Schärfen mit Unschärfe: USM-Filter verstehen und gezielt einsetzen

Die Standardmethode zur Nachschärfung heißt "Unscharf maskieren" und wurde schon im klassischen analogen Fotolabor eingesetzt: Man stellte zuerst eine leicht unscharfe, negative Kopie des Original-Negativs her und vergrößerte dann beide zusammen. Die digitalen Unscharf-Maskieren-Filter arbeiten intern ebenfalls mit einer weichgezeichneten Version des Bildes. Die Kombination erzeugt eine sogenannte Kanten-Überhöhung: Die dunkle Seite von Bildkanten wird noch etwas dunkler, die helle Seite wird etwas heller. Der Kantenkontrast steigt und damit auch der Schärfeeindruck – obwohl die Detailzeichnung selbst damit natürlich nicht verbessert wird, ja sogar schlechter werden kann. Die Breite des Bereiches, in dem der Kontrast erhöht wird, hängt von der Stärke der Weichzeichnung ab.

Das Prinzip lässt sich in vielen Bildbearbeitungsprogrammen nachvollziehen, dazu werden lediglich das Originalbild und eine weichgezeichnete Version benötigt. Besonders einfach ist es mit einer Photoshop-Version, die 32 Bit Farbtiefe unterstützt. In geringerer Farbtiefe funktioniert das Zusammenrechnen der Ebenen nicht mehr über die Ebenenmodi, man kann es dann aber in zwei Schritten über den Bildberechnungsdialog vornehmen. Das Ergebnis ist dann völlig identisch mit einer USM-Schärfung mit gleichem Radius bei Stärke 100 und Schwellwert 0. Eine Hochpass-Filterung lässt sich auf ähnliche Weise simulieren.

Natürlich kann man für die interne Weichzeichnung statt der Gaußschen Methode beispielsweise die optische Weichzeichnung (Lens blur, in Photoshop "Tiefenschärfe abmildern") oder eine Bewegungsunschärfe verwenden. Diese Alternativen stehen in Photoshops Selektivem Scharfzeichner zur Verfügung, sie helfen bei Unschärfen, zu denen sie passen, etwas besser als die Gaußsche USM-Methode.

Ohne zusätzliche Maßnahmen schärft ein USM-Filter allerdings auch da, wo es gar nicht nötig oder sogar unerwünscht ist. Beispielsweise Rauschen: Für den Filter handelt es sich um Kontrastunterschiede zwischen Nachbarpixeln, die er, wie alle anderen Kontrastunterschiede auch, verstärkt. Dagegen hilft, geringe Kontrastunterschiede von der Schärfung auszunehmen. Ein Schwellwertregler, mit dem man diese Schärfungsgrenze einstellen kann, ist in die meisten USM-Filter eingebaut. Allerdings werden nun auch kontrastarme Details, die man gerne geschärft hätte, davon ausgenommen. Zudem setzen viele USM-Filter den Schwellwert so hart, dass man die Grenze zwischen geschärften und ungeschärften Bildbereichen deutlich sieht. Wenn Sie auf einfache Weise, aber exakt austesten wollen, wie ein bestimmter Schärfungsfilter Kanten mit unterschiedlichen Kontrasten behandelt, finden Sie auf der Webseite SimpelFilter.de ein geeignetes Tool und eine ausführliche Beschreibung.

Die bessere Alternative zum Schwellwertregler ist die Konturenmaske. Sie konzentriert die Schärfung auf die Bildkonturen. Konturenfilter, mit denen sich solche Masken erzeugen lassen, gehören zur Ausstattung fast aller Bildbearbeitungsprogramme. In einigen, wie Lightroom und RawTherapee, ist eine solche Maskierung bereits eingebaut. Eigentlich ist ein Kontrast-Schwellwert auch nichts anderes als eine Maskierung, jedoch nutzen die Konturenfilter spezielle Algorithmen zur Kantenerkennung, liefern also bessere Masken. Eine selbst erzeugte Maske lässt sich zudem noch manuell (mit schwarzem oder weißem Pinsel) verbessern, bevor man sie als Ebenenmaske auf die global geschärfte Bildebene anwendet.

Kanten, die sowieso schon einen hohen Kontrast haben, muss man nur wenig oder gar nicht schärfen – konventionelle USM-Filter tun aber gerade das Gegenteil, denn die Kontrasterhöhung ist proportional zum vorhandenen Kontrast. Die Überschärfung führt zu deutlich sichtbaren hellen und dunklen, im Extremfall rein weißen und schwarzen Linien entlang von Bildkonturen (Halos). Meist sind die hellen Halos störender. Eine Möglichkeit, sie zu beseitigen, besteht im "Verblassen" des Schärfungseffekts mit dem Modus "Abdunkeln" und eventuell verringerter Deckkraft. Gegen dunkle Halos hilft der Verblassen-Modus "Aufhellen". Der Modus "Weiches Licht" verhindert recht wirkungsvoll die Überschärfung sowohl der Tiefen als auch der Lichter, verstärkt aber auch den Gesamtkontrast.

Optimal ist es, wenn der Schärfungsfilter die Schärfung hoher Kontraste automatisch begrenzt, eine solche Charakteristik fanden wir aber nur in Lightroom. Einige Filter bieten extra Regler für solche Halo-Vermeidung, beispielsweise Photoshops Selektiv Schärfen (im Erweitert-Modus). Die Hochpass-Schärfen-Methode (eigentlich eine Variante der USM-Methode) ist auch deshalb so beliebt, weil sie kaum Halos produziert. Wenn die kontrastreichen Kanten gar nicht, dafür aber die schwächeren Details geschärft werden sollen, bietet sich eine "umgedrehte" Konturenmaske an, wie in der Abbildung oben gezeigt. In der Regel arbeitet ein USM-Filter – wie fast alle Bildbearbeitungen – im RGB-Farbraum, schärft also die drei Kanäle Rot, Grün und Blau getrennt. Das kann nicht nur vorhandene Farbfehler verstärken, sondern sogar neue erzeugen. Sichtbar wird dies zum Beispiel an den Rändern von Spitzlichtern. Als Abhilfe wird oft empfohlen, das Bild vor der Schärfung in den Lab-Farbraum zu konvertieren und dann nur den Helligkeitskanal (L-Kanal) zu schärfen. Es geht aber viel einfacher, und dabei hilft wieder ein Mischmodus: Verblassen Sie den Schärfungseffekt nach der Anwendung mit dem Modus "Luminanz". Das gleiche erreichen Sie durch Überlagerung zweier Ebenen mit diesem Modus: Die untere ist das Original, die obere eine geschärfte Kopie.

• Mehr zum Thema "Scharfe Fotos", wie Sie Unschärfe vermeiden und mit welchen Werkzeugen Sie aus IhrenFotos das letzte Quäntchen Schärfe herausholen, finden Sie in Ausgabe 3/11 unseres Foto-Magazins c't Digitale Fotografie.

(keh)