Digitalisierung

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Die Recherche nach Luftbildern der „Trolley Mission“ ist mit dem gravierenden Umstand verbunden, dass jene Photographien weder im „National Archives and Records Administration“ in Washington noch im „Imperial War Museum“ in London archiviert sind. In beiden Institutionen lassen sich Unmengen von militärischen Aufklärungsphotos finden, weil diese Bilder von Angehörigen der amerikanischen bzw. britischen Streitkräfte in Ausübung ihres Dienstes erstellt worden sind und folglich in Staatsarchiven gesammelt werden. Die Luftbilder der „Trolley Mission“ sind zwar ebenso von Soldaten der US Air Force bzw. Royal Air Force erstellt worden, aber erstens sind sie freiwillig mitgeflogen (keine Ausübung des Dienstes) und zweitens haben sie, wenn sie denn überhaupt über eine Photokamera verfügten, ihre Luftbilder als private Photographien erstellt (kein Dienstbefehl).

Folglich müssen jene historisch wertvollen Luftbilder von Deutschland durch mühevolle Suche bei US-amerikanischen Veteranenverbänden sowie durch Anfragen bei Hinterbliebenen der im Zweiten Weltkrieg kämpfenden Soldaten recherchiert werden. Diese mühselige Such- und Recherchearbeit führt Markus Lenz seit vielen Jahren durch. Im Rahmen dieser Recherche stieß Markus Lenz entweder auf entwickelte Papierphotos oder auf originale Negativfilmstreifen. Nun muß berücksichtigt werden, dass jene Papierphotos in den frühen 1950’er Jahren in Photolaboren mit Stand der damaligen Technik auf Papier entwickelt wurden und seit über 70 Jahren allen möglichen Umwelteinflüssen ausgesetzt waren. Auch die Oberflächen der originalen Negativfilmstreifen sind durch Staub, Kratzer und Schmutz in Mitleidenschaft gezogen worden.

Papierphotos sind seit über 70 Jahren allen möglichen Umwelteinflüssen ausgesetzt und durch Staub, Kratzer und Schmutz in Mitleidenschaft gezogen worden

Abbildung: Staub, Kratzer und Schmutz auf historischen Photos

 

Um schließlich diese Positiv- und Negativphotos wiederverwenden zu können, bietet sich zur Konservierung eine hochwertige Digitalisierung sowie eine digitale Restaurierung an, um den altersbedingt schlechten Zustand vieler Luftbilder soweit wie möglich zu retuschieren. Freilich gibt es nicht den einzig richtigen Weg, der zu einer optimalen Digitalisierung von alten Luftaufnahmen führt, sondern es sind stets einzelne Arbeitsschritte und viele „Trial and Error“-Prozesse, um ein möglichst hervorragendes Ergebnis zu erhalten. Welche Arbeitsschritte dies sind, welche Hardware und welche Software dabei von Markus Lenz verwendet wird, soll nachstehend beschrieben werden.

 

Flachbett-Scanner Epson Perfection V550 Photo

Zur Digitalisierung von Negativen und Positiven nutzt Markus Lenz den Flachbett-Scanner Epson Perfection V550 Photo, der auf Basis von CCD-Bildsensoren Fotos, Filmstreifen und Dokumente mit einer optischen Auflösung von bis zu 6.400 dpi scannt. Mit der integrierten Durchlichteinheit können 35-mm-Filmstreifen, gerahmte 35-mm-Dias sowie Vorlagen im Mittelformat digitalisiert werden. Papierphotos werden mit 3.200 dpi eingescannt (Dauer etwa fünf Minuten) und später mit der Software Adobe Photoshop auf noch beherrschbare 1.200 dpi oder 800 dpi skaliert. Grundsätzlich wird im nicht komprimierten Datenformat TIFF gespeichert, was freilich enorm große Datenmengen generiert. Negativfilmstreifen werden mit der maximal möglichen, optischen Auflösung über die Durchlichteinheit digitalisiert, wobei ein Scanvorgang im Durchschnitt zwölf Minuten dauert. Auch diese Dateien werden im Datenformat TIFF gespeichert und später mit der Software Adobe Photoshop auf noch beherrschbare 1.200 dpi oder 800 dpi skaliert.

 

Dateibelichtung, Film Recorder und Diabelichtung

Ein Großteil der in den Vereinigten Staaten von Amerika recherchierten Luftaufnahmen war häufig im dort üblichen Kleinbild-Papierformat 2R „Wallet“ ausbelichtet worden, was einer Größe von etwa 6,3 cm x 8,9 cm bzw. 2,5 x 3,5 Zoll entspricht. Bei solch kleinen Vorlagen macht ein Scan mit mehr als 600 dpi keinen Sinn, weil die Qualität dadurch nicht verbessert werden kann. Diese kleinen Vorlagen, Markus Lenz nannte sie „Papierbildchen“, ließen sich dann auch nicht für Buchvorlagen oder Präsentationen vergrößern. Der Versuch, jene kleinen Bildchen mit einem Zeutschel „Zeta“ Auflichtscanner zu digitalisieren oder mit einer digitalen Spiegelreflexkamera abzuphotographieren, um die Bildauflösung und Bildgröße erheblich zu maximieren, endete stets in neuen Problemen, die allesamt die Bildqualität nicht verbesserten, so ist beispielsweise an die Objektivverzerrung, die selbst bei hochwertigen Kameralinsen zum Bildrand hin entsteht, zu denken.

Eine besonders effektive Lösung ergab sich durch die Verwendung von Dateibelichtungs- bzw. Diabelichtungsgeräten („Film Recorder“). Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei welchem digitalen Bilddateien auf Dia- und Negativfilmstreifen ausbelichtet werden. Es wird sozusagen ein echtes Foto aus einem Digitalbild erstellt. Mit einem Polaroid ProPalette Color Film Recorder wurden somit zahlreiche kleine Digitalbilder, deren Scanauflösung nicht weiter verbessert werden konnte, auf Negativfilmstreifen ausbelichtet, welche wiederum von Markus Lenz mit dem oben genannten Epson-Scanner über die Durchlichteinheit digitalisiert wurden. Mit dieser Art der Retrodigitalisierung konnten nun endlich druckfähige und qualitativ hochauflösende Digitalisate aus dem ursprünglichen Kleinbild-Papierformat 2R „Wallet“ erstellt werden. Im übertragenen Sinne gesprochen wurde also aus einer Briefmarke ein Plakat hochskaliert ohne dabei die Bildqualität massiv zu beeinträchtigen.

Diese Filmrekorder bzw. Diabelichter sind weit über 25 Jahre alt und wurden über die 32-bit-Software RasterPlus von der Firma Graphx Inc. angesteuert. Manchmal lassen sich Geräte, wie etwa der Agfa Farbfilmrekorder „Foto Color“ (1996), MGI Film Recorder, Mirus Turbo 2 Film Recorder FP2-UM1 (1994), Celco Film Recorder, CCG Farbfilmrekorder (PCR Serie) oder Montage FR2 Enhanced Film Recorder (1998) unter dem Suchbegriff „Film Recorder“ bei eBay finden.

Digitalbild als Diabelichtung

Abbildung: Digitalbild als Diabelichtung

 

Adobe Photoshop zur Entfernung von Staub, Kratzern und Flecken

Obgleich der oben genannte Epson-Scanner über die sogenannte „Digital ICE-Technologie“ verfügt, um automatisch Staub, Kratzer und Flecken schon während der Digitalisierung zu entfernen, braucht es eine leistungsstarke Bildbearbeitungssoftware, um die gröbsten Bildfehler zu retuschieren. Photoshops berühmte Stempel-Kopier-Funktion, aber auch die softwarebasierte Grafik-Engine und Rendering-Engine bei der Skalierung der Bildgröße und Bildauflösung führt immer wieder zu besseren Bildergebnissen als bei frei verfügbaren Bildbearbeitungsprogrammen, wie etwa „GNU Image Manipulation Program“ (GIMP) oder „IrfanView“. Außerdem mußte Markus Lenz feststellen, dass Photoshop eines der wenigen Bildbearbeitungsprogramme ist, dass beim Laden, Speichern und Bearbeiten von Megapixel- oder Gigapixel-Photos unter Windows 7.0 nicht im Abbruchfehler „Bluescreen“ hängenbleibt.

 

Tonwertkorrektur, Gradationskurven und selektive Farbkorrektur

Während die vorangegangenen Arbeitsschritte mehr oder weniger die Technik beschreiben, wie historische Photographien digitalisiert und gespeichert werden (Hardware), braucht es auch geeignete Programme und Fertigkeiten, um die Digitalbilder zu optimieren (Software). Eine Stärke von Adobe Photoshop sind die großartigen Werkzeuge zur Bildkorrektur, die auch als eigenständiges Programm unter dem Namen Adobe Photoshop Lightroom verfügbar sind. Grundsätzlich kann die Bildkorrektur auch mit „GIMP“ oder „IrfanView“ durchgeführt werden. Im Kern geht es darum, die aufnahmebedingten, analogen Bildfehler zu eliminieren, beispielsweise die Vignettierung (Abschattung zum Bildrand) oder die ungleichmäßige Belichtung des im Mai 1945 verwendeten Films.

Die üblichen Parameter „Kontrast“ und „Helligkeit“ reichen bei weitem nicht aus, um überbelichtete bzw. unterbelichtete Bildbereiche zu retuschieren. So weist beispielsweise die aus 19 fortlaufenden Photos bestehende Luftbildserie der „Trolley Mission“ von Hamburg leider erhebliche Belichtungsfehler auf, die mit der damals genutzten „K-24 Aerial Surveillance Camera“ entstanden sind. Kameraobjektiv und Film (Mittelformat) waren üblicherweise für klassische Senkrechtaufnahmen ausgelegt, d.h. das einfallende Licht stammte im Normalfall aus einem festen Abstand zwischen Flugzeug (Kameraobjektiv) und Erdoberfläche. Weil die Kamera für die Hamburger Luftbildserie jedoch für Schrägaufnahmen genutzt wurde, traf das von der Erdoberfläche einfallende Licht in unterschiedlicher Intensität durch das Kameraobjektiv auf den Film, so dass schlußendlich die obere Bildhälfte korrekt belichtet wurde, aber die untere Bildhälfte überbelichtet wurde.

Mit Photoshops selektiver Tonwert- und Belichtungskorrektur - das Luftbild wird hierbei in mehrere Ebenen aufgeschnitten - läßt sich dieser Belichtungsfehler zumindest dann korrigieren, wenn aus der überbelichteten Digitalbildebene überhaupt noch Bildinformationen herausgerechnet werden können. Wenn die überbelichtete Bildebene außer der vollweißen Farbinformation (totale Überbelichtung) keinerlei Ressourcen aufweist, gelingt die Belichtungskorrektur nicht mehr. Im umgekehrten Fall, wenn das Bild zu stark unterbelichtet ist, kann die Belichtungskorrektur nur dann helfen, wenn außer der schwarzen Volltonfarbe noch andere abgestufte Bildinformationen zur Verfügung stehen. Im Extremfall gilt: Das, was überbelichtet (weiß) bzw. unterbelichtet (schwarz) ist, läßt sich trotz digitaler Bildbearbeitung nicht mehr retten.

 

Dynamikumfang mit Photomatix Pro optimieren

Abgesehen davon, dass die digitale Tonwert- und Belichtungskorrektur fast schon einer eigenständigen Wissenschaft gleicht und viele Mediengestalter mittlerweile in Mythen der Gamma- und Gradationskurven sowie in Philosophien über das Farb-Composing versinken, steckt in der digitalen Bildbearbeitung ein enorm großer Zeit- und Arbeitsaufwand. Durch sprichwörtliches „Herumspielen“, das sich in den einleitend genannten „Trial and Error“-Prozessen widerspiegelt, konnte Markus Lenz mit der Software Photomatix Pro der britischen Firma HDRsoft Ltd. ein erstaunlich gutes Ergebnis in kürzester Bearbeitungszeit mit nur wenigen Mausklicks erzielen. Obgleich Photomatix eigentlich im Jahre 2003 für die High-Dynamic-Range-Photographie entwickelt wurde, lassen sich über künstliche erzeugte Belichtungsreihen ein- und desselben Luftbildes entsprechende Hochkontrastbilder, also Bilder mit hohem Dynamikumfang, erstellen.

Hochkontrastbilder und Techniken zur Aufnahme und Wiedergabe von Bildern mit großen Helligkeitsunterschieden sind entstanden, weil die meisten Digitalbilder sind nicht in der Lage sind, die in der Natur vorkommenden Helligkeitsunterschiede korrekt darzustellen, so dass zwangsläufig helle und dunkle Bildbereiche entstehen. Der Dynamikumfang, also das Verhältnis von größter und kleinster Leuchtdichte, ist damit stark limitiert. Unser menschliches Auge ist jedoch sehr wohl in der Lage, sich diesen dynamischen Lichtverhältnissen in der Natur anzupassen, so dass wir beispielsweise trotz starker Gegenlichtquelle (Überbelichtung) immer noch das restliche Sichtfeld (Unterbelichtung) befriedigend wahrnehmen können. Digitalkameras können diesen Dynamikumfang des menschlichen Auges nicht vollumfänglich simulieren, so dass es standardmäßig zu Über- und Unterbelichtungen kommt. Abhilfe schafft dann die High-Dynamic-Range-Photographie, indem Digitalbilder mit entsprechend hohem Dynamikumfang berechnet werden. Zur Generierung solcher Hochkontrastbilder werden im einfachsten Fall Belichtungsreihen aus drei gleichen Bildern übereinandergelegt. Die Mischung aus dem unterbelichteten (erstes), aus dem normalbelichteten (zweites) und aus dem überbelichteten (drittes) Bild enthält dann schließlich den vollen Dynamikumfang.

Da aber von historischen Luftbildern üblicherweise keine Belichtungsreihen existieren, kann man sich mit einem Trick behelfen und die fehlenden, absichtlich über- und unterbelichteten Bilder künstlich erzeugen. Über die Belichtungskorrektur in Photoshop, „GIMP“ oder „IrfanView“ lassen sich beliebig viele über- und unterbelichtete Bildkopien erstellen, die dann wiederum in Photomatix Pro als Belichtungsreihe importiert werden. Mit Hilfe der softwaremäßigen Rendering-Engine von Photomatix kann die künstliche Belichtungsreihe „gemischt“ werden und über die sogenannten „Tone-Mapping“-Vorlagen zudem so justiert werden, dass Belichtungsfehler, also helle und dunkle Bildbereiche gleichmäßig ausgeglichen bzw. retuschiert werden.

Die Bearbeitung über Photomatix entspricht zunächst den manuellen Arbeitsschritten der selektiven Tonwert- und Belichtungskorrektur in Photoshop, bei welcher das Luftbild in mehrere Ebenen aufgeschnitten wird. Doch anstatt nun jene Bildebene in Photoshop manuell zu korrigieren und später wieder auf eine Ebene zu reduzieren, wird diese Arbeit von Photomatix automatisiert ausgeführt. Zudem enthält das endgültige Digitalbild einen wesentlich größeren Dynamikumfang, was wiederum ein besseres Feinjustieren von Kontrast und Schärfe ermöglicht.

 

Künstlich erzeugte Belichtungsreihe: Unterbelichtetes (erstes), normalbelichtetes (zweites) und überbelichtetes (drittes) Bild

Abbildung: Künstlich erzeugte Belichtungsreihe

 

Durch Belichtungskorrektur optimierte Luftaufnahme

Abbildung: Durch Belichtungskorrektur optimierte Luftaufnahme

Trolley Mission

Die „Trolley Mission“ war eine Flugmission der US-amerikanischen Luftwaffe im Mai 1945, die auch als „Low Level Tour“, als „Low Level Mission“ oder als „Cook‘s Tour“ bezeichnet wurde. Seinerzeit sind Luftbilder erstellt worden, die deutsche Städte nach dem Zweiten Weltkrieg sprichwörtlich zur „Stunde Null“ zeigen.