Skalieren für Web/Foren

Hallo,
eine (vielleicht schon mehrfach erörterte Frage) an die Runde der Fachleute für EBV (Elektronische Bildverarbeitung).

Es geht um die Problematik des Herunterskalierens von Digitalfotos von beispielsweise 3900x2600 Pixel (Original-Auflösung) auf 1500x1000 Pixel (Zielauflösung) für die Darstellung der Bilder im Web oder in Foren zwecks Einsparung von Speicherplatz und Ladezeiten. Die Zielauflösung von 1500x1000 möge für eine bestimmte Situation das Optimum sein.

Beim Durchstöbern des Internetzes bzw. nach Diskussionen mit "Spezis" bzw. solchen, die sich dafür halten, bekommt man die unterschiedlichsten Ansichten für die optimale Vorgehensweise beim Herunterskalieren. Die Vorschläge reichen von:

• 
  einfaches Skalieren in einem Zug von der Quellauflösung auf die Zielauflösung

bis hin zum

• 
  Skalieren über mehrere (möglichst viele) nicht glattzahligen Verhältnisstufen (z.B.: auf 82%...67%..58%...49%...bis zum Zielwert) und das ganze am besten mit der xyz-Skalierungs-Methode (-Algorithmus)

Hinterfragt man jedoch die Begründungen für diese Empfehlungen, so wird man in der Regel schulterzuckend abgespeist mit: "das ist halt eben so, damit man bei "schrägen" Kanten keine "Treppenstufen" oder "Zähnchen" erhält". Interessant, dass bei einer Reduzierung der Auflösung plötzlich dennoch in einem einzigen Bildpunkt (dem Zielbildpunkt) eine abgestufte Auflösung beibehalten wird.

Wer klärt mal diese Problematik auf und gibt dazu auch ein paar mathematische bzw. optische Erläuterungen. Dabei geht es nicht darum, dass die Darstellungsqualität natürlich auch eine Frage der JPEG-Kompression ist. Mich interessieren vielmahr die grundlegenden Zusammenhänge, wie sie auch z. B. für ein TIF-Bild gelten würden.

Sollte das Thema schon im FFSF erschöpfend behandelt worden sein, würde ich mich über einen entsprechenden Link (oder Suchbegriff) sehr freuen und um Nachsicht für ein evtl. zu voreiliges "Handtuch-Schmeißen" beim Selbersuchen bitten

Gruß
Heinrich

P.S.: Natürlich interessiert mich auch ein optimaler - möglichst begründeter - Workflow für das Herunterskalieren.

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Moin,

ich würde das ganze nicht überbewerten und nicht verallgemeinern.

Meine Bilder sind im Idealfall (wenn ich keine Ausschnitte habe) ca. 4700x3100 Pixel groß.

Meistens addiere ich noch einen Rand von 250 Pixel drumherum. Das sind also im Maximalfall 5200x3600, die ich auf Webgröße bringen will.

Webgröße ist bei mir meistens 1000 x ca. 700, da ich die Bilder regelmäßig bei der FC einstelle.

Ich mache das meistens in einem Schritt (mit dem voreingestellten FixFoto-Algorithmus)

Danach wird noch mal nachgeschärft -- das reicht mir für den Webauftritt.


Es gibt ganz ganz wenige Motive, mit filigranen diagonalen Strukturen, bei denen ich überhaupt einen Unterschied sehe wenn ich in mehreren Stufen skaliere. In diesen Fällen greife ich gelegentlich zu dieser Variante.

Dafür nutze ich ein Skript (Stepscal) aus dem Zubehörbereich oder ich mache es händisch.

Du findest einige Beispiebilder von mir über die Links in meiner Signatur.

AW: Skalieren für Web/Foren

Hallo Torsten,
danke für Deine umgehende und bestätigende Antwort: "...ich würde das ganze nicht überbewerten..." und "...Ich mache das meistens in einem Schritt (mit dem voreingestellten FixFoto-Algorithmus)".

Doch:
Wieso? Wenn in der Originalauflösung sehr feine filigrane Strukturen (z.B. in der Ausdehnung eines Pixels) vorhanden sind, müssten sie m.E. unabhängig von der "fraktionierten" Skalierung allenfalls als "vermatschte" Information in der Summe aller Pixel verschwinden, die aus der Originalauflöung zur Zielauflösung herunterskaliert wird. Dies wäre z.B. in Deinem Falle (5200x3600 auf 1000x700 (Skalierungverhältnis=5,2 : 1) eine Reduzierung der Bildinformation von rd. 27 (5,2 x 5,2) auf 1 Pixel. D.h., je nach Skalierungsalgorithmus und Anzahl der Schritte wird dieses Pixel einen etwas anderen Farbwert erhalten; doch es wird m.E. die "feinen" Detailstrukturen der 27 Ausgangspixel so oder so keinesfalls darstellen können.

Gruß
Heinrich

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Mal testweise VOR dem Skalieren schärfen.

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Hallo Heinrich,

du hast recht.

Suche mal nach "stufenweise" oder "schrittweise" im Forum. Aus diesen Diskussionen ist ja das Script "Stepscal" entstanden. Es ist eher eine Glaubensfrage

Bei früheren Sensordimensionen war eine diagonale Linie von Haus aus schon "treppig". Wenn man dann stufenweise skaliert und -ganz wichtig- vorher und jedesmal nachschärft - kann dieser Treppeneffekt gemildert werden.

Durch das Schärfen wird ja letztendlich der Kontrast an den Übergängen erhöht - das kann sich positiv auf den Bildeindruck auswirken - ist aber sehr subjektiv.

Mein Fazit: es macht eigentlich keinen Sinn - in Einzelfällen kann der Bildeindruck und die Bildwirkung besser sein.

Ich habe das schon lange nicht mehr gemacht, da ich mit der 1-Schritt-Methode zufrieden bin und meine 14 MP-Kamera einfach besseres Ausgangsmaterial liefert.

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HI,
ok, ich habe zwischenzeitlich noch mal etwas im FFSF herumgestöbert und bin dabei auf einen diesbezüglich Threat gestoßen, der aber eine präzise Erläuterung für den Vorteil der Step-Skalierung auch schuldig bleibt. Es wird immer nur von Gefühl und Eindruck gesprochen ohne dass m.E. eine nachvollziehbare Erklärung dafür angegeben wird. Wie JKS schon sagte, lässt sich das ganze wohl am besten mit "esoterischer Wisenschaft" begründen. Es ist wohl der gleiche Grund, warum ausgelesene Digitalfotos eine sehr viel höhere Farbbrillanz zeigen, wenn die Kamera über hochwertiges Edelmetall-Litzenkabel (am besten tiefgekühlt mit Supraleitfähigkeit) mit dem PC verbunden wird.
Das sehe ich auch so, aber gerade bei einer scharf dargestellten schrägverlaufenden Kante im Originalfoto müsste das Nachschärfen im skalierten Bild durch die Kontrastüberhöhung an den Übergängen auch zur Verstärkung der "Treppenstufen" führen.

Treiben wir möglicherweise Haarspalterei (weil ein Pixel nun mal nicht gespaltet werden kann)?

Gruß
Heinrich

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Jaein - es geht hier (gerade im Skript) um einen iterativen Prozess - in der Abfolge der vielen Skalierungs/Schärfungsschritte werden die "Karten" ja teilweise neu gemischt. (Für einen Einzelschritt hast Du sicherlich Recht.)

Da kann es schon zu Effekten kommen, die sich positiv auswirken bzw. verstärken und dabei auch Treppenstrukturen beeinflussen können.

Das Problem ist, dass man es wohl nicht zuverlässig planen kann - deswegen ist ja Trial & Error angesagt.

So richtig spannend wird es doch erst wenn im TV mit der "CSI Miami-Software" aus so einem Bild wieder ein knackscharfes postergrosses Riesenbild mit allen ursprünglichen Details entsteht und wir dann "der besten Ehefrau von allen" erklären müssen, dass wir mit unserer "teuren" Ausrüstung und unseren "komplizierten" Bildbearbeitungsprogrammen aus einem Passbild keine Fototapete machen können.

AW: Skalieren für Web/Foren

Hallo Thorsten,
Nein Thorsten, das liegt doch nur daran, dass es sich um "Pass"-Bilder handelt und größere (wie Fototapeten) eben nicht in Deine Kamera passen.

Gruß aus Colonia
Heinrich

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Hallo!

Beim schrittweisen Runterskalieren ist nach jedem Schritt notwendig, etwas nachzuschärfen. Das macht das Ganze sehr aufwendig, da sich das Nachschärfen immer individuell nach dem Motiv richten muß. Es mag mit viel Aufwand bei optimalem Nachschärfen gelingen, ein etwas besseres Ergebnis zu erreichen, als wenn man mit einem Schritt runterskaliert. Dies um so mehr, je größer der Unterschied der Pixelzahl zwischen Original und verkleinerter Version ist.

Ich habe für diese Auffassung bislang noch keine zwei Vergleichsbilder gesehen. Es ist auch vorstellbar, daß man zwar zwei verschiedene Ergebnisse erhält, es sich aber nicht entscheiden läßt, welches nun eigentlich besser ist.

Durch Wahl höherwertiger Skalierverfahren kann man den Vorteil zudem sicher minimieren, also z.B. FixFoto, Lanczos3, u.a. Schade, daß wir keine höheren Lanczos-Versionen haben, z.B. 5 oder 7, die sind nochmal deutlich besser. Das heißt, daß man zusätzlich noch eine Aufwand-Nutzen-Abschätzung durchführen muß. Und ich würde behaupten, auf Papier ausgegeben dürfte der vermeintliche Vorsprung noch mehr schwinden.

Gruß,

Ralf

AW: Skalieren für Web/Foren

Hallo Ralf,
danke für die zusätzlich eingebrachtem Aspekte und Betrachtungen im Zusammenhang mit dem Runterskalieren.

Dass die Möglichkeit des Nachschärfens nach jedem Skalierungsschritt - was m.E. das Argument für ein "fraktioniertes" Skalieren darstellt - ein optimaleres Ergebnis liefern kann, ist sicherlich richtig. Dadurch werden evtl. feine Details vor jeder Skalierung erst mal wieder neu verfeinert und gehen dadurch nicht so schnell im großen "Brei", der sich aus dem "Zusammenrühren" mehrerer Originalixel zu einem einzigen Zielpixel ergibt, verloren. Das Ganze ist - wie Du das auch siehst - mit Sicherheit vom Motiv abhängig und bedarf jedesmal der individuellen Abstimmung. Ich möchte behaupten, dass speziell bei schrägen Kantenverläufen, wo sich das Problem am ehesten bemerkbar macht, auch der Neigungswinkel der Schrägkanten eine nicht zu unterschätzende Rolle spielt und großen Einfluss auf den Erfolg eines bestimmten Skalierungsalgorithmus hat.

All das sind Zwischenabhängigkeiten, die eine optimale Stapelverarbeitung größerer Fotoserien für die Einstellung im Web nicht einfach finden lässt. Allenfalls könnte im Rahmen mehrerer Versuche ein Kompromiss in Abhängigkeit des Skalierungsgrades (Quell- zu Zielauflösung) gefunden werden.

Ich denke, dass auch Dein Hinweis darauf, dass das jeweilige Ausgabemedium über die Wiedergabequalität des skalierten Bildes mit entscheidet, ganz klar seine Berechtigung hat.

Gruß
Heinrich

AW: Skalieren für Web/Foren

Hallo!

Siehe zum schrittweisen Runterskalieren folgende Quelle:

http://www.andreashurni.ch/popshop/pixel.htm (ganz runterscrollen)

Dort sieht man ein Beispiel, das beim Einschrittverfahren ein deutlich besseres Ergebnis lieferte. Der abschließende Kommentar dort, wenn das schrittweise Runterskalieren was bringen würde, wäre es in PS integriert. Aua, was für ein Quatsch, als wenn alles was für die Bildoptimierung was bringt, in PS wäre. Es gibt ja nicht mal fortschrittliche Skalieralgorithmen, z.B. Lanczos.

Gruß,

Ralf

AW: Skalieren für Web/Foren

Zum Skalieren verwende ich hauptsächlich die internen Resizer von AviSynth. 11 verschiedene Resizer stehen hierbei zur Auswahl. Zum Verkleinern verwende ich in aller Regel Spline36Resize, welches auch in den Panorama Tools enthalten ist. Spline36Resize hat in etwa (ca. 99 %) die Schärfe von LanczosResize, erweist sich bei Problembildern aber als minimal bessere Lösung. Zudem erhält man damit etwas kleinere Dateigrößen als mit LanczosResize.

Ein guter Skalieralgorithmus sollte ein weiches Interpolationsergebnis liefern, die Kanten möglichst gut erhalten und die Pixel sollten möglichst an ihrem Platz bleiben (möglichst wenig Streuung). Das alles ist natürlich nur über Kompromisse zu erzielen, denn ein jedes Verfahren hat so seine Stärken und Schwächen in den genannten Punkten.

Wer mit den internen AviSynth-Resizern ein wenig experimentieren möchte, der kann das mit diesem kleinen Tool machen. Nachdem man die Bilder geladen hat, braucht man nur noch das Script "FritzPhotoResize" der Jobliste hinzufügen und auf der nächsten Seite die Einstellungen vornehmen.

Zum Nachschärfen verwende ich ebenfalls AviSynth. Und zwar Scripte, die bekanntermaßen relativ wenig Schäden anrichten. Ich komme hierbei in aller Regel sogar ohne Supersampling (z. B. Schärfen in der 1,5-fachen Größe der Zielauflösung) aus.

Aliasing lässt sich im Übrigen auch im Nachhinein wunderbar eliminieren bzw. vermindern, wenn man das jeweilige Bild hochwertig mit NNEDI2 auf die doppelte Größe bringt und anschließend mit z. B. Spline36Resize wieder auf die ursprüngliche Größe bringt.

Meine eigenen Versuche mit dem schrittweisen Verkleinern waren ebenfalls nicht unbedingt erfolgreich. |)

Nachtrag: Nicht ganz uninteressant in diesem Zusammenhang, der Artikel über Gamma-Fehler beim Skalieren.

AW: Skalieren für Web/Foren

Noch ein paar Beispielbilder nachgereicht. Eventuell nicht aussagekräftig, da ein jeder bzw. eine jede einen anderen Algorithmus verwendet. Auch hängt sehr viel vom Motiv ab.

Da wir es mit nicht idealen Algorithmen zu tun haben, vervielfältigen sich unter Umständen die Probleme. Lanczos4Resize ringt zum Beispiel mehr als Spline36Resize. Bei einem Einzelschritt mögen die Unterschiede mitunter akademisch ausfallen, bei mehreren Einzelschritten aber nicht mehr.

Im 8-Bit-Modus braucht man das Verfahren sowieso nicht anzuwenden, da nach jedem Einzelschritt das Bild minimal dunkler wird (siehe auch der Artikel über Gamma-Fehler beim Skalieren). Bei einem Einzelschritt je nach Motiv vernachlässigbar, bei mehreren nicht mehr.

Hier ein Beispiel. Das erste Bild wurde mit Spline36Resize in einem Rutsch von 3648x2736 auf 1024x768 skaliert. Das zweite Bild wurde ebenfalls mit Spline36Resize verkleinert, diesmal aber in 13 Einzelschritten (Breite: 3648 -> 3448 -> 3248 -> … -> 1248 -> 1024). Die weiteren Bilder wurden ebenfalls in 13 Einzelschritten verkleinert: Lanczos4Resize, BicubicResize und Lanczos-Filter (IrfanView). Auf ein Nachschärfen habe ich ganz bewusst verzichtet.

1 x Spline36Resize:

13 x Spline36Resize:

13 x Lanczos4Resize:

13 x BicubicResize (b=0.33, c=0.33):

13 x Lanczos-Filter (IrfanView):

Zu guter Letzt noch eine Variante, bei der ich zunächst auf 50 % verkleinert habe und im letzten Schritt auf die Zielgröße skaliert habe.

2 x Spline36Resize:

Nachtrag: Bei bestimmten Schärfemethoden ist man ohnehin gezwungen, in 2 Einzelschritten zu verkleinern, um Aliasing zu verhindern. Das Nachschärfen findet dann z. B. in der 1,5-fachen Größe der Zielauflösung statt. Anschließend braucht man nur noch auf die Zielgröße verkleinern.

Und da das Nachschärfen vorhandene Probleme noch weiter verstärken kann, können aus anfänglichen "akademischen Unterschieden" plötzlich sichtbare Unterschiede werden. Deswegen verwende ich z. B. höhere Lanczos-Varianten so gut wie gar nicht. LanczosResize(taps=3) geht aber noch.

AW: Skalieren für Web/Foren

Hallo Archimedes,
Als nicht Spezialist ist es nicht einfach mit deine Beispiele viel zu anfangen.
Kannst du ein Link zu dein Beispielfoto in startgrösse geben,
wenn mann selber mit dein Beispiel von vorne spielen kann,
wird man sicher deine Mühe besser verstehen zu schätzen.

Grüsse,

AW: Skalieren für Web/Foren

Liefere ich gerne nach.

Original:

AW: Skalieren für Web/Foren

Also ich habe mir alle Bilder runtergeladen und mit der 1-Schritt Verkleinerung von FF (also Fixfoto Methode)
verglichen. Ich bin voll zufrieden damit, erst recht für's Web.
Daher werde ich mein WebScale auch so lassen wie es ist.

AW: Skalieren für Web/Foren

Ich bin vollkommen Deiner Meinung. Im Web veröffentlichte Bilder werden in der Regel nur auf dem Bildschirm betrachtet und dafür reicht die Qualität der 1-Schritt Verkleinerung von FF auch für mich allemal aus und ich wette, ohne direkten Vergleich wird keiner einen Unterschied zu Mehrschrittverfahren erkennen.

AW: Skalieren für Web/Foren

Ich sehe es nicht anders.
Aber es ist noch immer das gleiche Phänomen, das es schon zu meiner Studienzeit gab.
Ein Dozent hielt uns nämlich vor, daß wir bei einer statischen Berechnung Genauigkeit beweisen wollten, indem wir (sogar mittels Lupe) den Rechenschieber / Rechenstab (Elektronik gab es noch nicht) auf 4 Stellen nach dem Komma ablesen wollten, obwohl die Belastungsangaben zum großen Teil aus Lastannahmen bestanden.