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— IBL und HDRI: HDRShop, Plugin Filter —

Weichzeichner

Motion-Blur
HDRShop stellt bereits einen Bewegungsweichzeichner zur Verfügung, Image > Filter > Horizontal Motion Blur… (siehe Filter), welches aber nur in der Horizontalen wirkt. Dieses Plugin erlaubt die Eingabe des Bewegungswinkels. Es benötigt die folgenden drei Angaben:

Links das Ausgangsbild, rechts Motion-Blur mit Size=20, Sigma=8.0 und Angle=-45.0.

Statistische Filter

Maxmedin – Maximal, Median, Minimal (öffnen & schließen)
Statistische Filter eignen sich beispielsweise zum Entfernen von Rauschen. Das Plugin arbeitet mit einer quadratischer Maske mit einer ungeraden Anzahl Pixeln, die über das Bild geführt wird. Ein neues Bild wird erzeugt. Die Werte der Pixel, welche unter der Maske liegen, werden berücksichtigt und an der Stelle, welche dem Zentrum der Maske entspricht, im neuen Bild eingesetzt.

Beim Minimalfilter wird das Pixel mit dem niedrigsten Wert gesucht und als neues Pixel in das neue Bild gesetzt. Das Minimalfilter erodiert das Bild.

Umgekehrt wird beim Maximalfilter das Pixel mit dem höchsten Wert zum neuen Pixel im neuen Bild. Das Maximalfilter expandiert das Bild.

Beim Medianfilter werden die Pixel, welche unter der Maske liegen, in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge ihrer Werte sortiert und in eine Liste eingetragen. Derjenige Wert, welcher in der Mitte der Liste liegt, ergibt das neue Pixel.

Wird ein Bild zuerst erodiert (Minimalfilter) und das resultierende Bild anschließend noch expandiert (Maximalfilter), wird dies Öffnen genannt. Man Schließt ein Bild, indem man es zuerst expandiert und das Resultat anschließend erodiert.

Man kann die Maske auf verschiedene Weise konfigurieren. Das Maxmedin Plugin setzt alle Felder in der Maske auf 1, dadurch wird die Maske quadratisch. Andere statistische Filter setzen die Felder diagonal oder kreuzweise. Anstatt in einer 3 x 3 Maske 9 Pixel werden nur 5 Pixel für die Statistik berücksichtigt.

Der Filtertyp und die Maskengröße können angegeben werden

Das Bild zeigt die Wirkung der Filter bei Size=5. [1] Original, ein verrauschter Ausschnitt aus einem mit einer CMOS DSLR mit ausgeschaltener Rauschunterdrückung aufgenommenen Astroaufnahme. [2] Minimalfilter, [3] Maximalfilter, [4] Medianfilter, [5] geöffnet (Min & Max), [6] geschlossen (Max & Min). Das quadratische Maskenformat ist beim Maximalfilter sehr offensichtlich.

MyFilter – Eigene Filter

Hier können eigene Masken für konvolvierende Filter erstellt werden. Statistische Filter wählen die unter der Maske liegen Pixel nach besonderen Kriterien aus und erstellen damit ein neues Bild. Eine andere Art konvolvierender Filter manipuliert die unter der Maske gefundenen Pixelwerte zusätzlich.

Hochpass- und Tiefpass-Filter (schärfen, weichzeichnen) multiplizieren die Werte der Pixel, welche unter der Maske liegen, mit dem Wert der Maskenzelle und dividieren das Resultat durch die Summe aller Zellenwerte der Maske. Dieser Wert gibt das neue Pixel im neuen Bild am Orte des Maskenzentrums.

Bei Kontur- oder Umrissfilter muss die Summe der Werte in den Zellen der Maske 0 sein. Die Pixelwerte, welche unter der Maske liegen, werden ebenfalls mit den Werten in den Zellen der Maske multipliziert und das Resultat als neues Pixel im neuen Bild am Orte des Maskenzentrums gespeichert. Die neuen Pixelwerte können auch negativ werden, weil die Werte in den Maskenzellen negativ sein können. Das resultierende Bild wird zwar in HDRShop noch richtig angezeigt, wird es hingegen gespeichert und wieder geladen, ist das Bild schwarz. Vor dem Speichern müssen deshalb alle Werte positiv sein. Image > Calculate > |A| (siehe Licht > Mathematische Funktionen).

Der vollständige Pfad und Dateiname der Filterdatei muss angegeben werden:

Kann die Filterdatei nicht gefunden werden, erscheint als Resultat ein schwarzes Bild, obwohl die Funktion erfolgreich (Success) durchgeführt wurde.

Drei Beispiele. Die Filtermasken werden weiter unten vorgestellt. [1] ist das Originalbild, [2] weichgezeichnet mit dem Tiefpassfilter, welches gleich anschließend als Dateibeispiel gezeigt ist, [3] scharfgezeichnet mit dem sehr starken Hochpassfilter (siehe Masken unten) und [4] Konturen hervorgehoben mit dem diagonalen Konturfilter nach Sobel (Maske siehe unten).

Format der Filterdatei
Filter können in einer normalen Texdatei definiert werden. Die erste Zeile enthält den immer gleich bleibenden Text «norma 0.0». Die zweite Zeile benötigt die Kantenlänge der Maske (ungerade Zahl), die folgenden Zeilen enthalten die Zellenwerte.

norma 0.0
size: 5
1.0  1.0  1.0  1.0  1.0
1.0  1.0  1.0  1.0  1.0
1.0  1.0  1.0  1.0  1.0
1.0  1.0  1.0  1.0  1.0
1.0  1.0  1.0  1.0  1.0

Das Beispiel zeigt das starkes Tiefpassfilter, welches für das Beispiel [2] verwendet wurde. Es besteht aus einer 5 x 5 Maske (size: 5) und benötigt Werte in fünf Spalten und fünf Zeilen. Die Werte der 25 unter der Maske liegenden Pixel werden addiert und das Resultat durch 25 geteilt. Das ergibt den Wert für das neue Pixel.

Filtermasken
Hier sind einige funktionierende Filtermasken für LPF (low pass filter, weichzeichnen); HPF (high pass filter, schärfen) und Konturfilter gezeigt.

Filtermasken aus Hans-Ruedi Wernli «Die CCD Astrokamera für den Amateur» (Birkhäuser 1995),
ISBN 3-7643-5218-3, Teil 3: Bildbearbeitung. Mit freundlichen Genehmigung des Autors.

Alle konvolvierenden Filter weisen einen unbearbeiteten Rand auf. Bei einer 3 x 3 Maske ist der Rand ein Pixel breit, bei einer 5 x 5 Maske zwei, bei einer 7x 7 Maske drei Pixel. Je Größer die Maske gewählt wird, desto stärker wirkt das Filter. Für die meisten Anwendungen genügt aber eine 3 x 3 Maske vollauf.