Abbildungsfehler von Objektiven
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	2. Rauschen	4. Achromatisch und Apochromatisch

Die folgenden Bildfehler basieren nicht auf den Abbildungseigenschaften von Objektiven. Daher passen sie eigentlich nicht in diese Reihe über Optik, aber die Software zum Korrigieren des Rauschens (noise) oder auch des Korns bei gescannten Filmen, ist vielfach die gleiche wie zum Korrigieren der Abbildungsfehler von Objektiven, wie moderne RAW-Konverter mit guter Rauschreduzierung. Deshalb werden sie hier mit aufgeführt.

Korn bei gescannten Filmen / Rauschen bei digitalen Fotos

2005/2021 © Thomas Gade

Die konventionelle Fotografie basiert auf lichtempfindlichen Silberverbindungen, die als mikroskopisch kleine Partikel in der Filmschicht vorhanden sind. Nach der Belichtung folgt ein chemischer Entwicklungsprozeß, in dem von den belichteten Partikeln nur das Silber in der Schicht verbleibt und die unbelichteten Partikel aus der Schicht entfernt werden. Dabei ballen sich die verbleibenden Silberteilchen zu sogenenannten Körnern zusammen. Das können sehr fein verteilte winzige Körner sein oder grob verteilte größere Körner. In der Farbfotografie werden diese Körner durch Farbpigmente ersetzt. Man kann die Kornstruktur mit einer guten Lupe erkennen. Die Dunkelkammertechnik hat spezielle Beleuchtungsverfahren zum Vergrößern von Negativen hervorgebracht. Darunter gibt es diffuse Leuchtquellen, mit deren Hilfe körnige Negative so vergrößert werden können, daß ihre Bilddetails erhalten bleiben aber gleichzeitig das Korn unterdrückt wird. Erfreulicher Nebeneffekt: Auch dünne Kratzer und feiner Staub werden nicht abgebildet.

In vielen Scannern befinden sich Leuchtquellen, die das Korn, Kratzer und andere Defekte stark betonen. Vielleicht hätten die Konstrukteure erstmal in der Dunkelkammer arbeiten sollen, bevor sie sich an den Bau der Scanner machten. Um die hardwarebedingten Mängel wettzumachen, gibt es in vielen Scanprogrammen eine Option (GEM) zur Kornreduzierung. Sie wird nicht von jedermann akzeptiert, weil mit ihr eine Weichzeichnung des Bildes und ein geringer Detailverlust verbunden sind. Zudem ist eine Softwareanwendung mit Rechenzeiten verbunden, wodurch sich der Scanvorgang verlängert. Die Funktion GEM ist mittlerweile überholt. Andere Programme wie Noise Ninja arbeiten effektiver und mit besseren Ergebnissen.


Japan 1970. Diafilm im Kleinbildformat

Das Dia wurde mit einem Epson Perfection 3200 Flachbettscanner (unten links) mit 3200 dpi und einem Nikon Coolscan 5000 Filmscanner (unten rechts) mit 4000 dpi gescannt.


Ausschnitte. Links: Epson Perfection 3200 Falchbettsdanner, rechts: Nikon Coolscan 5000

Die stark vergrößerten Ausschnitte zeigen Unterschiede in der Bildwiedergabe. Der Nikon betont das Korn. Flächen, die aus ähnlichen Farbtönen bestehen, sind farbig gesprenkelt. Der weiße Hemdkragen und die Haut sind farblich gesprenkelt. Der Epson hat eine geringere Auflösung aber dank seiner weichen diffusen Beleuchtung eine angenehmere Detailstruktur.

Rauschen

Digitalkameras arbeiten mit Aufnahmechips mit Millionen von Rezeptoren. Sie registrieren das einfallende Licht. Verschiedene Faktoren bewirken, daß die Rezeptoren auf Wärme reagieren, sich gegenseitig beeinflussen, reflektiertes Licht wahrnehmen etc. und stets ein diffuses Signalmuster, das sogenannte Rauschen, aufnehmen.

Wenn im Moment der Aufnahme viel Licht auf den Chip fällt, hat dies einen viel stärkeren Einfluß als die geringen Signale des Rauschens, welche vollständig überlagert werden. Eine hohe Empfindlichkeitseinstellung aktiviert eine Signalverstärkung. Dadurch ist es möglich, mit wesentlich weniger Licht auszukommen. Gleichzeitig werden die Signale des Rauschens verstärkt. Die Abstände zwischen den Rausch- und den Aufnahmesignalen verringern sich. Bei höchsten Empfindlichkeitsstufen werden die Fehlsignale stark sichtbar. Analog zum Dolby in der Audiotechnik entwickelt(e) die Industrie digitale Rauschunterdrückungsverfahren.


Fotografiert mit Canon EOS RP


700x500 Pixel Ausschnitt. ISO 200 mit guter Detailauflösung und ohne Rauschen


700x500 Pixel Ausschnitt. ISO 25600 mit deutlichem Rauschen und verringerter Detailauflösung.Beim Fotografieren im RAW-Modus und bei der Konvertierung mit einem guten RAW-Konverter mit guter Rauschreduzierung, kann die Detaildarstellung erheblich verbessert werden. Derzeit (Stand 2021) bietet DxO PhotoLab mit Deep Prime die effektivste Bildverbesserung.

JPG-Artefakte

JPG-Dateien sind komprimierte Bilddateien. Das Reduzieren der Dateigröße kann in einem weiten Rahmen stufenlos eingestellt werden. Eine Reduzierung der Größe auf weniger als Einhundertstel der Ursprungsdatei im Tif-Format ist möglich.

Die JPG-Komprimierung teilt das Bild in Pixelblöcke aus acht mal acht Pixeln auf. Bei einer sehr starken Komprimierung werden diese Pixelblöcke sichtbar. Sie sind quadratisch und können kontrastreiche Kanten zu den Nachbarblöcken aufweisen. Wenn sie ein Bild mosaikmäßig kacheln, spricht man von JPG-Artefakten.



Korn, Rauschen und JPG-Artefakte sind Bilddefekte, die mit spezieller Software minimiert werden können. Dabei sind zwei nahezu ebenbürtige Programme empfehlenswert:

Neat Image / Noise Ninja

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