Zum Thema Alpha-Kanal gibt es auch ein FAQ N 6, das viele Abbildungen enthält.

Transkript

1 Photoshop - Lesson 9 Dipl.-Ing. Horst Sondermann Folgende Beispieldateien werden verwendet: früchte.sw.tif, früchte.grau.tif, früchte.rgb.tif, früchte.cmyk.tif, früchte.alpha.1.tif, früchte.alpha.2.tif, juno.alpha.1.tif, juno.alpha.2.psd Zum Thema Alpha-Kanal gibt es auch ein FAQ N 6, das viele Abbildungen enthält. Alphakanäle: Theorie, Praxis, Beispiele Wozu braucht man den Alpha-Kanal? Erstens zum Arbeiten, da sich mit ihm Auswahlen speichern und wiederverwenden lassen, zweitens zur Verwendung von Photoshop-Bildern in anderen Programmen, wo sie bestimmte Effekte möglich machen (z.b. Interaktion mit Materialoberflächen im Modelling- Fotorealismus oder Freistellung in Flash etc.) I. Theorie: Einordnung des Alpha-Kanals in den Gesamtzusammenhang der Gestaltungsmittel in Photoshop: Ebenen, Ebenenmasken, Alpha-Kanäle - Ebenen sind Bestandteile des Bildes. Ein Photoshop-Dokument kann bis zu 100 Ebenen in einer Datei enthalten. Jede dieser Ebenen kann Elemente des Gesamtbildes beinhalten. Nur eine Datei im Photoshop-Format kann Ebenen haben; es ist das einzig mögliche Format, in dem eine Datei mit Ebenen gespeichert werden kann. In Photoshop können Ebenen auf mannigfache Weise manipuliert werden, ohne den Rest des Bildes zu beeinflussen. Darüber hinaus können Ebenen für Tonwertkorrekturen der darunterliegenden Ebenen verwendet werden (Einstellungsebenen), oder es können ihnen Effekte zugewiesen werden (z.b. Schlagschatten). Eine sehr wichtige Funktion können sie übernehmen mit einer - Ebenenmaske, die einer Ebene zugewiesen wird, um nur Teile von sich selbst sichtbar zu machen. Eine Ebenenmaske ist ein Graustufenbild mit maximal 256 Tonwerten. Wo die Maske weiss ist, kann man den Inhalt der Ebene sehen; wo die Maske schwarz ist, wird der Inhalt der Ebene verborgen (maskiert). Analog dazu entscheiden die Grauwerte zwischen Weiss und Schwarz in ihren Abstufungen über den Grad der Sichtbarkeit des Ebeneninhalts. Z.B. macht ein 50% Grau (Tonwertstufe 128) die Ebene zu 50% sichtbar - Ein Alpha-Kanal ist eine Maske, durch die man Effekte anwenden kann. Die Art, wie diese Alpha-Kanal-Maske funktioniert, ist ähnlich der Funktionsweise einer Ebenenmaske. Sie benutzen beide ein Graustufenspektrum von Weiss bis Schwarz. Während in der Ebenenmaske die Helligkeitswerte darüber entscheiden, was von der Ebene sichtbar ist und was nicht, benutzt der Alpha-Kanal dieselben, um das Bild einem Effekt auszusetzen. Ein Alpha-Kanal ist im Grunde eine mit der Datei gespeicherte Auswahl. Als solche ist ein Alpha-Kanal, anders als eine Ebene, nicht Teil des Bildes. Er ist Teil der Datei, d.h. einer oder mehrere Alphakanäle werden mit der Datei gespeichert. Aber sie sind, wie gesagt, nicht als Teil des Bildes sichtbar. In einer Datei können bis zu 24 Alpha-Kanäle gespeichert werden, wovon allerdings ein Teil durch die eigentlichen Bild-Kanäle belegt wird, z.b. vier in einem RGB-Bild: RGB, Rot, Grün, Blau. Anmerkung zu den Farbkanälen: In den Kanälen (Kanäle-Palette) wird die Tonwertinformation einer Bilddatei dargestellt. Ein Bitmap-Bild (s. früchte.sw.tif; der Name Bitmap bedeutet eigentlich allgemein ein Pixelbild, im speziellen Photoshop-Vokabular ist es jedoch ein Bild, das nur aus

2 Schwarz und Weiss besteht) hat einen Kanal, der das gleiche zeigt wie das eigentliche Bild: er heisst in der Voreinstellung Bitmap; Ein Graustufenbild (s. früchte.grau.tif) hat ebenfalls einen Kanal, der das gleiche zeigt wie das eigentliche Bild: der Kanal zeigt die Verteilung der Farbe Schwarz mit 254 Graubstufungen; Ein RGB-Bild (s. früchte.rgb.tif) hat vier Kanäle: einen RGB-Kanal sowie einen Rot-, einen Grün- und einen Blau-Kanal, die jeweils in einem Graustufenbild die Helligkeitsverteilung der entsprechenden Farbe darstellen. Im RGB-Modus, in dem das additive System der Lichtfarben nachgebildet ist (Rot + Grün + Blau = Weiss), bedeutet dann Schwarz in einem Farbkanal, dass der Pixel keine Farbe, und Weiss, dass er die reine Farbe enthält; die Grauwerte stehen für unterschiedlich starke Abtönungen der Farbe. Der RGB-Kanal zeigt die Gesamtwirkung der drei Einzelfarbkanäle; Ein CMYK-Bild (s. früchte.cmyk.tif) hat fünf Kanäle: den CMYK-Kanal sowie einen Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Kanal. Entsprechend der Logik des CMYK-Modus, der das Zusammenwirken von Druckfarben simuliert, bedeuten hier die Grauwerte im jeweiligen Farbkanal - im Gegensatz zum RGB-Modus -, dass Schwarz vollständigen Farbauftrag und Weiss das Fehlen der entsprechenden Farbe darstellt. Der CMYK- Kanal zeigt die Gesamtwirkung der vier Einzelfarbkanäle. Die einzelnen Farbkanäle können einzeln angezeigt und mit allen Photoshop- Werkzeugen bearbeitet werden. Ende der Anmerkung. II. Praxis: Erstellen, Verwalten und Bearbeiten von Alpha-Kanälen (s. früchte.alpha.1.tif) - Zum Arbeiten mit Kanälen muss die Kanäle-Palette geöffnet sein (Teil der Dreierkombination Ebenen-, Kanäle- und Pfadpalette) - In der Kanäle-Palette werden die Farbkanäle sowie evtl. vorhandene Alpha-Kanäle angezeigt. Noch gibt es aber keinen Alpha-Kanal - Die zwei Blüten im Bild früchte.alpha1.tif werden ausgewählt (zuerst die eine, dann bei gedrückter Shift-Taste die andere). Zur Erinnerung: die Auswahl lässt sich auch als Maske darstellen (je nach gedrücktem Button am unteren Ende der Werkzeugpalette - Dann wird der Befehl Auswahl - Auswahl speichern gewählt. Die Voreinstellungen werden übernommen. Sie bedeuten: Datei: früchte.alpha.tif, dass die Auswahl in dieser Datei gespeichert wird. Die Alternative wäre eine neue Datei oder eine bereits geöffnete; Kanal: Neu, dass die Auswahl als neuer Alpha-Kanal gespeichert wird. Die Alternative wäre, sie mit einem schon bestehenden Kanal zu kombinieren, sei es additiv, subtraktiv oder als Schnittmenge; Name:, dass man dem Kanal hier einen Namen geben kann, ansonsten heisst er Alpha 1 (... n) - Eine beliebige weitere Auswahl wird erstellt und gespeichert (Alpha 2) - Es gibt nun mehrere Darstellungsvarianten, je nachdem, was in der Kanälepalette sichtbar gemacht ist: Sind nur die Farbkanäle sichtbar, sieht man das eigentliche Bild, schaltet man jeweils einen Alpha-Kanal hinzu, erscheint er als Rotmaske, werden beide hinzugeschaltet, überlagern sich ihre Rotmasken, macht man das eigentliche Bild unsichtbar, sieht man nur die Kanäle als sich überlagernde Rotmasken, macht man einen von ihnen unsichtbar, erscheint der sichtbare als Graustufenbild

3 - Jeder der beiden Alpha-Kanäle lässt sich nun als Auswahl in das Bild zurückholen (Auswahl - Auswahl laden). Ist einer schon als Auswahl geladen, kann der zweite als Auswahl hinzugefügt, vom ersten abgezogen oder eine Schnittmenge gebildet werden. Jetzt kann der Auswahlbereich ganz normal mit Filtern, Tonwertkorrekturen etc. bearbeitet werden - Wichtig: Lädt man eine Auswahl, stellt Photoshop nur den Teil der Alpha-Kanal- Maske als blinkende Auswahl dar, der heller als 50% Grau ist. Trotzdem ist aber die gesamte Auswahl vorhanden und bearbeitbar. Beispiel: Es wird ein neuer Kanal angelegt (Kanälepalette - Neuer Kanal...). Der neue Kanal Alpha3 wird aktiviert, alle anderen unsichtbar gemacht und im neuen Kanal ein Verlauf von Schwarz nach Weiss gezeichnet. Dieser Kanal wird dann als Auswahl geladen. Man sieht, wie die blinkende Auswahl nur einen Teil des Verlaufs abdeckt - Kanäle können aus einer temporären Auswahl entstehen, neu angelegt, dupliziert und gelöscht sowie mit allen Standard-Bearbeitungswerkzeugen modifiziert werden. Zur Bearbeitung müssen sie genau wie Ebenen vorher aktiviert werden III. Beispiel: Vorbereiten eines Bildes für den Einsatz im 3D-Fotorealismus / Erstellen eines Alpha-Kanals - Will man Bilder als Oberflächen in einem 3D-Modell einsetzen, kann es wichtig sein, dass das Bild sich mit bestimmten Materialeigenschaften der eigentlichen Oberfläche wie z.b. Spiegelung oder Transparenz verbindet, dass das Bild eine Reliefstruktur bekommt (Bump Mapping) oder dass einfach nur die eigentliche Farbe der Oberfläche in Teilbereichen durchscheint. Wie geht das? In ArchiCad z.b. hat man zunächst grundsätzlich zwei Möglichkeiten, einem Volumen eine charakteristische Oberfläche zuzuweisen: man wählt eine Farbe aus und legt Parameter für Reflexion und Transparenz fest, dann wird das Volumen in der fotorealistischen Darstellung mit der eingestellten Farbe und den gewählten Reflexions- und Transparenzeffekten dargestellt, oder aber man weist den Oberflächen eine Textur zu, was eigentlich bedeutet, dass man ein Pixelbild, z.b. im Tiff-Format, als Oberfläche auswählt; in diesem Fall werden alle Farbund Effekteinstellungen des Materials überdeckt und unsichtbar (s. FAQ N 5) Verwendet man hierfür jedoch eine Bilddatei, die einen mitgespeicherten Alpha- Kanal enthält, so können Farben und Effekte der Materialoberfläche durch das darübergelegte Bild hindurch sichtbar werden. Da der Alpha-Kanal - wie oben beschrieben - eigentlich eine Maske ist, verdeckt er den Inhalt der Bilddatei vollständig, wo er schwarz ist, gar nicht, wo er weiss ist und in entsprechendem Mass teilweise, wo er Grauabstufungen enthält. Das bedeutet, dass in den schwarzen Bereichen des durch den Alpha-Kanal maskierten Bildbereichs alle Farb- und Effekteinstellungen des Materials sichtbar werden, in den weissen Bereichen sieht man nur den Inhalt der Bilddatei, in den grau abgestuften Bereichen des Alpha-Kanals sieht man zum Teil die Farb- und Effekteinstellungen des Materials, zum Teil den Inhalt der Bilddatei - Für die Oberfläche eines Materials im CAD-Programm soll das Bild eines Statuenkopfes (juno.alpha.1.tif)verwendet werden, das in seinen dunklen Bereichen, vor allem im Hintergrund, Farbe und Effekte des gewählten Materials sichtbar werden lässt. An diesem Graustufenbild soll gezeigt werden, wie ein solches Bild aufbereitet werden muss

4 - Das gewünschte Bild liegt als Graustufenscan vor: Die Tonwertkurve wurde korrigiert (Bild - Einstellen - Tonwertkorrektur). Das Tonwertspektrum sollte nach Möglichkeit von 100% Weiss bis 100% Schwarz reichen. Da im CAD-Modell nur der wichtigste Bildinhalt zu sehen sein und die farbige Materialoberfläche den Bildhintergrund bilden soll, ist es ratsam, dem Bild in Photoshop einen einheitlichen Hintergrund zu geben; am besten einen schwarzen, da er dann gleich, in den Alpha-Kanal übernommen, den Hintergrund komplett maskieren kann. Ausserdem soll das Bild quadratisch sein, also wurde das Bild des Kopfes freigestellt und ein quadratischer schwarzer Hintergrund eingefügt. Dazu musste die Arbeitsfläche vergrössert werden. Das Ergebnis ist das Bild, dass im CAD-Modell eingebaut werden soll - Man wechselt zur Kanäle-Palette und dupliziert den einzig vorhandenen Schwarz- Kanal. (Kanäle-Palette - Kanal duplizieren..., Name: bild=maske) Damit wird das Graustufenbild als Duplikat zu einem maskierenden Alpha-Kanal. Diese nun als Kanal vorhandene Maske kann wie jedes Bild mit allen Werkzeugen und Filtern bearbeitet werden, was hier nicht notwendig ist (Ist übrigens das Ausgangsbild farbig, geht man prinzipiell genauso vor, nur dass man entweder einen der grau dargestellten Farbkanäle zu einem Alpha-Kanal dupliziert oder eine Graustufenversion des Bildes in einen neuen Alpha-Kanal hineinkopiert) - Da im CAD-Modell in den dunklen Bereichen des Bildes Farbe und Effekte des gewählten Materials sichtbar werden sollen, ist der Alpha-Kanal richtig angelegt, da das Schwarz des Alpha-Kanals den schwarzen Hintergrund des Bildes maskiert. Sind beide Kanäle sichtbar, bekommt man anhand der Verteilung der Maskenfarbe einen ersten Eindruck von der Auswirkung der Maskierung (Möchte man dagegen, dass das gewählte Material gerade in den hellen Bereichen des Bildes sichtbar wird, muss man die Tonwerte des ausgewählten Alpha-Kanals invertieren: Kanal aktivieren, Bild - Einstellen - Umkehren) - Schliesslich kontrolliert man die Bildgrösse (< 1Megabyte), wechselt in den Farbmodus (sonst wird das Bild von ArchiCad nicht angenommen) und speichert das Bild als Tiff-Datei in einen Ordner, der als Objektordner in ArchiCad hinzugeladen werden kann (s.a. FAQ N 5). Grundsätzlich sind auch andere Formate in ArchiCad als Textur importierbar (PICT und GIF für MAC OS, BMP, GIF und JPEG für Windows), in GIF und JPEG ist jedoch kein, in PICT nur ein Alpha-Kanal exportierbar Damit ist die Herstellung des Bildes für den Einbau im CAD-Modell abgeschlossen. Will man schon in Photoshop den Effekt dieser Maske studieren, geht man folgendermassen vor: - Man wählt den gesamten Inhalt des Alpha-Kanals aus (Kanal aktivieren, Auswahl - Alles auswählen) und kopiert ihn in die Zwischenablage (Bearbeiten - Kopieren). - Man wechselt zur Ebenenpalette und dupliziert die Hintergrundebene (Ebenenpalette - Ebene duplizieren, Name: vorschau). Dieser Ebene wird eine Ebenenmaske zugewiesen (s.a. FAQ N 2: Ebene vorschau in der Palette aktivieren, Ebene - Ebenenmaske hinzufügen - Nichts maskiert) - In der Ebenenpalette klickt mit man gedrückter Alt- bzw. Optionstaste auf das Ebenenmaskensymbol; es erscheint ein leeres weisses Bild, das den Inhalt dieser Ebenenmaske darstellt. Hier wird das Graustufenbild aus der Zwischenablage einkopiert (Bearbeiten - Einfügen)

5 - Macht man nun die Hintergrundebene unsichtbar, sieht man die Auswirkung der Maskierung: das Bild maskiert sich selbst, d.h. die schwarzen Bereiche verschwinden, die Grauabstufungen werden transparent, weisse Flächen erscheinen weiss - Legt man nun darunter eine dritte Ebene an und füllt diese mit einer Farbe, die derjenigen des Materials im CAD-Modell ähnelt, kann man die Wirkung der Maskierung, jedenfalls soweit es die Farbigkeit betrifft, gut einschätzen