3. Digitalen Bildbearbeitung GIMP und andere...

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1 3. Digitalen Bildbearbeitung GIMP und andere... Das Thema des Seminars ist Digitale Bildarbeitung mit GIMP. Von anderen Programmen war nicht die Rede. Dann hätte man das Seminar ja auch einfach nur Digitale Bildbearbeitung nennen können. Die explizite Nennung des Programms GIMP hat einen einfachen Grund: Es soll klargestellt werden, dass man für das Seminar keine teure Software, wie Photoshop oder Paintshop Pro benötigt. Derartige Programm kosten mehrere hundert Euro und sind GIMP in nur wenigen Funktionen überlegen. Auf der anderen Seite ist GIMP im Moment das mit Abstand beste kostenlose Bildbearbeitungsprogramm. Das soll aber nicht heißen, dass wir ausschließlich dieses Programm benutzen werden. Es gibt natürlich noch viele andere kostenlosen Programme, die für ganz bestimmte Aufgaben der Bildbearbeitung hervorragend geeignet sind. Die werden wir natürlich nicht verschmähen... Was genau ist Gimp? GIMP, das GNU Image Manipulation Program, wurde eigentlich für das kostenlose Betriebssystem Linux geschrieben. Dabei steht GNU synonym für GPL, General Public License (öffent lich frei zugängliche, kostenlose Programme). Die Schöpfern der Software haben, wie man nachlesen kann, an das Bild eines philosophischen Gnus gedacht. In dieser Welt ist GIMP»das Photoshop der Linux-Welt. Mit GIMP 2 erschien 2004 eine überarbeitete und erweiterte Fassung, die sowohl vom Funktionsumfang als auch von der Handhabung her nahezu keine Wünsche offen lässt. (Dieses Skript wird mit Hilfe der Version erstellt. Das ist auch die Version, die wir in der Schule haben.) Dass das Programm nun auch unter Windows läuft, ist keine Selbstverstänlichkeit. Sowohl das Programm als auch die Bibliothek GTK+ muss dazu portiert werden. (Portieren bedeutet, den Quellcode an das andere Betriebssystem anpassen). GTK+ bedeutet GIMP-Toolkit (abgekürzt: GTK+). Das ist eine freie Komponentenbibliothek, mit welcher grafische Benutzeroberflächen (GUI : Graphic User Interface) für Softwareprogramme erstellt werden können.. Hauptanwendung von GIMP ist der Einsatz zur Bearbeitung und Herstellung von Pixelbildern oder Bitmaps. Das reicht von der Bearbeitung digitaler Fotos bis hin 40

2 zur Erschaffung von digitaler Kunst oder Grafik wie zum Beispiel Firmenlogos oder Grafiken für Webseiten. Eine ganz andere Methode zur Bilderstellung und Bearbeitung von Bildern ist die sogenannte Vektorgrafik. Dort werden nicht einzelne Bildpunkte gespeichert, sondern mathematische Formeln, die zu der gewünschten Grafik führen. Bei einem Kreis beispielsweise, erlaubt das Programm dann keine Veränderung einzelner Punkte (Pixel), sondern nur die Größe oder Lage des Kreises. GIMP bietet zwar eingeschränkte Möglichkeiten zur Herstellung von vektorbasierten Formelementen mit dem Gfig-Plug-in und dem Pfad-Werkzeug. Doch damit kann kein Vektor- Bildbearbeitungs-Programm, wie Corel Draw ersetzt werden. In erster Linie ist GIMP ein Bearbeitungsprogramm für Pixelgrafik. Jeder Scanner, jede Digitalkamera liefert Pixelbilder. Obwohl der Ausdruck Pixel schon zum Sprachschatz eines 5-Klässlers gehört (falls er eine Digikam hat), ist vielleicht nicht allen genau klar, was Pixelbilder sind. Pixel ist ein Kunstwort. Es wurde von "Picture Element" abgeleitet und ist die Bezeichnung für den kleinsten darstellbaren Bildpunkt. Die Anzahl der darstellbaren Pixel bestimmt die Auflösung. Wir erinnern uns, dass die Firmen für Digikams damit werben: 3 MegaPixel, 5 MegaPixel etc. Wenn man in GIMP oder Picture Publisher (haben wir im Schulnetz!) einen Schriftzug wie diesen verfasst, so zeigt eine starke Vergrößerung zum Beispiel des zweiten Buchstaben, wie das Bild aufgebaut ist: Es handelt sich offensichtlich um lauter kleine Farbquadrate (Pixel, dot), die das Bild wie ein Mosaik aufbauen. Mit einem Bildbearbeitungsprogramm kann man die Pixel verändern, - entweder gleich tausende auf einen Schlag, oder nur einzelne, wie hier unten: 41

3 Aufgrund des Aufbaus aus einzelnen Bildpunkten sind Pixelbilder auch nur begrenzt zu vergrößern, nämlich so weit, bis die einzelnen Bildpunkte sichtbar werden. Bildgröße und Auflösung bestimmen die Dateigröße eines Bildes. Die Struktur von Pixelbildern bestimmt die Möglichkeiten der Bearbeitung. Wie man oben gesehen hat, kann jeder Bildpunkt einzeln in Helligkeit und Farbe bearbeitet werden. Entsprechend feine Werkzeuge stehen zur Verfügung. Um nur Teilbereiche des Bildes zu verändern, werden die gewünschten Bildbereiche in der Regel mit so genannten Auswahl-Werkzeugen markiert oder sogar ausgeschnitten und als separate Ebenen (transparente»folien«mit einzelnen Bildobjekten) eingefügt. Auswahlen, Masken und Ebenen: Das sind fortgeschrittene Arbeitstechniken und Hilfsmittel, die wesentlich sind für das Arbeiten mit Bild bearbeitungs programmen für Pixelbilder wie dem GIMP. Ganz anders arbeiten die sogenannten Vektor-Grafik-Formate, wie z.b. WMF ("Windows Meta File"), DXF (AutoCAD Drawing exchange Format) oder EPS ("Encapsulated PostScript"). Bei diesen Formaten werden keine Bild-Inhalte, sondern Bild-Konstruktionsbeschreibungen abgespeichert. Man geht also nicht vom fertigen Bild aus, sondern protokolliert den Entstehungsprozess des Bildes. Dies muss so genau geschehen, dass die aufgezeichneten Daten später zur exakten Rekonstruktion des Bildes ausreichen. Bild 1 42

4 Bild 2 Man kann das gut verstehen, wenn man sich die obigen Bilder ansehen. Bild 1 ist ein WMF-Bild. Solche Bilder lassen sich mit vielen Programmen öffnen, - allerdings kann man sie nur in einigen wenigen, den sogenannten Zeichenprogrammen (Microsoft Draw oder Corel Draw), auch verändern. Eine möglicher Veränderung sehen wir in Bild 2. Es wurden hier bestimmte Bestandteile des Bildes verschoben. Der verschobene Vollkreis und die anderen verschobenen Segmente sind jeweils zusammenhängend, das heißt, es sind offensichtlich nur die mathematische Beschreibung der Objekt und ihre Lage im Bild kodiert. Der Vollkreis liegt jetzt woanders, seine mathematische Beschreibung hat sich aber nicht verändert. Auch seine Größe lässt sich natürlich auch auf diese Weise verändern. Dabei ändert man wiederum nicht die mathematische Formel. Und was soll der Vorteil sein? Sie sind ohne Qualitätsverlust skalierbar (vergrößer- oder verkleinerbar). Allerdings sind nur solche Bilder für diese Formate geeignet, bei deren Entstehung eine Konstruktionsbeschreibung aufgezeichnet werden kann: wer ein eingescanntes Photo in eine Vektorgraphik umwandeln will, wird in den meisten Fällen keine befriedigenden Ergebnisse erzielen können. Die Dichte dieser Bildpunkte kann variieren. Sie wird als Aufl ösung bezeichnet. Gemessen wird die Aufl ösung üblicherweise in dpi (engl.: dots per inch, d. h. Bildpunkte pro 2,54 cm). Auch Pixel/cm (Linien) wird verwendet, in Deutschland vor allem im Vierfarbdruck. Diese Maße beziehen sich zwar nur auf ein Längenmaß, die Breite des Bildes, tatsächlich wirkt die Aufl ösung aber auch auf die Höhe. Eine Verdoppelung des Wertes für die Aufl ösung bedeutet also eine Vervierfachung der Pixelzahl und damit der Dateigröße. 43

5 Dabei ist die Bildgröße (die Abmessungen eines Bildes in Millimetern oder Pixeln) direkt abhängig von der Auflösung. Wird ein Bild mit einer Aufl ösung von 300 dpi im GIMP auf 72 dpi Aufl ösung umgerechnet, steigt dabei die Bildgröße (Abmessungen Breite Höhe) um mehr als das Dreifache, die Anzahl an Bildpunkten bleibt aber gleich. Eine qualitativ gute Arbeitsauflösung sind 300 dpi. Dies ist auch eine gute Scan- Auflösung, wenn das Bild 1:1 weiterverarbeitet und z. B. ausgedruckt werden soll. Soll ein Bild vergrößert werden, muss es mit entsprechend höherer Auflösung gescannt werden. Als Faustformel gilt: Soll die Bildgröße (Breite oder Höhe) verdoppelt werden, muss mit der doppelten Aufl ösung gescannt werden, als für das endgültige Bild gewünscht ist. Umgekehrt kann bei gleich bleibender Qualität die Aufl ösung vergrößert werden, wenn das Bild entsprechend in den Abmessungen verkleinert wird. GIMP kennt in der Version drei Farbmodelle: RGB-Farben, Graustufen und indizierte Farben. RGB Rot Grün Blau: Bildschirmfarben. Jeder Bildpunkt (zumindest bei Röhrenmonitor und Fernseher) wird durch drei Farbstrahlen Rot-Grün-Blau erzeugt, die unterschiedlich stark leuchten. Jeder Farbbildschirm und jede bessere Graphikkarte wirbt für sich, dass sie mindestens 16,8 Mio. Farben darstellen könne (TrueColor). Der Bildschirm setzt eine Farbe aus den drei Komponenten Rot, Grün und Blau (rgb) zusammen. Jede dieser Farbkomponenten kann mit einem Anteil von (also einem Byte) angesteuert werden. D.h. es gibt also 256*256*256 verschiedene Kombinationen dieser Anteile, sprich knapp 16,8 Mio. verschiedene Farben. Will man Farbinformationen in dieser Auflösung speichern, benötigt man pro Pixel des Bildes 3 Byte Farbinformationen (24 Bit). Man versteht jetzt vielleicht, warum Farbbilder als Datei selbst bei kleinen Bildern sehr groß werden können. Da kaum jemand all diese Farbwerte optisch unterscheiden kann, können Farbinformationen in manchen Fällen auch in kleinerer Auflösung z.b. 256 Farben ( entspricht einem Byte Farbinformation) gespeichert werden. Am kleinsten werden Bild-Dateien in schwarz-weiß: Für jedes Pixels benötigt man nur 1 Bit, d.h. in einem Byte kann man die Informationen für acht Pixel speichern. Aber es gibt nicht nur farbige Bilder. Bei Schwarz-Weiß-Fotografien spricht man in der digitalen Bildbearbeitung korrekterweise von Graustufenbildern. Graustufenbilder Solche Bilder haben nicht nur die»farben«schwarz und Weiß, sondern enthalten sind alle möglichen Abstufungen, Grauwerte dazwischen. Da für reine Graustufen die Farbwerte aller drei Grundfarben jeweils gleich sein müssen, 44

6 bleiben 256 Stufen als mögliche Anzahl für Grauwerte, einschließlich Schwarz und Weiß. Dementsprechend haben Graustufenbilder eine Farbtiefe von 8 Bit. Indizierte Farben Einige Bilddateiformate für das Internet arbeiten mit indizierten Farben. Als Bilder mit indizierten Farben werden solche Bilder bezeichnet, die über eine definierte Farbpalette verfügen und bei denen die Farbanzahl auf 256 Farben oder weniger begrenzt ist. Sie haben daher eine Farbtiefe von 8 Bit. Bei der Konvertierung in»indizierte Farben«wird dem Bild entweder eine gewählte, vordefinierte Farbpalette oder (automatisch) eine aus bildeigenen Farben angefügt, die maximal 256 Farben enthalten kann. Ein Dateiformat, das automatisch Bilder mit eigener Farbpalette anlegt, ist das komprimierte GIF-Format oder das PNG-Format mit 8 Bit Farbtiefe. Auch Graustufenbilder (mit maximal 256 Grautönen) gehören dazu. Eine indizierte Palette ist jedoch für die Bearbeitung der Bilder meist hinderlich, da dann nicht alle Bearbeitungsmöglichkeiten des GIMP zur Verfügung stehen. Bearbeitet werden Bilder also in aller Regel im RGB-Modus. Erst beim Speichern, beim Export für das Internet im entsprechenden Dateiformat, wird die indizierte Palette gewählt und angefügt. Dateiformate Nachdem wir oben schon das png- und das gif-format erwähnt haben, wird man sich die Frage stellen, welche Formate es überhaupt gibt. Was ihr Vorteil bzw. Nachteil ist. Klar ist immerhin, dass die Bilder der Kamera, wenn sie auf der Festplatte des Computers geladen sind, immer die Endung jpg haben. Zugegeben, bei den Profis kann da auch raw stehen. Was es mit diesen Endungen auf sich hat und in welchem Format man seine Bilder speichern soll, wird in den folgenden Zeilen behandelt. Format XCF Eigenschaften Dies ist das GIMP-eigene Format. Man verwendet es dann, wenn das Bild noch nicht fertig ist. Es werden alle Informationen, wie Ebenen, Teilbilder, Masken etc mitgespeichert. So kann man also auch wieder Bearbeitungsschritte rückgängig machen. Will man das Bild anderen Programmen zur Verfügung stellen, so muss man ein anderes Format wählen. Die Dateigröße ist dabei erstaunlich klein. 45

7 PDS PNG Das Dateiformat PSD des berühmt-berüchtigten Bildbearbeitungsprogramms Photoshop kann auch in GIMP verwendet werden. Dieses Dateiformat ist ein Defacto-Standard und kann von nahezu allen anderen Bild bearbeitungsprogrammen weiter verwendet werden. Damit ist es das Dateiformat für den Export von Bildern in höchster Qualität mit Ebenen. Da in diesem Dateiformat keine Kompressionsmöglichkeiten zur Verfügung stehen, erzeugt es allerdings auch die Dateien mit der vergleichsweise größten Dateigröße. PNG bedeutet Portable Network Graphics. Es wurde als Ersatz für das geschützte GIF-Format entworfen. Der Name deutet daraufhin, dass das Format für das Internet gedacht ist. Die Speicherung ist, im Gegensatz zu jpg, verlustfrei. GIF Das Format erfordert eine Farbpalette mit maximal 256 Farben. Bis 2004 gab es eine Patentbeschränkung! GIMP kann in GIF speichern, - das Ergebnis ist jedoch meist unbefriedigend. Auch dieses Format ist für das Internet entwickelt worden. JPG BMP TIFF RAW Bekanntestes und sehr wirkungsvolles Kompressionsformat. Wird von allen Bildbearbeitungsprogrammen unterstützt. In der Regel ist die Kompression verlustbehaftet. Daher sollte wiederholtes Speichern unterbleiben. Wird häufig auch für Web-Seiten verwendet. Wird von allen Bildbearbeitungsprogrammen unterstützt. Allerdings sehr schwache Komprimierung und daher sehr große Dateien. Veraltet. Ältestes Bilddateiformat. Wird dennoch von praktisch allen Bildbearbeitungsprogrammen unterstütz. Die (schwache) Kompression ist verlustfrei. Es werden keine Ebenen mitgespeichert. Die digitalen Rohdaten liegen nach dem Aufnehmen und Speichern in einem proprietären Format vor, das nur mit der Software des jeweiligen Herstellers oder einigen speziellen Anwendungen von Drittanbietern verarbeitet werden kann. Aktuelle Bildbearbeitungssoftware besitzt jedoch integrierte RAW-Konverter für das Einlesen von Rohbildern, jedoch ist dies und deren Verarbeitung sehr ressourcenintensiv und zeitraubend. Besonders in hellen Bildbereichen enthalten die Rohdaten feinere Abstufungen der Helligkeitswerte als dies bei JPEG möglich wäre, was den Möglichkeiten zur Nachbearbeitung zu gute kommt. JPEG erlaubt pro Farbkanal nur 256 Helligkeitsabstufungen, demgegenüber enthalten Rohdatenformate meist 10, 12 oder 14 Bit an Helligkeitsinformation, was bis Helligkeitsabstufungen erlaubt. (Quelle: Wikipedia) 46

8 Bildverwaltung Wenn man erst mal angefangen hat, mit der Digitalkamera zu fotografieren, dann kommen schon nach kurzer Zeit sehr viele Bilder auf dem Computer zusammen. Nicht auszudenken, welche Datenmenge sich dann nach zehn Jahren oder mehr auf der Festplatte tummeln. Hier hilft nur strikte Ordnung und ein Bildverwaltungs- Programm. Photoshop liefert dieses Programm mit Bridge gleich mit, GIMP leider nicht. Das ist nicht weiter schlimm, da es einige sehr gute kostenlose Bild-Datenbanken gibt. Inzwischen können diese Programm sogar viel mehr, als nur Vorschaubildchen anzuzeigen (Dateibrowser). Sie beherrschen meist Dia-Bildshows, Stapelbearbeitung (z.b.: mehrer hundert Bilder umbenennen), Drucken, Konvertieren (in andere Formate) und sogar rudimentäre Bildbearbeitung. Zwei derartige Programme werden hier kurz vorgestellt und können aus dem Tauschverzeichnis auf den eigenen USB-Stick geladen werden. 1. Irfan View: Auf der linken Seite ist ein Dateibrowser zu erkennen. Rechts sind die Vorschaubildchen. Wie Ihr seht, werden hier einige Bilder unseres ersten Foto-Ausflugs an die Seestraße dargestellt. Im folgenden Bild sieht man am Beispiel eines in IrfanView geöffneten Bildes, welche Möglichkeiten beim Menu Bild zu finden sind. Für einfache Bildbearbeitungen (z.b. rote Augen) ist das Programm voll ausreichend. 47

9 Hier die unter Datei/ Batch-Konvertierung zu findende Stapelverarbeitung: 48

10 2. XN-View Insgesamt wirkt XN-View etwas moderner. Hier ist allerdings die (instabile) Version dargestellt. Man lasse sich aber nicht blenden. IrfanView kommt zwar etwas altbacken daher, hat aber unzweifelhaft große Qualitäten. Monitor-Kalibrierung Ein sehr wichtiger Punkt, denn ein nicht-kalibrierter Monitor zeigt die Bilder möglicherweise völlig falsch an, so dass alle Korrekturen am Bild von falschen Voraussetzungen ausgehen. Über dieses Thema sind Bücher geschrieben worden! Für den Anfang genügt aber, dass man das kostenlose Programm Monitor Calibration Wizard 1.0 installiert. (Tauschverzeichnis). Die Bedienung ist selbsterklärend. 49