Drehen und Perspektive

Dieses Modul korrigiert automatisch konvergierende Linien, eine Form von perspektivischer Verzerrung, die häufig in Architekturfotografien zu sehen ist. Der zugrundeliegende Mechanismus ist inspiriert vom Programm von Markus Hebels ShiftN. Dieses Modul erlaubt auch die Korrektur der Rotation des Bildes.

Perspektivische Verzerrungen sind ein natürlicher Effekt bei der Projektion einer dreidimensionalen Szene auf eine zweidimensionale Ebene und bewirken, dass Objekte in der Nähe des Betrachters größer erscheinen als Objekte in größerer Entfernung. Konvergierende Linien sind ein Sonderfall von perspektivischen Verzerrungen, wie sie in Architekturfotografien häufig vorkommen: Parallele Linien, wenn sie schräg fotografiert werden, verwandeln sich in konvergierende Linien, die sich an einem Fluchtpunkt innerhalb oder außerhalb des Bildausschnitts treffen.

Dieses Modul kann konvergierende Linien korrigieren, indem es das Bild so verzerrt, dass die betreffenden Linien parallel zum Bildrahmen verlaufen. Korrekturen können in vertikaler und horizontaler Richtung durchgeführt werden, entweder einzeln oder in Kombination. Für eine automatische Korrektur wird das Bild auf geeignete Strukturmerkmale analysiert, die aus Liniensegmenten bestehen. Linienstrukturen können auch manuell durch Zeichnen eines *perspektivischen Rechtecks" oder mehrerer horizontaler und vertikaler Linien bestimmt werden. Ausgehend von diesen (automatisch oder manuell gezeichneten) Liniensegmenten wird ein Anpassung gestartet, um die besten Modulparameter zu ermitteln.

Weil der gewöhnlichste Fall für dieses Modul die Rotation ist, werden die Perspektiv-Korrektur Bedienungselemente standardmäßig nicht angezeigt. Klicke auf den Titel “Perspektiven”, um die Bedienungseinstellungen auszuklappen.

Solange das Modul aktiv ist (und keine Struktur-Bedienungsknöpfe angewählt werden) kannst du mit Rechtsklick irgendwo auf das Bild klicken, um eine horizontale oder vertikale Linie zu definieren. Das wird bewirken, dass der Rotationsparameter automatisch angepasst wird, um die gezogenen Linie horizontal/vertikal im Verhältnis zum Bild zu machen.

Beachte: Die Funktion (Rechtsklick und ziehen um horizontal/vertikal zu setzen) ist auch verfügbar, wenn das Modul nicht aktiv ist, solange keine andere Funktion (z.B. Masken kreieren) die rechte Maustaste braucht.

🔗Arbeitsweise der Perspektiv-Korrektur

🔗Struktur

Im ersten Schritt werden Details zu horizontalen und/oder vertikalen Strukturen im Bild bestimmt. Dafür stehen drei unterschiedliche Methoden zur Verfügung:

🔗Manuell Strukturlinien zeichnen

Klicke auf das Icon , um den Modus Linien-Zeichnen zu ermöglichen und dann klicke und ziehe Linien, die du willst, dass diese horizontal oder vertikal sind: Das Modul wird automatisch erkennen, ob die Linie vertikal oder horizontal sein sollte und diese grün respektive blau einfärben. Ziehe so viele Linien, wie du willst (je mehr Linien du zeichnest, umso besser funktioniert der Mechanismus) und dann klicke auf eines der “Einpass” Icons, um den Prozess abzuschließen. Du kannst jederzeit in den Modus zurückkehren, um gezeichnete Linien neu zu editieren. Editiere eine Linie durch Klicken und Ziehen an den Endknoten, und rechts klicke diese, um sie zu löschen. Wenn du mit dem Resultat zufrieden bist, wähle erneut dein Icon “Einpassen” an, um den Prozess zu beenden.

🔗Manuell ein Perspektivrechteck definieren

Klicke auf das , um den Viereck-Zeichnen-Modus zu aktivieren. Das wird ein Viereck auf den Bildschirm zeichnen und du kannst dieses an den Ecken fassen und die Ecken bewegen, dass die linke und rechte Seite zu Linien bewegt werden, von welchen du wünschst, dass diese vertikal werden und die obere und die untere Seite an Linien grenzen, die du wünschst, dass diese horizontal werden. Sobald du mit dem Viereck zufrieden bist, dann klicke auf eines der Icons “Einpassen”, um den Prozess zu beenden. Du kannst jederzeit den Modus wieder aufnehmen, um das gezeichnete Viereck erneut zu modifizieren. Wenn du glücklich mit dem Resultat bist, dann wähle erneut ein Icon “Einpassen” an, um den Prozess abzuschließen.

Diese Methode ist ähnlich den Korrekturen “Angelpunkt” im Modul Zuschneiden und Drehen.

🔗Struktur automatisch finden

Durch Anklicken des Symbols wird das Bild auf Strukturelemente analysiert – darktable wird automatisch Linien erkennen und auswerten. Umschalt+Klick wendet vor der Analyse einen Kontrastverbesserungsschritt an, Strg+Klick wendet vorab einen Kantenverbesserungsschritt an. Beide Varianten können einzeln oder in Kombination verwendet werden, wenn die Voreinstellung keine ausreichende Anzahl von Linien erkennt.

Für die weiteren Verarbeitungsschritte werden nur Linien verwendet, die ein Set von vertikalen oder horizontalen zusammenlaufende Linien bilden. Die Liniensegmente werden als Überlagerung zum Basisbild dargestellt, mit dem Typ von Linien, mit dem folgenden Farbcode, beschrieben wie folgt:

grün: Vertikale konvergierende Linien
rot: Vertikale nicht konvergierende Linien
blau: Horizontale konvergierende Linien
gelb: Horizontale nicht konvergierende Linien
Grau: Andere Linien in diesem Modul sind nicht interessant.

Die rot oder gelb markierten Linien gelten als Ausreißer und werden während der automatischen Anpassung nicht berücksichtigt. Die Eliminierung der Ausreißer beinhaltet einen statistischen Prozess mit Zufallsstichproben, sodass jedes Mal, wenn Sie auf die Schaltfläche „Struktur finden“ drücken, das Farbmuster der Linien etwas anders aussieht.

Sie können den Status von Liniensegmenten manuell ändern: Ein Klick mit der linken Maustaste auf eine Linie selektiert sie (die Farbe wird grün oder blau), ein Klick mit der rechten Maustaste deselektiert sie (die Farbe wird rot oder gelb). Mehrere Zeilen in einer Reihe können mit gedrückter Maustaste aus- oder abgewählt werden. Die Größe des Pinsels zum Aus- / Abwählen kann mit dem Mausrad verändert werden. Mit gedrückter Umschalttaste und gedrückter linker oder rechter Maustaste während des Ziehens werden alle Linien im gewählten rechteckigen Bereich ausgewählt oder abgewählt.

Wenn du mit den ausgewählten Linien glücklich bist, wähle eines der Icons “Einpassen”, um den Prozess abzuschließen.

🔗Einpassen

Sobald die anhand einer der oben erwähnten Methoden gefundenen horizontalen und vertikalen Linien eine zufriedenstellende Qualität haben, kann durch Klick auf eines der Symbole “automatic fit” (siehe unten) ein Optimierungsprozess gestartet werden, der die am besten geeigneten Parameter ermittelt. Das Bild und die überlagerten Linien werden dann mit perspektivischen Korrekturen dargestellt.

Sie können wählen, ob nur vertikale Verzerrungen korrigiert werden sollen ( ), nur horizontale Verzerrungen ( ), oder beide Verzerrungsarten gleichzeitig ( ). Strg+Klick auf eines der beiden Symbole passt nur die Rotation an. Umschalt+Klick auf eines der beiden Symbole passt die vertikale und/oder horizontale Objektivverschiebung an, ohne jedwede Rotation.

🔗Drehung

Sobald die Perspektivkorrektur zur Zufriedenheit abgeschlossen ist, mag es sinnvoll sein, nochmal eine Rotationskorrektur vorzunehmen; entweder anhand des Rotationsparameters oder durch Rechtsklick und Ziehen einer horizontale/vertikale Linie über quer das Bild.

🔗Moduleinstellungen

Drehung: Steuere die drehung des Bildes um den Mittelpunkt, um einen schiefen Horizont zu korrigieren. Um eine Drehung von mehr als standartmässigen 10 Grad zu erreichen, mache einen Rechtsklick und tippe den Wert bis 180 Grad ein (siehe dazu Modul Einstellungen).
Automatisches Zuschneiden: Wenn aktiviert, beschneidet die automatische Zuschneide-Funktion das Bild entsprechend damit keine schwarzen Ecken durch die Korrektur der Verzerrung entstehen. Dabei kann entweder auf die „größte Fläche“ oder auf “das größte Rechteck zugeschnitten” werden, dabei bleibt das ursprüngliche Seitenverhältnis bestehen („original Format“). Im letzteren Fall kann das Ergebnis manuell angepasst werden, indem Sie mit der linken Maustaste in den entsprechenden Schnittbereich klicken und diesen verschieben. Die Größe des Bereichs wird automatisch ohne schwarze Ecken angepasst.
Objektivverschiebung (vertikal): Dieser Parameter korrigiert konvergierende Linien horizontal (z.B. um blaue Linien Parallel zu machen). In manchen Fällen erhalten Sie ein natürlicheres Bild, wenn Sie vertikale Verzerrungen nicht in vollem Umfang korrigieren, sondern auf einem Niveau von 80 bis 90 %. Bei Bedarf reduzieren Sie nach der automatischen Korrektur den Wert.
Objektivverschiebung (horizontal): Dieser Parameter korrigiert konvergierende Linien horizontal (z.B. um blaue Linien Parallel zu machen).
Scherung: Dieser Parameter schert das Bild entlang einer seiner Diagonalen und wird benötigt, um vertikale und horizontale perspektivische Verzerrungen gleichzeitig zu korrigieren.
Objektiv-Modell: Dieser Parameter bestimmt die Brennweite des Objektivs, den Crop-Faktor der Kamera und das Seitenverhältnis der Aufnahme für die Korrekturberechnung. Bei der Einstellung “generisch” wird eine Brennweite von 28 mm bei einer 35mm-Kleinbildkamera angenommen. Bei der Einstellung “spezifisch” können alle drei Werte manuell eingestellt werden.
Brennweite: In der Einstellung “spezifisch” des Objektiv-Modells, gib die Brennweite des verwendeten Objektivs ein. Der Standardwert wird aus den Exif-Daten des Bildes übernommen, es kann aber manuell übersteuert werden.
Crop-Faktor: Angabe des Crop-Faktors der Kamera, wenn bei Objektiv-Modell “spezifisch” ausgewählt ist. Die Standardeinstellung nutzt Exif-Daten, falls vorhanden, sonst muss der Wert manuell eingestellt werden.
Seitenverhältnis anpassen: Wenn bei Objektiv-Modell “spezifisch” ausgewählt wurde, ermöglicht dieser Parameter eine freie manuelle Einstellung des Bildseitenverhältnisses. Dies ist beispielsweise zum Spreizen von Bildern nutzbar, die mit einem anamorphen Objektiv aufgenommen wurden (diese ändern das Höhen- zu Seitenverhältnis).
Struktur: Definiere horizontale und vertikal Linie im Bild unter Anwendung einer manuellen oder automatischen Methode (siehe Abschnitt zur Arbeitsweise für Details).
Anpassen: Setz die Schieber der Verzerrungskorrektur automatisch basierend auf der indentifizierten Struktur (siehe Abschnitt zur Arbeitsweise für Details).
Zeige Hilfslinie: Wähle diese Box an, um Führungslinien anzuzeigen, wenn das Modul aktiviert ist. Klicke auf das Icon rechts, um die Eigenschaften der Führungslinien zu bestimmen. Siehe für Details dazu Führungslinien & Überlagerungen.

🔗Beispiele

Ein Eingangsbild mit schrägem Horizont und konvergierenden Linien, verursacht durch die Ausrichtung der Kamera nach oben:

Zeigt das Bild nach der Korrektur von vertikalen und horizontalen perspektivischen Verzerrungen nach Anwendung automatischer Strukturfindung. Beachte die Rahmung durch die automatische Zuschneidefunktion und die noch sichtbare Überlagerung von Strukturlinien: