle verwendet, wie zum Beispiel die Lampe eines Diaprojektors). Der Handel bietet hierfür auch komplette und teilweise sehr günstige Sets an (Lichtquelle, Stativ, Halteschablone, ...). Die bekanntesten Hersteller von Geräten dieser Methode sind Kaiser™, Hama™ und Digilightbox™.
5. Abfotografieren mit einem umgebauten Diaprojektor: Eine besonders interessante und kostengünstige Methode für große Diabestände ist das direkte Abfotografieren mit Hilfe eines umgebauten Diaprojektors ohne Projektionsobjektiv: dabei übernimmt der Projektor den automatischen Transport sowie die Beleuchtung des Dias während man von vorne z.B. mit einer DSLR und makrofähigen Objektiv das Dia formatfüllend abfotografiert. Diese Vorgehensweise ermöglicht die Digitalisierung auch großer Diabestände in sehr kurzer Zeit und führt - bei richtiger Umsetzung - zu erstaunlich guten und hochwertigen Resultaten. Der Umbau des Diaprojektors besteht im wesentlichen darin, das Linsensystem (Kondensorsystem) zu entfernen und eine Mattscheibe aus ausreichend hitzebeständigem, antistatischen Spezialglas zwischen Lampe und Diabühne einzusetzen. Diese sorgt für die notwendige diffuse Ausleuchtung des Dias. Man kann die Lampe gegen eine niedrig energetische Speziallampe auswechseln um die Wärmeentwicklung zu reduzieren, notwendig ist das aber nicht. Diese Umbauten am Projektor sind vollständig reversibel. Es gibt inzwischen auch käufliche Umbausätze für den Diaprojektor. Nicht jede Kamera und jeder Projektor sind für die genannte Methode geeignet. Eine Web-Suche nach den Stichworten Dias abfotografieren führt zu detailliert beschriebenen Berichten und konkreten Umbauanleitungen mit Bildbeispielen.

Als Alternative dazu kann man seine Digitalkamera auf ein Stativ schrauben und die Dias auf eine Leinwand projizieren. Diese fotografiert man dann (evtl. mit Fernauslöser) ab. Die Qualität bei dieser Variante dürfte aber nur für die wenigsten Anwender ausreichen.

Diascanner

Film und Diascanner Nikon Coolscan 5000 ED mit dem Diamagazin für Stapelbetrieb

Diascanner sind speziell gebaute Scanner, um gerahmte Diapositive und in den meisten Fällen auch Negativfilme zu digitalisieren. Die für den amateur- und semiprofessionellen Bereich handelsüblichen Geräte sind in der Regel für das Kleinbild-Format gebaut, auch sind Scanner für Mittelformat-Vorlagen erhältlich. Einige Modelle verfügen über die Möglichkeit, über einen Adapter mehrere Dias im Stapelbetrieb zu verarbeiten. Das digitale Ausgabeformat reicht von JPG über TIFF bis zu RAW.

Je nach Hersteller verfügen die Diascanner über eine USB-, Firewire- oder SCSI-Schnittstelle.

Wenn ein Diascanner eine optische Bildauflösung von 2700 DPI (10 Mio. Bildpunkte) oder mehr aufweist, reicht dies für die meisten Anwendungen. Nur mit einer Profi-Fotoausrüstung und entsprechendem Filmmaterial ist es möglich, mehr Informationen auf ein Negativ zu packen. Noch höhere Auflösungen lassen sich bei Bedarf mit einem Trommelscanner erzielen.

Spezielle Technologien

Nikon Coolscan 5000 ED mit dem geöffneten Diamagazin

Nikon Coolscan 5000 ED mit dem Filmstreifenadapter

Diascanner

Einige Hardware- und Software-Entwickler haben spezielle Technologien entwickelt, die großen Einfluss auf die Qualität des Scan-Ergebnisses nehmen können. Relevant sind unter anderen:

• Staub- und Kratzerkorrektur: Auf vielen Dias befinden sich Kratzer oder Fingerabdrücke; Staubpartikel lassen sich kaum ganz vermeiden. Ein kleines Staubkörnchen kann, auf eine Leinwand projiziert, wie ein Vogel am blauen Himmel wirken. Es gibt mehrere Verfahren solche Defekte schon beim Scannen zu erkennen und zu beseitigen:
  • ICE, SRD, iSRD: ICE ist eine Abkürzung für Image Correction and Enhancement, SRD steht für Smart Removal of Defects, iSRD setzt wie ICE zusätzlich den Infrarot-Kanal des Scanners ein. Die lange Wellenlänge infraroten Lichts durchstrahlt die Farbemulsion von Negativen und Dias nahezu ungehindert; Kratzer, Staubpartikel und Flusen dagegen werfen Schatten. Aus den so ermittelten Positionsdaten kann die ICE-Technologie anhand der umliegenden Pixel eine automatische Staub- und Kratzerkorrektur durchführen. Im Falle von iSRD wird das Bild in zwei Durchgängen gescannt. Im ersten Durchgang wird der Infrarotscan ausgeführt, im zweiten Durchgang der reguläre RGB-Scan. Anschließend erfolgt die rechnerische Staub- und Kratzerentfernung über einen zusätzlichen Bildkanal, der automatisch aus dem infraroten Bild erstellt wird. Im Gegensatz zu ICE lässt sich iSRD auch manuell bedienen. Dabei kann die Bildqualität durch zusätzliche Optionen wie bspw. unterschiedlich starke Korrekturen auf bestimmten Bildteilen weiter verbessert werden. ICE ist in vielen aktuellen Geräten hardwareseitig implementiert. SRD dagegen wird in der Software SilverFast eingesetzt und funktioniert mit jedem Scanner (iSRD funktioniert bis auf wenige Ausnahmen mit allen Durchsichtscannern, die über eine Infrarot-Lichtquelle verfügen.) ICE und iSRD scheitern allerdings bei Filmmaterial auf Silberbasis (dies gilt für die Mehrheit der Schwarzweiß-Filme) und bei Kodachrome-Diapositivfilmen. Die langenwelligen Infrarotstrahlen können in diesen Filmen enthaltene Materialien wie Silberpartikel nicht durchstrahlen. Diese Partikel werden also wie Defekte behandelt, d.h. wegretuschiert. Das resultierende Bild ist äußerst unscharf. 2004 brachte Nikon mit dem Super Coolscan 9000 ED den bisher einzigen Scanner heraus, der Kodachromes mit Hilfe eines verbesserten ICE-Verfahrens (ICE Professional) von Staub und Kratzern befreien kann. Mitte 2008 ist es LaserSoft Imaging gelungen das in SilverFast eingesetzte iSRD-Verfahren in soweit zu verbessern, dass es mit allen Nikon-Filmscannern lauffähig zuverlässig Staub und Kratzer von Kodachrome-Dias entfernt.
  • FARE, Auto Dust, ...: Einige Scanner-Hersteller bieten andere, eigene Verfahren zur Staub- und Kratzerentfernung an, wie bspw. Canon mit FARE oder Minolta mit Auto Dust.
• Multi-Exposure: Diese patentierte Technologie findet in der Software SilverFast Verwendung. Der Dynamikumfang spielt eine entscheidende Rolle für die Qualität einer Aufnahme; im Allgemeinen bedeutet ein größerer dynamischer Umfang auch bessere Ergebnisse. Durch die Verwendung multipler Schichten mit unterschiedlicher Empfindlichkeit erreichen moderne Schwarz-Weiß-Filme, Farbnegativfilme und Diafilme einen hohen Dynamikumfang schon bei der Aufnahme, der durch ein normales, einfaches Scannen nicht erfasst werden kann. Mit Multi-Exposure ® bleibt durch mehrfaches Scannen mit unterschiedlichen Belichtungen der maximale Dynamikumfang, also der des Originals erhalten.^[1] Dieses Verfahren unterscheidet sich auch vom klassischen Multi-Sampling, bei welchem durch mehrfaches Scannen mit derselben Belichtungsintensität allgemeines Rauschen im Bild identifiziert und entfernt wird; dies leistet Multi-Exposure ® zusätzlich.

Mikroskopie

Einige Scanner-Typen eignen sich auch als Mikroskopersatz. Statt eines Dias wird bei ihnen eine Halterung mit dem abzubildenden Präparat eingesetzt und gescannt. Hierzu bieten manche Hersteller eigens entwickeltes Zubehör an, jedoch lässt sich eine solche Halterung u.U. auch durch Verwendung eines doppelwandigen Glas-Diarahmens improvisieren.

Siehe auch

• Dia
• Durchlichtaufsatz
• Dia-Duplikator
• Nikon Coolscan 5000 ED

Literatur

• Sascha Steinhoff: Digitalisieren von Dias und Negativen. dpunkt.verlag, 3. erweiterte Auflage, 2008, ISBN 978-3-89864-522-5

Quellen

1. ↑ belegt durch unabhängige Tests, bspw. Testbericht zu SilverFast - Multi-Exposure (englisch) von Dipl.-Ing. D. Wüller Image Engineering