0. Einleitung - Problemstellung

Im Gegensatz zu Diafilm gilt das Scannen von Farb-Negativmaterial (ab jetzt CN genannt) als schwierig. Das mag unterschiedliche Gründe haben. Bei Diafilm kann das Scanergebnis anhand des Dias leicht überprüft werden. Für hohe Ansprüche gibt es die Möglichkeit der Scanner-Profilierung. Dabei wird eine standardisierte Farbkarte auf Diafilm, ein sog. IT8-Target, gescannt und mit einem Datensatz, der die Farbfelder eindeutig beschreibt, verglichen.

All diese Möglichkeiten existieren bei CN nicht, auf Negativmaterial belichtete IT8-Targets sind nicht verfügbar. Als weitere Schwierigkeiten kommt hinzu:
- CN hat einen wesentlich größeren Belichtungsumfang. Man muß also entweder auf die Schatten- und Lichterzeichnung verzichten, oder man bekommt ein flaues Ergebnis.
- CN-Film ist orange maskiert. Diese Maske muß beim Scannen oder danach entfernt werden.

Viele Scanprogramme der Scannerhersteller, aber auch z.B. Silverfast, versuchen dem User möglichst viel an Entscheidungen abzunehmen. Die Ergebnisse solcher Automatiken können gut sein, wenn es sich um Standardmotive handelt und die Ansprüche nicht über die an einen Großlabor-Abzug hinausgehen.

Vuescan geht einen etwas anderen Weg, indem es dem Benutzer die volle Kontrolle über alle Einstellungen anbietet und selbst in den größtenteils automatischen Standardeinstellungen versucht, möglichst viel vom Inhalt des Negativs zu holen. Deshalb sind die ersten Ergebnisse mit Vuescan meist etwas unbefriedigend.

Die Aufgabe dieses ersten Teils des Tutorials soll es sein:
- die Funktionsweise von Vuescan zu verstehen
- Einstellungen zu finden, die zu befriedigenderen Ergebnissen führen

Diese Aufgaben hat das Tutorial nicht:
- es ist nicht der einzige oder der beste Weg Farbnegative zu scannen. Es fasst nur meine ganz persönlichen Erkenntnisse zusammen, die ich bei dem Versuch gewonnen habe, den gesamten Dynamikumfang von CN-Material zu nutzen.
- es ist keine Bedienungsanleitung für Vuescan, sondern es setzt voraus, daß man das Vuescan User Manual zumindes überflogen hat und weiß, wo welche Fragen behandelt werden.
- es ist kein Ratgeber zum Scannerkauf.
- es ist nicht für Fotoanfänger gedacht.
 

1. Vorbedingungen

Als Arbeitsmaterial für diesen ersten Teil setze ich voraus:
- Eine Kamera, bei der man die Belichtungsdaten (Zeit, Blende) manuell einstellen kann und das Wissen über die grundlegenden Zusammenhänge dieser Einstellungen.
- Farb-Negativ-Film
- Eine Graukarte oder ein IT8-Kamera-Target
- Ein Filmscanner oder ein Flachbettscanner mit entsprechender Durchlichteinheit.
- Eine aktuellere Version von Vuescan, möglichst die Pro-Version (ich kenne die Einschränkungen der Standard-Version nicht).
- 'More Options - All' auf allen Tabpages ausgewählt.
- Die grundlegende Bedienung von Vuescan sollte bekannt sein.

2. Wie scannt Vuescan Negative (automatisches Vorgehen)?

Die grundlegende Einstellung zum Scannen von CN finden sich auf dem Device-Tab. Wählt man dort 'Media Type - Color negative' legt man das weitere Vorgehen des Programms fest.

Vuescan erhöht dann (wenn der Scanner das zuläßt) die CCD-Belichtung für den grünen und blauen Kanal, um die Orangemaske wenigstens teilweise zu kompensieren.

Bei rein automatischem Vorgehen ermittelt das Programm beim Vorschau-Scan die korrekte CCD-Belichtung. Unmittelbar nach dem Scannen wertet Vuescan die 'Film Base Color' aus, die Farbe des Filmträgers, um so die noch verbleibende Orangemaskierung zu entfernen. Danach wird das Bild invertiert und entsprechend eingestelltem Farbraum und Helligkeit Gamma-korrigiert und die eingestellte Farbbalance angewendet.

2.1. Was bedeuten die Werte auf dem Color Tab?

Vuescan bietet bei automatischem Vorgehen einige Werte an, die die Farb- und Helligkeitswiedergabe beeinflussen:

- Black point (%) und White point (%) sind in allen 'Color Balance'-Modi außer 'None' verfügbar. Sie geben an, wieviel Prozent der Pixel im Bild als Schwarz oder Weiß betrachtet werden sollen (wobei "Schwarz" und "Weiß" hier je nach eingestellter Farbbalance etwas anderes bedeuten können s.u.).

Ein Wert von 0 in diesen Feldern bedeutet übrigens nicht, daß an dem betreffenden Ende nicht angepasst wird. Es bedeutet lediglich, daß das (oder die) Pixel mit den höchsten bzw. niedrigsten Werten berücksichtigt werden, ohne dabei Zeichnung in den Lichtern oder Schatten einzubüßen.

Standardeinstellung ist 0 für Black point und 1 für White point. Das bedeutet, daß 1% der Pixel im Bild, beginnend vom hellen Ende, auf Weiß gesetzt wird. Die restlichen 99% aller Pixel dazwischen werden entsprechend gespreizt.

Vuescan erzeugt zu diesem Zweck ein Histogramm des Bildes, in dem pro Farbwert die Anzahl Pixel mit diesem Wert festgehalten wird. Die Angabe bestimmt denjenigen Farbwert jenseits dem sich wenigstens soviel Prozent der Pixel befinden.

Diese Einstellung ist eine relativ elegante Methode, auf unterschiedlich belichtete Bilder zu reagieren. Egal wie hell die hellsten Pixel sind, sie werden immer auf maximale Helligkeit gesetzt. Entsprechendes gilt für die dunklen Pixel.

Werte ungleich 0 bedeuten, daß am entsprechenden Ende ein Clipping stattfindet, also Zeichnung verloren geht. Man kann das schön z.B. an Bildern mit hellen Wolken ausprobieren.

Was genau mit den Farben geschieht, legen die verschiedenen 'Color Balance'-Algorithmen fest, die Ed Hamrick natürlich nicht veröffentlicht ;-) Farbbalance ist ein Kapitel, in das schon sehr viel Forschung investiert wurde.

Am einfachsten ist 'Color Balance - Neutral' zu verstehen: Die einzelnen Farbwerte werden zwischen den über Black und White point gefundenen Werten über das ganze Intervall 0-255 (2^8 - bei 8 Bit Farbtiefe) gespreizt. Das Verhältnis von Rot, Grün und Blau eines speziellen Pixels zueinander bleibt gleich, neutrales Grau bleibt neutrals Grau.

Auch 'Auto Levels' läßt sich recht einfach nachvollziehen: Die Kanäle werden unabhängig voneinander behandelt. Sowohl der hellste Rotwert, als auch der hellste Grün- und Blauwert werden jeweils auf Maximal gesetzt. Das oder die hellsten Pixel werden also rein Weiß, das oder die dunkelsten auf rein Schwarz. Alles dazwischen wird gespreizt. Hierbei bleibt Grau nicht notwendigerweise Grau.

- Neutral red, Neutral green, Neutral blue sind nur bei 'Color Balance - Manual' verfügbar. Diese Werte sind leider überhaupt nicht intuitiv zu verstehen. Sie sind aber auch nicht dafür gedacht, manuell verändert zu werden. Sie werden bei einem Rechtsklick mit der Maus in einen nicht zu dunklen Bereich des Bildes automatisch gesetzt. Intern wird der Weißpunkt dadurch so verändert, daß dieser Bereich neutral grau ist.

- Brightness bewirkt anders als in manchen Bildbearbeitungen nicht eine einfache Verschiebung der Helligkeitswerte, sondern ist hier ein Multiplikator für den Gamma-Wert des eingestellten Farbraums. Er bewirkt damit fast das gleiche, wie z.B. der mittlere Wert im Photoshop Tonwerte-Dialog. "Fast" weil Ed die Sache etwas anders implementiert hat, und so bei extremen Einstellungen seltsame Effekte entstehen.

- Brightness red, Brightness green und Brightness blue tun das selbe wie Brightness, nur getrennt für die drei Farbkanäle. Man kann damit sehr schön die Mitteltöne abstimmen. Das gesamt-Gamma des z.B. roten Farbkanals errechnet sich also aus dem Farbraum-Gamma (z.B. 2,2) mal Brightness mal Brightness red.

- Negative vendor, -brand und -type setze ich auf 'GENERIC'. Bei meinem Nikon LS40 haben sämtliche Negativ-Filmtypen einen Rotstich, auch wenn sich die Ergebnisse ansonsten ziemlich stark unterscheiden. Außerdem habe ich außer 'GENERIC' keinen Filmtyp gefunden, der den Tonwertebereich nicht beschneidet.

2.2 Probleme und Abhilfen beim automatischen Vorgehen.

Vuescan geht von einigen wenigen Vorgaben aus, um Negative automatisch scannen zu können:

- Um die 'Film Base Color' richtig ermitteln zu können, muß (bei Negativ) unbelichteter Film mit im Scan-Bereich sein. Da Filmsteg und -Rand bei CN die reine Trägerfarbe haben, muß man lediglich darauf achten, daß etwas von diesem Rand mit im gewählten Scan-Bereich ist.

- Wenn der Filmrand mit im Scanbereich ist, wird er möglicherweise mit in die Farbbalance einbezogen. Der Rand wird dann auf Schwarz gesetzt. Im Bild vorhandenes Schwarz ist selten so dunkel, wie völlig unbelichtetes Filmmaterial. Es erscheint deshalb im fertigen Bild zu hell.

Vuescan hält dafür die Einstellung 'Buffer (%)' im Crop-Tab bereit. Sie gibt an, wieviel Prozent des Bildes innerhalb (am Rande) des gewählten Rahmens für die Farbbalance ignoriert wird. Vuescan gibt die Koordinaten das Mauszeigers in der Fußzeile aus. Mit diesen Angaben kann man in etwa abschätzen, wie groß man Buffer wählen muß, um die Farbbalance nur auf den Bildinhalt anzuwenden.

- Wenn eine der 'Color Balance' - Modi außer None, Manual oder Neutral benutzt werden, kann Vuescan das Bild völlig falsch interpretieren. Wenn im Bild kein Weiß vorhanden ist, ist es ziemlich schwer einen Weißabgleich durchzuführen. Möglicherweise wird das Programm einen in Rottönen gehaltenen Sonnenuntergang nach grau "korrigieren". Hier hilft es nur, mit None, Neutral oder Manual zu arbeiten und ggf. auf einen Teil der Automatik zu verzichten.

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3. Manuelles Vorgehen.

Wenn man sich auf die Automatiken verlässt, gehört immer ein bißchen Glück dazu, die gewünschten Ergebnisse zu bekommen. Die Ursachen sind vielfältig.

Falsche Film Base Color:
- Der Filmrand liegt nicht im Scanbereich.
- Das Negativ ist überbelichtet und damit sehr dunkel (diese Art Negative wird hier noch eine größere Rolle spielen). Vuescan setzt die CCD-Belichtung hoch, was zur Überbelichtung des Filmrandes und damit falschen Werten führt.
- Sehr helle Lichtquellen am Bildrand (Sonne) oder die Nachbarschaft zu einem versehentlich viel zu stark überbelichtetem Bild führen zu einem Überstrahlen in den Filmrand hinein.

Farbbalance:
- Ton-in-Ton-Bilder irritieren den Weißabgleich.
- Zu hohe CCD-Belichtung führt zu Farbverschiebungen.
- Filmrand liegt innerhalb des ausgewerteten Bereichs ('Buffer' falsch gesetzt)
- unterschiedliche Ausschnitte haben unterschiedliche Farbabstimmung.
- durch die Entfernung der Orangemaske ergeben sich Farbfehler auch in den Mitteltönen und Lichtern.

3.1 Festlegen der Film Base Color

Im Manual findet sich unter dem Stichwort 'Advanced Workflow' eine kurze Anleitung, wie die Film Base Color exemplarisch ermittelt und dann für einen ganzen Film verwendet werden kann:

Man benötigt dafür den unbelichteten, durchsichtigen Filmanfang. Der wird per Preview gescannt, dann 'Lock Exposure' angekreuzt, nochmal Preview ausgeführt und 'Lock Film Base Color' angekreuzt (alles Input-Tab).

Die gefundenen Werte erscheinen dann im Color Tab. Das doppelte Preview ist nötig, weil ein Satz Film Base Color Werte nur für eine bestimmte CCD-Belichtung gilt.

Um diese Prozedur nicht jedes mal aufs Neue ausführen zu müssen, kann man entweder die Werte notieren ('RGB Exposure' und 'IR Exposure' nicht vergessen!) und später manuell eingeben, oder (nur Pro-Version) man legt sich einen Raw-Scan des Filmanfangs auf Platte.

Mehrere Negative mit den selben Werten für die CCD-Belichtung zu scannen sollte für die allermeisten Scanner keinen Nachteil darstellen. Bei einer typischen CN-Maximaldichte von 2,8 dürfte eigentlich keine spezielle Anpassung der CCD-Belichtung nötig sein.

Die Pro-Version eröffnet eine weitere Möglichkeit: Vuescan kennt da zwei Modi, Raw-Daten abzuspeichern: Ist im Output-Tab 'Raw output with Scan' gewählt, legt das Programm die Daten so wie sie vom CCD gelesen werden als Tiff auf die Platte. Ist 'Raw output with Save' gewählt, wendet Vuescan 'Infrared clean' und 'Grain reduction' an, so wie im Filter-Tab gewählt. Ist als 'Raw File Type' eine Bittiefe kleiner als 48 gewählt, wird zudem nach Gamma 2,2 konvertiert.

Raw-Scans kann man natürlich bei unterschiedlicher CCD-Belichtung machen. Wenn man später 'Scan from Disk' wählt, kann man trotzdem alle Bilder mit denselben Film Base Color Werten behandeln.

Das birgt ein kleines Risiko in sich: Wenn CCD-Belichtung und Film Base Color Werte nicht linear zusammenhängen, kann das zu falschen Ergebnissen führen. Zu kleine Werte für Film Base Color führen zudem zu Clipping - in den Schatten können Details verloren gehen.

Wer Lust hat, kann die Film Base Color Werte für unterschiedliche CCD-Belichtungen in ein Spreadsheet eintragen und sich ein Diagramm davon zeichnen lassen, um zu sehen, wie die Werte zusammenhängen. Im Teil 3 dieses Tutorials wird das ausführlich erläutert und erklärt, wie man so auch die optimale CCD-Belichtung ermitteln kann.

Die richtige Film Base Color sollte eine Farbverschiebung im Schwarzen und in den Schatten verhindern.
 

3.2 Festlegen der Farbbalance.

Genau wie die Film Base Color kann man auch die Farbbalance generell festlegen. Man verliert dadurch aber teilweise die Unempfindlichkeit von CN-Material für unterschiedliche Beleuchtungssituationen. Licht von Glühlampen wird dann z.B. genau wie bei Dia gelb-orange dargestellt. Man kann aber auch eine Korrektur für genau den Fall machen.

3.2.1 Vorbereitung

Eine generelle Einstellung der Farbbalance erfordert etwas Vorarbeit. Dazu benötigt man eine Graukarte, ein Stück weißes Papier und einen teifschwarzen Gegenstand (z.B. eine Gegenlichtblende von innen) oder ein IT8-Camera-Target.

An einem sonnigen Tag am frühen Nachmittag fotografiert man die Graukarte zusammen mit dem Papier und dem schwarzen Gegenstand. Belichtung sollte man auf der Graukarte messen und speichern und erst danach die anderen Sachen dazulegen.

Das IT8-Target sollte man formatfüllend generell vom Stativ fotografieren und darauf achten, daß die Felder parallel zu den Bildkanten ausgerichtet sind (eine Gittermattscheibe hilft ungemein).

Beide Vorlagen dürfen nicht spiegeln und vor allem das Target sollte nicht teilweise beschattet sein. Das erleichtert später das Erstellen eines Profils.

Es bietet sich an gleich eine Belichtungsreihe zu machen. Aufgrund des großen Belichtungsumfangs kann man getrost in 2-Blenden-Schritten vorgehen. CN toleriert große Überbelichtungen aber nur geringe Unterbelichtung. Ich schlage deshalb eine Reihe mit -2EV, 0EV, +2EV, +4EV, +6EV, +8EV vor.

Aufgrund des großen Spielraums empfehle ich Zeit und Blende zu variieren, um nicht auf zu lange Zeiten (> 1s) zu kommen, die dann evtl. eine Schwarzschild-Korrektur erforderlich machen.

3.2.2 Scannen

Alle Bilder werden mit der gleichen CCD-Belichtung und der gleichen Film Base Color gescannt. 'Color Balance' ist 'Manual', 'Grain Reduction' im Filter-Tab sollte man auf 'Heavy' setzen, um Korn und Rauschen zu minimieren. 'White Point (%)' wird auf 1 gesetzt (es sollte ja eine große weiße Fläche vorhanden sein), 'Black Point (%)' bekommt 0,1 zugewiesen (schwarz ist auch vorhanden).

Ich empfehle zunächst mit dem richtig belichteten Bild beginnen. Ein Rechtsklick auf das Papier bzw. auf Patch 0 der Grauskala setzt die 'Neutral'-Farben und sollte so einen etwaigen Farbstich in den Lichtern beseitigen.

Vuescan zeigt die Farbe (in der Reihenfolge R,G,B) unter dem Mauspfeil in der Fußzeile an. Das Grau der Graukarte bzw. Patch 11 im Graukeil des IT8-Targets sollte ziemlich neutral sein, d.h. die Werte für R, G und B sollten wenigstens dicht beieinander liegen.

Tun sie das nicht, ändert man 'Brightness red' und 'Brightness blue' solange, bis die Werte für R, G und B möglichst identisch sind. Alle drei zu ändern ist wenig sinnvoll, da das nur das Gesamt-Gamma, also die Helligkeit beeinflußt.

Die so gefundenen Werte notiert man. Ich bezeichne sie im Folgenden als relative Werte, weil sie nur die Farbbalance ändern, der Kontrast aber nach wie vor von der Automatik geregelt wird.

Das ändert sich, wenn man im Input-Tab 'Lock Image Color' ankreuzt. Die Felder im Color-Tab zeigen danach die absoluten Werte für Schwarz- und Weißpunkt an, wobei 1 für diese Felder den Maximalwert darstellt. Auch diese Werte bitte notieren.

Bleibt noch, die übrigen Bilder der Belichtungsreihe auszuwerten und bei den abweichenden Belichtungen 'Brightness' so anzupassen, daß für die Graukarte bzw. Patch 11 sich die gleichen RGB-Werte ergeben wie für die richtige Belichtung.

3.2.3 Anwendung

Die gefundenen Werte kann man auf zwei Arten benutzen:

- Die absoluten Werte für Schwarz- und Weißpunkt (mit 'Lock Image Color') berücksichtigen genau den Motivkontrast des Targets bzw. des Graukartenbildes. Auf diese Weise kann man aus dem großen Kontrastumfang des Films Bereiche mit realistischem Kontrast sozusagen ausschneiden. Mit den Datensätzen für die unterschiedlichen Bilder der Belichtungsreihe kann man verschiedene Belichtungsbereiche (Schatten, Mitteltöne, Lichter) wiedergeben und korrigieren.

- Die relativen Werte (ohne 'Lock Image Color') führen bei realen Bildern dazu, daß intern Schwarz- und Weißpunkt pro Bild neu ermittelt werden. Mit 'White Point (%)' und/oder 'Black Point (%)' auf 0,0 wird das Resultat möglicherweise flau sein, da der gesamte Kontrastumfang des Filmes berücksichtigt wird. Eine Farbkorrektur findet aber nur in dem Kontrastbereich des IT8-Targets bzw. der Graukarte-Papier-Kombination statt.

3.2.4 Fehlerquellen.

- Bedingt durch die Entwicklung können die Farben auf dem Film immer etwas anders sein. Ein Indiz dafür wäre es z.B. wenn die Werte für die Film Base Color von Film zu Film stark schwanken. Um das beurteilen zu können, empfiehlt es sich zunächst die Schwankungsbreite des Scanners auszutesten, indem man an ein und demselben Filmstück mit jeweils gleicher 'RGB Exposure' mehrmals und unabhängig voneinander die Film Base Color ermittelt. Dann kann man auf gleiche Art mehrere, vom gleichen Labor entwickelte Filme des gleichen Typs testen, und so herausfinden, ob das Labor immer gleich entwickelt.

- Beim Fotografieren der Vorlagen muß man darauf achten, daß kein farbiges Fremdlicht vorhanden ist. Am Besten fotografiert man in einem ansonsten abgedunkelten Raum in den man gerade soviel Sonne läßt, daß die Vorlage beleuchtet ist.

Von der Sonne beleuchtete stark farbige Gegenstände können die Lichtfarbe ändern. Fensterglas ist fast immer leicht grünlich. Im Freien führt das blaue Himmelslicht zu viel kühleren Farben. Hochnebelartige Bewölkung, ein "Milchglashimmel" bietet bessere Bedingungen.

- Trotz 'Grain reduction' sollte man sich nicht auf einen einzigen Messwert verlassen sondern den Mauszeiger in dem betreffenden Feld etwas hin und her bewegen, schauen wie sich die Werte ändern und evtl. Mittelwerte benutzen.

- Die Graukarte muß natürlich wirklich neutral Grau sein. Wenn sie einen sichtbaren Farbstich hat, kann man versuchen, den bei der Einstellung wieder so herbeizuführen. Das setzt allerdings einen kalibrierten Monitor und eine Normlicht-Beleuchtung der Graukarte voraus. Eine andere Möglichkeit wäre, die Graukarte auf einem kalibrierten Scanner zu scannen und mit diesen Werten zu vergleichen. Die unter 3.2.2 beschriebene Prozedure muß dafür etwas abgewandelt werden (siehe unten).

- Die Grauskala des IT8-Targets muß nicht unbedingt neutral Grau sein, sie muß nur den Werten aus den zugehörigen IT8-Daten entsprechen. Vuescan (Pro?) kann aus diesen Daten ein synthetisches IT8-Target erzeugen, indem es die Werte einfach nach RGB übersetzt und passende Farben ausgibt.

Dazu wählt man im Input-Tab 'Scan task - Make IT8 target' und im Color-Tab 'Color Balance - None' Nach einem Preview kann man ebenfalls die Werte unter dem Mauszeiger ablesen. Diese Werte sollte man durch passende Einstellung erreichen.

Die Helligkeit einer gescannten Graukarte oder eines synthetischen IT8-Targets kann sehr von der einer fotografierten Version abweichen. Um Mittelgrau auf vorhandene RGB-Werte einzustellen geht man wie folgt vor: Zuerst 'Brightness' so einstellen, daß der Wert für Grün stimmt, dann mit 'Brightness red' und 'Brightness blue' die anderen beiden Kanäle anpassen. Zum Schluß 'Brightness' wieder auf 1,0 oder den gewünschten Wert einstellen.