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© chidsey, sxc.hu

Scanner-Profile selbst erstellen

Farbecht

Unter Windows müssen Käufer tief in die Tasche greifen, um für ihren Scanner ein Profil zu erstellen. Linux-User erledigen das mit freier Software in wenigen Minuten.

Kein Scanner erzeugt farbechte Abbilder der Vorlagen: Jedes Gerät hat sein eigenes Farbcharakteristikum. Meist fallen die Unterschiede zur Vorlage nur gering aus und spielen daher im nichtprofessionellen Bereich kaum eine Rolle. Manchmal weicht der Scan aber vom Original derart gravierend ab, dass man nicht darum herum kommt, jedes gescannte Bild nachzubearbeiten. Das kostet Zeit und Nerven.

Die Ursachen für die Differenzen zwischen Original und Scan liegen zum einen in den Geräten selbst, zum anderen spielt aber auch die Qualität der Vorlage eine Rolle. Abbildung 1 zeigt den Scan eines Kodachrome-Dias, Abbildung 2 die farbkorrigierte Version. Die drastischen Unterschiede zwischen den beiden haben nichts mit Linux oder dem verwendeten Scanner zu tun.

Abbildung 1: Scans von Kodachrome-Dias weisen aufgrund des Aufbaus des Ausgangsmaterials falsche Farben auf.
Abbildung 2: Mit einem passenden Profil korrigieren Sie schon beim Scannen den Farbstich.

Kodachrome-Dias weisen einen anderen physikalischen Aufbau auf als normale Dias. Auch Scans unter anderen Betriebssystemen zeigen bei Kodachromes einen starken Farbstich ins Bläuliche. Bei einzelnen Scans beheben Sie Farbfehler leicht per Hand, etwa mit Gimp oder Digikam. Scannen Sie aber ganze Serien ein, empfiehlt sich ein anderer Ansatz: Sie lösen das Problem mithilfe von Farbmanagement.

Farbprofile erstellen

Wie im Kasten "Grundzüge des Farbmanagements" beschrieben, benötigen Sie ein so genanntes Farbprofil, das zu Ihrer Kombination aus Scanner und Vorlage passt. Windows-Anwender können ihre Scanner nur profilieren, wenn sie dazu Scanner-Bundles mit teurer Software kaufen. Linux-Anwendern steht dafür eine stabile und freie Alternative zur Verfügung: ArgyllCMS [1]. Das Paket installieren Sie über das Paketmanagement Ihrer Distribution, eventuell müssen Sie dazu zusätzliche Repositories einbinden (für OpenSuse 11.1 zum Beispiel multimedia:photo).

Grundzüge des Farbmanagements

Stellen Sie sich vor, Sie hätten einen Scanner, der stets die Farben Rot und Blau vertauscht. Bilder, die dieser Scanner erzeugt, wären unbrauchbar – außer, Sie rechnen die Scans anschließend wieder um. Die Umrechnungsvorschrift "Rot- und Blauwerte tauschen" wäre technisch in einer Umrechnungstabelle hinterlegt.

Statt die Bilder direkt nach dem Scan umzurechnen, könnten Sie die Umrechnungstabelle auch den Bildern mitgeben: Jedes geeignete Programm könnte dann beim Öffnen des Bildes die Farben korrekt umrechnen, und niemand würde in diesem Fall merken, dass die Farben des Bildes falsch sind.

Genauso funktioniert Farbmanagement. Natürlich geht es hier nicht um grobe Farbfehler wie im Beispiel, sondern um meist feine Farbverschiebungen.In der Fachsprache des Farbmanagements heißt die Umrechnungstabelle Farbprofil. Das Format solcher Profile ist normiert, und alle gängigen Bildformate (so etwa auch JPG und TIFF) erlauben es, solche Profile direkt an das Bild anzuhängen.

Jedes Gerät, das Farben verarbeitet (aufnimmt, anzeigt, ausgibt), weist eine eigene Farbcharakteristik auf. Damit Sie ein gescanntes Bild farbrichtig sehen, benötigen Sie also nicht nur für den Scanner ein Farbprofil, sondern auch für den Monitor. Um das Beispiel von vorhin fortzuspinnen: Würde der Monitor ebenfalls immer Blau- und Rottöne vertauschen, passte er erst einmal perfekt zum defekten Scanner. Wenn aber Gimp beim Öffnen das Farbprofil des Scanners auswertet und die Farben korrigiert, dann wäre das Ergebnis nach wie vor falsch. Deswegen müsste Gimp nun sowohl das Profil des Scanners, als auch jenes des Monitors kennen und letztlich zwei Umrechnungen vornehmen.

In der Praxis funktionieren Scans, Anzeige und Druck deswegen recht gut ohne Farbmanagement, weil es mit sRGB ein Quasistandard-Profil gibt, das alle Hersteller für ihre Geräte implementieren. Es ergibt durchaus Sinn, Scans nach dem Einlesen in das sRGB-Profil umzurechnen, anstatt das Profil an den Scan anzuhängen: Viele Programme nehmen von sich aus sRGB als Profil an, falls sie kein anderes finden.

Den Ablauf der Profilierung zeigt die Grafik in Abbildung 3. Sie scannen eine Vorlage (in der Fachsprache "Target"), die bekannte Soll-Werte liefert. Im nächsten Schritt analysiert das Programm Scanin diesen Scan, bestimmt die Ist-Werte und vergleicht diese mit den Sollwerten. Das Ergebnis legt Scanin in einer Zwischendatei ab. Anschließend errechnet das Programm Colprof daraus das eigentliche Profil.

Abbildung 3: Schematischer Ablauf der Profilerstellung.

Die Sache haben Sie also in wenigen Minuten erledigt: Scannen, Ist-Werte bestimmen, Profil errechnen. Das oben erwähnte ArgyllCMS-Paket liefert unter anderem das Analyse- sowie das Profilberechnungsprogramm mit. Zusätzlich enthält es eine ausführliche Dokumentation einschließlich eines Tutorials. Die benötigten zwei Befehle stechen aber in der Menge der Information nicht gerade hervor.

Das ganze Verfahren steht und fällt natürlich mit dem Target. Ein solches können Sie bei verschiedenen Anbietern erwerben, die Preisspanne liegt zwischen 25 und 300 Euro. Bei teuren Targets bestimmt der Hersteller die Farbwerte individuell, bei billigeren Targets jeweils einmal für eine Produktionscharge.

Für viele alte Filme, die noch vor der Digitalära ausgestorben sind, existieren keine Targets mehr. Das macht das Erstellen eines Profils unmöglich, obwohl gerade alte Vorlagen oft farbstichig sind. Hier weichen Sie auf das am Ende des Artikels beschriebene Verfahren aus.

Schritt für Schritt

Als erstes geht es an das Scannen des Targets. ArgyllCMS erweist sich als sehr robust in Bezug auf die Ausrichtung und Größe des Scans. Die Vorlage sollte zwar nicht zu viel Rand enthalten, aber Millimeterarbeit ist nicht angesagt. Bei Filmtargets klappt es am einfachsten, wenn Sie die Vorlage rahmen und den Diarahmenhalter des Scanners verwenden.

Beim Scanprogramm lohnt sich ein kritischer Blick: Xsane wendet zum Beispiel normalerweise verschiedene automatische Korrekturen an, die Sie alle abschalten sollten. Die verschiedenen Optionen dazu verteilt Xsane allerdings über diverse Menüs und eine Reihe von Optionsfenstern. Besser eignet sich daher das Programm Scanimage aus dem Sane-Paket. Das Kommandozeilenprogramm greift – genau wie Xsane – auf das Sane-Backend zu. Sie haben damit dieselben Möglichkeiten wie unter der grafischen Oberfläche, die Kommandozeile vereinfacht aber den Batch-Betrieb mit identischen Parametern.

Als einzige Arbeit wartet auf Sie das Zusammensuchen der notwendigen Optionen. Listing 1 zeigt ein Beispiel für einen Epson-Scanner. Es sieht kompliziert aus – aber die Arbeit haben Sie nur einmal, und bei vielen Scanvorgängen lohnt es sich unabhängig von einer Profilierung.

Listing 1
#!/bin/bash
scanResolution=1600
targetFile="$1"
scanimage -p -B --format=tiff --mode Color \
  --source Transparency --film-type "Positive" \
  --depth 16 --resolution $scanResolution \
  --focus-position "Focus 2.5mm" \
  -l 33.4mm \
  -t 16.1mm \
  -x 34.5mm \
  -y 23mm > "$targetFile"

Wie immer Sie letztlich Scannen: Wichtig ist, dass Sie die Einstellungen des Profilscans später für die eigentlichen Scans nutzen. Speichern Sie den Profilierungsscan im TIFF-Format ab. Falls Ihr Scanprogramm das nicht unterstützt (bei Xsane fehlt je nach Konfiguration in einigen Fällen der TIFF-Support), dann verwenden Sie PNG und konvertieren das Bild anschließend per convert Bild.png Bild.tif auf der Kommandozeile.

Analyse der Istwerte

Nach dem Scannen des Targets in die Datei scan.tif rufen Sie den folgenden Befehl auf:

$ scanin -v -dipn scan.tif It8.cht target-ref.txt

Bei der Datei scan.tif handelt es sich wie gesagt um den im ersten Schritt erstellten Scan des Targets. Die Datei It8.cht enthält Formatbeschreibungen für die Vorlage (hier für ein IT8-Target). Hier ist hinterlegt, welches Layout die einzelnen Farbfelder haben. Es gibt es nur wenige Target-Formate auf dem Markt, ArgyllCMS liefert die entsprechenden Formatbeschreibungsdateien mit. Im ungünstigsten Fall müssten Sie diese Datei selbst erstellen, eine Anleitung finden Sie in der Dokumentation. Die Datei target-ref.txt enthält die Sollwerte der Vorlage. Normalerweise liefert der Hersteller die Datei mit oder stellt sie auf der Internetseite zum Download bereit.

Der Befehl erstellt zwei Dateien. Einmal die Datei diag.tif, die Ihnen bei einer Diagnose weiterhilft. Sie zeigt die Farbfelder, die der Befehl Scanin gefunden hat (Abbildung 4). Die Datei können Sie nach der Kontrolle einfach löschen. Die zweite erzeugte Datei, scan.ti3, dient als Eingabedatei für den nächsten Schritt und enthält alle Informationen, die Colprof zum Erzeugen des Profils benötigt.

Abbildung 4: Das Diagnosebild des Programms Scanin zeigt, welche Felder es beim Referenzbild erkannt hat.

Profil erstellen

Nachdem Sie die Ist-Werte ermittelt haben, berechnen Sie durch einen zweiten Programmaufruf das eigentliche Profil. Dabei haben Sie zwei Optionen (siehe Listing 2). Die erste erstellt ein sogenanntes Matrix/Shaper-Profil, die zweite ein LUT-basiertes Profil ("lookup-table"). Die erste Variante fällt kleiner aus und liefert normalerweise recht gute Ergebnisse. Das erstellte Profil finden Sie in der Datei scan.icc, der Sie anschließend einen sprechenderen Namen geben sollten.

Listing 2
$ colprof -v -D"Mein Scanner Profil" -qm -as scan
$ colprof -v -D"Mein Scanner Profil" -qm scan

Profile nutzen

Wie im Kasten "Grundzüge des Farbmanagements" beschrieben, existieren zwei Möglichkeiten, um Profile zu nutzen: Entweder Sie hängen sie an den Scan an, ohne diesen zu verändern, oder Sie rechnen den Scan in ein anderes Profil um (typischerweise sRGB). Das Anhängen des Profils erledigt entweder das Scanprogramm selbst (Scanimage beispielsweise über den Parameter -i), oder nachträglich der folgende Befehl:

$ convert bild.tif +profile icc +profile icm -profile MeinScannerProfil.icm bild-p.tif

Normalerweise können Sie sich die beiden profile-Argumente mit dem vorangestellten Pluszeichen sparen. Sie entfernen eventuell vorhandene Profile vor dem Anhängen des richtigen Profils.

Alternativ erledigen Sie diese Arbeit in Gimp. Dort weisen Sie bei einigermaßen aktuellen Versionen über Bild | Modus | Farbprofil zuweisen ... dem Bild ein Profil zu. Sofern Sie in den generellen Einstellungen von Gimp (Bearbeiten | Einstellungen | Farbverwaltung) den Arbeitsmodus Farbkorrigierte Darstellung gewählt haben, sehen Sie sofort nach der Zuweisen die neue Ansicht ihres Scans.

Möchten Sie den Scan gleich nach sRGB umrechnen, statt das Scanner-Profil anzuhängen, erledigen Sie das wieder ganz einfach mit Convert aus dem ImageMagick-Paket:

$ convert bild1.tif +profile  icc +profile icm -profile MeinScannerProfil.icm -profile sRGB.icm bild1sRGB.tif

Das Standardprofil sRGB.icm finden Sie entweder im Internet oder über Ihre Distribution (bei OpenSuse zum Beispiel im Paket AdobeICCProfiles).

Der Convert-Befehl eignet sich natürlich zum Umwandeln vieler Bilder im Batch-Betrieb. Bei Einzelbildern können Sie wie oben beschrieben mit Gimp arbeiten: Zuerst weisen Sie dem Bild das Scanner-Profil zu, anschließend rechnen Sie es über Bild | Modus | Zu Farbprofil umwandeln ... ins Zielprofil um.

Alternative HALD-CLUT

Sollten Sie für Ihre Vorlagen kein Target finden oder die Ausgaben dafür scheuen, haben Sie noch eine zweite Möglichkeit, bei der Sie anstatt mit Profilen mit sogenannten HALD-CLUTs arbeiten [2]. CLUT steht dabei für Color-Lookup-Table – also nichts anderes als eine Umrechnungstabelle für Farben analog zu Farbprofilen ("Hald" ist der Nachname der Großmutter des Erfinders).

Bei den HALD-CLUTs handelt es sich um eine recht neue Technologie. Sie benötigen dazu eine sehr aktuelle Version des ImageMagick-Pakets (mindestens 6.5.3-4). Dabei folgt die Technik einem sehr einfachen Prinzip: Sie scannen ein möglichst typisches Musterbild ein, korrigieren beim Scan mit Ihrem favorisierten Bildbearbeitungsprogramm die Farben und schreiben dabei penibel auf, was sie in welcher Reihenfolge machen. Nutzen Sie zum Beispiel die Korrektur über die Farbkurven von Gimp, dann speichern Sie die entsprechenden Kurven ab.

Nehmen Sie aber außer der Korrektur der Farben keine weiteren Änderungen am Bild vor. Nutzen Sie insbesondere keine automatischen Verfahren, da diese die Farbwerte des Bildes analysieren und damit zu nicht reproduzierbaren Ergebnissen führen. Anschließend erzeugen Sie mit ImageMagick eine HALD-CLUT Umrechnungstabelle:

$ convert hald:8 hald-clut.png

Dadurch speichert Convert die Daten der Tabelle als Bild ab (Abbildung 5). Dieses Bild bearbeiten Sie anschließend exakt wie Ihr Musterbild beim Umgang mit gekauften Profilen. Speichern Sie das Bild nicht als JPG ab, sondern als PNG oder TIF. Das Bild enthält jetzt alle Farbkorrekturschritte. Sie haben damit eine Umrechnungstabelle erzeugt, die Sie auf viele Bilder anwenden können. Das geht wieder mit dem ImageMagick-Befehl Convert:

$ convert scan.png scanner-clut.png -hald-clut scan-ok.png
Abbildung 5: Convert legt die Daten eines HALD-CLUT in Form eines Bildes ab.

Der Befehl konvertiert das Bild scan.png mit der Umrechnungstabelle scanner-clut.png und speichert das Ergebnis in der Datei scan-ok.png im gleichen Ordner.

Das Verfahren steht und fällt natürlich mit dem Musterbild und dessen manueller Farbkorrektur. Je farbiger das Musterbild ist und je genauer Sie die Farbgebung korrigieren, desto besser das Ergebnis. Falls Sie beispielsweise viele gleichmäßig vergilbte und verfärbte alte Farbfotos einscannen, ersparen Sie sich mit diesem Verfahren reichlich manuelle Korrekturarbeit und erhalten eine Serie von Bildern mit identischer Farbgebung.

Gut gerüstet

Mit den hier beschriebenen Verfahren sind Sie gut gerüstet, das Beste aus Ihren Scans herauszuholen. Allgemeine Tipps zum Scannen unter Linux gibt zusätzlich der Kasten "Scannen unter Linux".

Scannen unter Linux

Investieren Sie in eine Dose Druckluft sowie in einen Antistatic-Pinsel. Bei der hardwarebasierten Staub- und Kratzerentfernung ICE der meisten Scanner handelt es sich um patentgeschützte Software – unter Linux haben Sie nichts davon. Sind die Dias aber nicht stark verschmutzt, ersparen Druckluft und Pinsel fast soviel lästige Nacharbeiten wie ICE.

Verzichten Sie auf die ganz hohen Auflösungen ihres Scanners. Flachbettscanner kommen nur auf ungefähr 40 Prozent ihrer Nominalauflösung, Filmscanner erzielen meist etwas bessere Raten. Ein mit der halben nominalen Auflösung gescanntes Bild hat dieselbe Qualität wie ein Scan in Vollauflösung, aber Dateigröße und Scandauer betragen nur ein Viertel.

Die genaue Auflösung können Sie mit Hilfe einer sogenannten USAF-1951-Vorlage (Abbildung 6) bestimmen. Es genügt aber auch, ein wirklich scharfes und detailreiches Dia mit immer größerer Auflösung zu scannen und die Ergebnisse dann in der 1:1-Darstellung auf dem Bildschirm zu vergleichen.

Abbildung 6: Mit einem USAF-1951-Target bestimmen Sie die exakte Auflösung eines Scanners.

Möchten Sie alte Dias scannen, um sie per Beamer wiederzugeben, dann reicht bei einem 1024er-Beamer eine Auflösung von rund 750 DPI, sofern Sie die Bilder nicht nachbearbeiten wollen oder müssen. Und das letzte Fusselchen stört hier auch nicht, denn auch bei original projizierten Dias gehörte das dazu.

Für den Druck bis DIN A4 reichen alle einigermaßen aktuellen Geräte aus. Sie benötigen bei 10x15-Zentimeter-Fotos etwa eine Auflösung von 1250 DPI, falls Sie mit 300 DPI drucken wollen. Für größere Ausdrucke als DIN A4 lohnt sich der Gang zu einem Dienstleister. Pro Bild fallen hier zwischen 50 Cent und einem Euro an, billigere Angebote sind mit Vorsicht zu genießen. Gute Dienstleister erkennen Sie daran, das sie Auflösung, Farbtiefe, Scannermodell sowie das Vorgehen auf der Website beschreiben.

Ein Problem bei vielen Consumer-Geräten liegt im beschränkten Dichte-Umfang, das heißt der Fähigkeit, dunkle und helle Stellen innerhalb eines Scans gleich gut wiederzugeben. In diesem Fall hilft es, das Dia mit unterschiedlicher Belichtung mehrmals einzuscannen und die Ergebnisse dann mit dem Programm Enfuse aus dem gleichnamigen Paket zusammenzurechnen:

$ enfuse -o ausgabe.tif bild-1.tif bild-2.tif bild-3.tif

Unter OpenSuse heißt das Paket enblend-enfuse. Enfuse hat gegenüber anderen HDR-Methoden die Vorteile, schnell und einfach bedienbar zu sein. Außerdem erzeugt Enfuse nicht den überdramatisierenden HDR-Effekt anderer Werkzeuge.

Falls die Bilder zu stark rauschen, hilft folgender Trick: Sie scannen das Dia mehrmals identisch ein und rufen dann

$ convert bild-1.tif bild-2.tif bild-3.tif -average ausgabe.tif

auf. Um das Rauschen zu halbieren, müssen Sie die Anzahl der Scans vervierfachen.

Eine weitere sehr gute Alternative unter Linux ist Abfotografieren statt Scannen. Sie benötigen dazu eine DSLR, ein Macro-Objektiv (etwa 300 Euro), einen Einstellschlitten (120 Euro) und einen Diahalter (100 Euro). Die Qualität des Ergebnis überragt das von Flachbettscannern deutlich, und preislich konkurriert die benötigte Hardware mit Filmscannern im mittleren Preissegment. Das Verfahren arbeitet sehr schnell (rund 100 Dias pro Stunde) und lässt sich hervorragend unter Linux direkt vom PC aus steuern und automatisieren.

Glossar

sRGB

Standard-RGB (Rot/Grün/Blau). Von Hewlett-Packard und Microsoft definierter RGB-Farbraum, als Industriestandard unter anderem akzeptiert durch W3C, EXIF, Intel, Pantone und Corel. Ein Kritikpunkt am sRGB-Modell liegt im begrenzten Umfang des Farbraums, mit dem sich nicht alle sichtbaren Farben darstellen lassen.

Infos

[1] ArgyllCMS-Homepage: http://www.argyllcms.com

[2] Infos zu HALD-CLUTs: http://www.quelsolaar.com/technology/clut.html

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