Tipp: Grundlagen Gradationskurven

Tipp: Grundlagen Gradationskurven
(c) 2005 Thomas Stölting, Stand: 14.3. 2005
Dieses Diagramm zeigt die Gradationskurve (Diagonale von links unten nach rechts oben) in ihrem
Ausgangszustand.
Auf der x-Achse (horizontale Achse) sind die Eingabewerte, d.h. die Werte die durch Veränderung
der Gradationskurve geändert werden und auf der y-Achse (vertikale Achse) sind die
Ausgabewerte, d.h. die Werte, die sich durch eine Veränderung der Gradationskurve aus den
Eingabewerten ergeben.
Wie die orangenen Pfeile beispielhaft andeuten, wird ausgehend von den Eingabewerten durch
Spiegelung an der Gradationskurve die Ausgabewerte ermittelt. In diesem Beispiel ergibt sich für
jeden Eingabewert genau der gleiche Ausgabewerte, da die Gradationskurve eine 45°-Diagonale im
Diagramm aufspannt.

Wenn man die Gradationskurve um 90° dreht, ergibt sich eine -45°-Diagonale von links oben nach
rechts unten.
Verfolgt man nun die Auswirkung dieser Kurve auf die Eingabewerte (siehe orangene Pfeile), so stellt
man fest, daß Schwarz zu Weiss wird, dunkle zu hellen Tonwerten werden, helle zu dunklen
Tonwerte werden und Weiss zu Schwarz wird. Der mittlere Tonwert (Mitte der Eingabeachse) bleibt
unverändert (Mitte der Ausgabeachse). Mit anderen Worten aus dem Positiv wird ein Negativ.

Bei diesem Diagramm wurde die Gradationskurve durch Ziehen mit der Maus in der Mitte der
Diagonalen nach oben gebogen (siehe blauen Pfeil).
Die Eingabewerte werden durch die Gradationskurve in Richtung hellerer Ausgabewerte
verschoben. Der Anteil der hellen Bildbereiche nimmt zu. Schwarz und Weiss bleiben dabei
unverändert, d.h. der Tonwertumfang bleibt erhalten. Das Bild wird insgesamt heller, ohne daß es
zum Ausbrechen der Lichter oder zum Vergrauen von Schwarz kommt.

Bei diesem Beispiel wurde die Gradationskurve parallel nach oben verschoben (siehe blaue Pfeile).
Auch dies entspricht einer Helligkeitserhöhung. Alle Tonwerte incl. Schwarz und Weiss werden um
den gleichen Betrag angehoben. Die hellen Tonwerte brechen nach Weiss weg und aus reinem
Schwarz wird ein dunkles Grau. Eine zuvor vorhandene Durchzeichnung der Lichter geht verloren
und der Tonwertumfang wird drastisch reduziert.
Diese Art der Aufhellung entspricht der Helligkeitserhöhung mit der PS- Funktion "Bild /
Anpassen / Helligkeit/Kontrast...". Es wird sofort klar, weshalb diese Funktion zur
Helligkeitserhöhung wenig geeignet ist.

Hier wurde die Gradationskurve durch Ziehen mit der Maus in der Mitte der Diagonalen nach unten
gebogen (siehe blauer Pfeil).
Die Eingabewerte werden durch die Gradationskurve in Richtung dunklerer Ausgabewerte
verschoben. Der Anteil der dunklen Bildbereiche nimmt zu. Schwarz und Weiss bleiben dabei
unverändert, d.h. der Tonwertumfang bleibt erhalten. Das Bild wird insgesamt dunkler, ohne daß es
zum Absaufen der Schatten oder zum Vergrauen von Weiss kommt.

Eine Parallelverschiebung der Gradationskurve nach unten bewirkt eine Abdunkelung des Bildes.
Dunkle Tonwerte werden zu Schwarz und Weiss wird zu Grau. D.h. die Schatten saufen ab und die
Lichter vergrauen. Diese Art der Abdunkelung entspricht der Helligkeitsreduzierung mit der PS-
Funktion "Bild / Anpassen / Helligkeit/Kontrast". Auch hier wird deutlich, daß diese Funktion
nicht sehr geeignet ist, bei einem Bild die Helligkeit zu reduzieren.

Eine Anhebung des Schwarzpunktes (siehe blauer Pfeil) entspricht einer Helligkeitserhöhung, wie sie
z.B. auch durch "Bild / Anpassen / Farbton/Sättigung / Lab-Helligkeit" erreicht werden kann.
Hierdurch wird Schwarz zu Grau aber Weiß bleibt konstant. Die Tonwerte dazwischen werden linear
angepasst. Diese Technik eignet sich nicht für die Helligkeitserhöhung von Fotos, aber sie ist eine
gute Möglichkeit, eine (Ebenen-) Maske aufzuhellen und sie so zu einer fein abgestimmten
Graustufenmaske zu entwickeln (siehe auch ColorKey).

Eine Absenkung des Weißpunktes (siehe blauer Pfeil) entspricht einer Helligkeitsreduzierung, wie sie
z.B. auch durch "Bild / Anpassen / Farbton/Sättigung / Lab-Helligkeit" erreicht werden kann.
Hierdurch wird Weiß zu Grau aber Schwarz bleibt konstant. Die Tonwerte dazwischen werden linear
angepasst. Diese Technik eignet sich nicht für die Helligkeitsreduzierung von Fotos, aber sie ist eine
gute Möglichkeit, eine (Ebenen-) Maske abzudunkeln und sie so zu einer fein abgestimmten
Graustufenmaske zu entwickeln (siehe auch ColorKey).

Beim Verbiegen der Gradationskurve zu einem "S" (siehe blaue Pfeile) werden die dunklen
Tonwertbereiche noch weiter abgesenkt und die hellen Tonwertbereiche noch weiter aufgehellt.
Schwarz, der mittlere Tonwert und Weiss bleiben unverändert erhalten.
Die charakteristische "S"-Kurve entspricht also einer Kontrasterhöhung. Je stärker die Kurve
gebogen wird, desto größer ist die Steigung der Kurve im mittleren Tonwertbereich und desto
stärker ist die Kontrasterhöhung. Der Tonwertumfang bleibt von der Kontrasterhöhung unbeeinflußt.

Eine umgekehrte "S"-Kurve (siehe blaue Pfeile) entspricht der Spiegelung der "S"-Kurve an der 45°-
Diagonalen (gestrichelte Linie). Mittlere Tonwerte werden in Richtung des mittleren Tonwertes
verschoben und dadurch aneinander angeglichen.
Diese abgeflachte Kurve ist charakteristisch für eine Kontrastabsenkung. Je flacher und je breiter
der mittlere Kurventeil ist, desto stärker ist die Kontrastabsenkung. Der Tonwertumfang wird
hierdurch nicht verändert.

Die Gradationskurve kann auch asymmetrisch verändert werden. Bei diesem Beispiel wurde die Kurve
nur im dunklen Tonwertbereich in Richtung hellerer Tonwerte angehoben (siehe blauer Pfeil). Der
mittlere Tonwert und auch die helleren Tonwertbereiche werden durch Stützpunkte auf der 45°-
Diagonalen fixiert. Dadurch werden diese Tonwertbereiche nicht verändert.
Durch diese Art der Kurve werden nur die Schatten (dunklere Tonwerte) aufgehellt und in Richtung
des mittleren Tonwertes verschoben. D.h. in den Schattenbereichen wird der Kontrast reduziert und
somit die Durchzeichnung verbessert.

Mit Hilfe der Gradationskurve kann auch der Tonwertumfang verändert werden. Ähnlich wie dies mit
der Tonwertkorrektur auch gemacht werden kann.
Eine drastische Reduzierung der Tonwerte ist z.B. für die Maskenerstellung oftmals notwendig. In
diesem Fall werden die beiden Stützpunkte sehr weit nach innen geschoben. Dunkle Tonwerte
werden zu Schwarz reduziert und helle Tonwertbereiche zu Weiss angehoben. Die erhöhte Steigung
der Kurve zeigt, daß hierdurch nicht nur die Tonwerte beschnitten werden, sondern auch zusätzlich
der mittlere Kontrast angehoben wird.
Dies sind nur einige wenige Beispiele, die die ungeheure Leistungsfähigkeit der
Gradationskurvenanpassung zeigen. Die Gradationskurvenanpassung gehört damit zweifelsfrei zu den
mächtigsten Werkzeugen bei der Elektronischen Bildverarbeitung.