Diese Kurzanleitung bezieht sich auf ShiftN 5.0

====== ShiftN Funktionsweise ======

Besonders bei Architekturaufnahmen sind stürzende Linien oftmals ein ungewollter und störender Effekt. Dabei werden Kanten des Motivs auf dem Foto ungewohnt schräg wiedergegeben, da Objekt- und Projektionsfläche nicht parallel zueinander liegen. Dieser Effekt lässt sich bereits bei der Aufnahme durch die Benutzung eines Shift-Objektives vermeiden. Bei diesen Objektiven werden Linsengruppen senkrecht zur optischen Achse verschoben, so dass die Bildebene (Film oder Sensor) parallel zum Motiv ausgerichtet werden kann. Shift-Objektive sind mechanisch und optisch komplexer aufgebaut als Standard-Objektive, weswegen sie vergleichsweise teuer sind. Außerdem bieten die meisten Kameras, vor allem Kompaktkameras und Smartphones, keine Möglichkeit zum Objektivwechsel. Die digitale Fotografie eröffnet aber ganz neue Möglichkeiten zur nachträglichen Bearbeitung der Bilder. Hier setzt auch das kleine Werkzeug "ShiftN" an.

ShiftN erlaubt die nachträgliche Korrektur stürzender Linien, wobei als Besonderheit im Vergleich zu anderen Programmen ein Großteil der Korrekturarbeiten vom Programm automatisch übernommen wird. In den meisten Fällen genügt ein Klick auf den Menüeintrag "Automatische Korrektur", um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erreichen. Dabei werden sowohl die Effekte stürzender Linien als auch Kameradrehungen automatisch korrigiert.

Die Vorgehensweise von ShiftN ist dabei die, im Bild zunächst nach geraden Linienstücken und Kanten zu suchen, wobei nur solche beachtet werden, die hinreichend vertikal verlaufen. Ausgehend von diesen Geradensegmenten wird dann in einem Optimierungsprozess diejenige perspektivische Abbildung bestimmt, die die vorhandenen Linienstücke bestmöglich parallel zueinander anordnet (Shift) und zwar so, dass sie in Richtung der Bildränder verlaufen (Drehung).

======== Einstellungen ============

Zur Steuerung des Verhaltens von ShiftN sind diverse Parametereinstellungen unter "Einstellungen, Parameter" möglich. Änderungen kann der Benutzer gefahrlos vornehmen, da jederzeit auf die Standardwerte zurückgestellt werden kann (Button "Standard").

Der erste Parameter (minimale Länge der Linien) gibt an, wie lang zu berücksichtigende Linien im Bild mindestens sein müssen. Eine zu kleine Einstellung kann bewirken, dass ein überwiegender Anteil an Linien nicht von Gebäuden, sondern z. B. von Bäumen oder Wolken stammt, was die Resultate verschlechtern kann. Eine zu große Einstellung der minimalen Linienlänge führt evtl. dazu, dass nicht mehr genügend Linien für die Korrektur vorhanden sind. Die Einstellung "0" lässt das Programm selbst einen Wert bestimmen.

Der Parameter "Minimaler Kontrast" legt fest, welchen Kontrast zu berücksichtigende Linien mindestens gegenüber dem Hintergrund haben müssen. Ähnlich der Einstellung der Linienlänge erhält man auch hier bei kleinen Werten mehr Linien, aber auch mehr Störungen.

Als maximale Schräglage in Grad ist der Winkel zu verstehen, um den eine noch zuzulassende Linie höchstens von der vertikalen Lage abweichen darf. Die Einstellung 45° ließe beispielsweise auch noch Linienstücke zu, die unter diesem Winkel diagonal verlaufen.

Oftmals wirken Architekturaufnahmen natürlicher, wenn die Shift-Korrektur nicht zu 100%, sondern beispielsweise nur zu 80% durchgeführt wird. Dies ist letztlich eine Frage des ästhetischen Empfindens. Jedenfalls lässt sich der Grad der Korrektur über eine Prozentangabe im Feld "Korrekturfaktor [%]" regeln (0 bis 200).

ShiftN führt in der Standardeinstellung die perspektivische Korrektur so aus, als wäre ein Shift-Objektiv mit der vorliegenden Brennweite eingesetzt worden. Auch dies kann im subjektiven Empfinden des Betrachters zu unnatürlich wirkenden Stauchungen des Bildes in horizontaler Richtung führen, vor allem bei längeren Brennweiten. Der Parameter für die horizontale Stauchung legt nun fest, ob entsprechend der Brennweite korrekt (Einstellung: 0.0) oder brennweitenunabhängig neutral (Einstellung: 1.0) korrigiert werden soll. Die Einstellung 0.5 kann beispielsweise ein Kompromiss sein. Werte größer als Eins führen sogar zu einer Streckung des Bildes in horizontaler Richtung, während Werte kleiner als Null das Ergebnisbild noch schmaler werden lassen.

Neben aufnahmetechnisch bedingten Effekten (Shift, Drehung) können auch Fehler abgemildert werden, die durch die Optik der Kamera entstehen. Die Rede ist hier von radialer Verzeichnung, die bei Architekturaufnahmen aufgrund der Verwendung von Weitwinkelobjektiven häufig entsteht. Wenn der Benutzer eine solche Korrektur wünscht, gibt er hier einen Wert zwischen minus Eins (Korrektur kissenförmiger Verzeichnung) und plus Eins (gegen tonnenförmige Verzeichnung) ein, der ihm für das verwendete Objektiv am besten erscheint. Zu bedenken ist nur, dass Zoom-Objektive abhängig von der eingestellten Brennweite bei verschiedenen Aufnahmen unterschiedliche Verzeichnung haben können.

Die perspektivische Korrektur entsprechend der Anwendung eines Shift-Objektives ist abhängig von der Brennweite. Daher kann auch diese Größe dem Programm mitgeteilt werden, wobei die Brennweite in Millimetern als Kleinbild-Äquivalent anzugeben ist (8 bis 200 mm). Die Brennweitenabhängigkeit zeigt sich im Ergebnis durch eine Stauchung des Bildes senkrecht zur Shift-Richtung. Bei JPEG-Bildern versucht das Programm, die Brennweite aus den EXIF-Angaben zu ermitteln. Falls das nicht möglich ist und die bei den Aufnahmen verwendete Brennweite nicht exakt bekannt ist, kann sie auch geschätzt werden. In der Regel hat man es mit Weitwinkelaufnahmen zu tun, daher ist als Standard eine Kleinbild-Brennweite von 28 mm voreingestellt.

Die Berechnung der perspektivischen Korrektur kann durch ShiftN wesentlich schneller erfolgen, wenn das Programm hierfür eine Version des Bildes mit reduzierter Auflösung verwendet. Der Auflösungsparameter legt die ungefähre Größe dieser Bildversion in Pixeln fest (Mittelwert aus Breite und Höhe; Standard 1200, möglich sind 100 bis 16000). Die Auflösung des Ergebnisbildes wird dadurch nicht verändert, wohl aber unter Umständen die Qualität der Korrektur: Kleine Werte machen die Liniensuche ungenauer, sehr große Werte benötigen viel Zeit und Arbeitsspeicher.

Wenn man keine automatische Korrektur von Kameradrehungen durchführen will, kann man das Kontrollkästchen "Drehungen automatisch ausgleichen" deaktivieren.

Viele Kameras speichern in den EXIF-Daten ab, wie die Kamera bei der Aufnahme gehalten wurde (Orientierungsangabe). Ist "EXIF-Orientierungsangaben auswerten" aktiviert (Standardeinstellung), dreht ShiftN JPEG-Bilder beim Einlesen entsprechend, so dass Hochformataufnahmen aufrecht angezeigt und korrigiert werden. Das korrigierte Bild wird aufrecht gespeichert, und seine Orientierungsangabe wird auf "normal" gesetzt. Gelegentlich ist die EXIF-Angabe falsch, z. B. wenn ein anderes Programm das Bild bereits gedreht, die Angabe aber nicht angepasst hat. Erscheint ein Bild in ShiftN falsch gedreht, sollte man diese Einstellung deaktivieren.

Die am häufigsten gestellte Frage: Warum werden hochkant aufgenommene Bilder im Querformat geladen? Lösung: Unter "Einstellungen, Parameter" das Häkchen bei "EXIF-Orientierungsangaben auswerten" setzen (seit ShiftN 5.0 standardmäßig gesetzt).


Im Normalfall werden bei der Stapelverarbeitung alle Bilder individuell verarbeitet, d. h. ShiftN sucht in jedem Bild nach Linien. Ist unter "Einstellungen, Parameter" das Kontrollkästchen "Stapelverarbeitung" aktiviert, wird stattdessen die Korrektur des aktuell geladenen Bildes (Shift und Drehung) auf die komplette Bildfolge angewendet, z. B. für eine Bildserie vom selben Standpunkt aus.

========== Art der Ausgabe ========

ShiftN öffnet JPEG-, TIFF-, PNG- und BMP-Dateien. Zum Speichern des korrigierten Bildes bietet ShiftN drei Dateiformate (JPEG, BMP und TIFF), die unter "Einstellungen, Art der Ausgabe" ausgewählt werden können; es können auch mehrere Formate gleichzeitig gewählt werden. Dort wird auch die JPEG-Qualität eingestellt.

Beim Speichern als JPEG übernimmt ShiftN die EXIF-Daten eines JPEG-Originals (mit aktualisiertem Vorschaubild und aktualisierter Bildgröße) sowie ein eingebettetes Farbprofil. Bilder mit 16 Bit pro Farbkanal (TIFF oder PNG) werden im TIFF-Format mit 16 Bit pro Kanal gespeichert.

Der Korrekturvorgang führt dazu, dass am Bildrand leere Bereiche entstehen, weil die perspektivische Abbildung des Bildes kein Rechteck mehr ist. Sie werden weiß oder mit der unter "Einstellungen, Art der Ausgabe" gewählten Hintergrundfarbe gefüllt. Mit dem Kontrollkästchen "Bilder automatisch beschneiden" kann man dem Programm mitteilen, dass diese Bereiche weggeschnitten werden sollen. Dabei wird so vorgegangen, dass der abgetrennte Flächeninhalt des ursprünglichen Bildes minimal ist. Allerdings kann das die Bildaussage beeinträchtigen, da womöglich wichtige Bildinhalte angeschnitten oder ungünstig platziert werden. In solchen Fällen sollte man besser auf das automatische Beschneiden verzichten und den gewünschten Ausschnitt in der ShiftN-Ergebnisdarstellung mit der Maus markieren: Mit der rechten Maustaste bleibt das ursprüngliche Seitenverhältnis erhalten, mit der linken Maustaste kann der Ausschnitt frei markiert werden. Beim Speichern und Kopieren wird dann nur der markierte Ausschnitt verwendet.

Zur Durchführung der perspektivischen Korrekturen und der Beseitigung von Verzeichnungen muss das Bild neu "zusammengesetzt", also interpoliert werden. Es stehen dazu zwei Verfahren zur Auswahl, bilineare oder bikubische Interpolation. Die bikubische Neuberechnung des Bildes dauert zwar länger, die Bildqualität ist aber im Ergebnis besser. Der Vorgang der Interpolation kommt der Anwendung eines Tiefpassfilters gleich, so dass nur ein anschließendes Nachschärfen wieder den Detailkontrast des Originals erzeugen kann. ShiftN löst dies durch "unscharf Maskieren", wie es auch in vielen anderen Bildbearbeitungsprogrammen getan wird. Gesteuert wird dies durch einen Schärfungsparameter, der den Faktor angibt, um den der Detailkontrast erhöht wird. Bei Wert "1" würde keine Schärfung durchgeführt werden, die Einstellung "1.3" stellt bei bikubischer Interpolation in etwa die Details des Originals wieder her.

Mit "Datei, Ergebnis speichern" wird das Ergebnis immer im Verzeichnis der Eingabedatei gespeichert, wobei standardmäßig ein "_ShiftN" an den Dateinamen angehängt wird. Dieser Zusatz kann unter "Einstellungen, Art der Ausgabe" geändert werden; ein leeres Eingabefeld führt dazu, dass die Originaldatei überschrieben wird. Verzeichnis und Dateinamen frei wählen kann man dagegen mit "Datei, Speichern unter..."; die Dateiendung setzt ShiftN entsprechend dem Ausgabeformat. Bei einer Stapelverarbeitung wird ein eigenes Ausgabeverzeichnis gewählt (s. u.). Ist "EXIF-Datum verwenden" aktiviert, erhält eine gespeicherte JPEG-Datei den Aufnahmezeitpunkt aus den EXIF-Daten als Dateidatum.

Alternativ zum Abspeichern als Datei kann das Ergebnis (oder der mit der Maus markierte Ausschnitt) mit "Bearbeiten, Kopieren" oder der Tastenkombination "Strg+C" in die Windows-Zwischenablage kopiert werden. Umgekehrt lädt "Bearbeiten, Einfügen" ("Strg+V") ein Bild aus der Zwischenablage; da es keinen Dateinamen hat, fragt "Ergebnis speichern" dann nach einem Namen.

Eine vorhandene Datei wird erst ersetzt, wenn die neue Datei vollständig geschrieben ist. Kann eine Datei nicht gespeichert werden (z. B. wegen fehlender Schreibrechte oder weil sie in einem anderen Programm geöffnet ist), zeigt ShiftN eine Meldung an.

======== ShiftN anwenden ==========

Wie bereits weiter oben erwähnt, ist die Anwendung von ShiftN denkbar einfach. Nach dem Laden des Bildes (mit "Datei, Öffnen" oder per Drag & Drop auf das ShiftN-Fenster) muss nur der Menüeintrag "Anwenden, Automatische Korrektur" oder die entsprechende Schaltfläche angewählt werden, und das Programm erledigt die Korrekturarbeit mit den festgelegten Parametereinstellungen von selbst.

Dabei werden eine Shift-Korrektur und ein Ausgleich von Kameradrehungen (falls das Kontrollkästchen gesetzt ist) durchgeführt. Mit den Tasten "Bild auf" und "Bild ab" kann zwischen Original und korrigiertem Bild zum Vergleich gewechselt werden.

Abhängig von den Bildinhalten kann es vorkommen, dass Linien in die Berechnung mit aufgenommen werden, die offensichtlich nicht zum relevanten Objekt gehören und das Ergebnis sogar verfälschen. In diesem Fall hat der Anwender die Möglichkeit, in der Strichzeichnung der detektierten Linien einzelne Segmente zu deaktivieren (linke Maustaste) oder alle abzuschalten (Taste "Entf"). Danach können einzelne abgeschaltete Linienstücke wieder reaktiviert werden (rechte Maustaste). Abschließend muss mit den verbleibenden Linienelementen eine neue Berechnung der perspektivischen Korrektur durchgeführt werden (Schaltfläche "Erneut optimieren").

Falls der Benutzer mit dem Ergebnis weiterhin unzufrieden ist, kann er die Korrektur anpassen und dabei manuell in die zuvor automatisch gefundenen (Shift, Drehung) oder in den Parametern festgelegten (Verzeichnung, horizontale Stauchung) Werte eingreifen. Dies geschieht unter "Anwenden, Korrektur anpassen" mittels Schiebereglern oder numerischer Eingabe. "Zurücksetzen" stellt die Werte der automatischen Korrektur wieder her.

Wenn eine größere Anzahl an Bildern automatisch zu verarbeiten ist, kann dies in ShiftN über "Datei, Stapelverarbeitung" erledigt werden. Dazu werden zunächst die zu verarbeitenden Dateien und dann ein Verzeichnis für die Ausgabe festgelegt. Die Dateien werden in der Reihenfolge ihrer Dateinamen mit den aktuellen Einstellungen verarbeitet; die Ergebnisse erhalten den unter "Einstellungen, Art der Ausgabe" festgelegten Zusatz (würden mehrere Dateien denselben Namen erhalten, wird eine Nummer angehängt). Am Ende listet ShiftN die Dateien auf, die nicht geladen werden konnten, die Bilder, in denen keine geeigneten Linien gefunden wurden (kein Ergebnis), sowie beschädigte oder unvollständige Dateien.

===== Kommandozeilenparameter =====

Andere Programme können ShiftN aufrufen, um ein Bild zu korrigieren, z. B. als externes Werkzeug eines Bildbetrachters:

ShiftN.exe eingabe [ausgabe [modus [brennweite]]]

"ShiftN.exe foto.jpg" öffnet die Datei im ShiftN-Fenster.

"ShiftN.exe foto.jpg ergebnis.jpg" korrigiert das Bild automatisch, ohne ein Fenster anzuzeigen, und speichert das Ergebnis als ergebnis.jpg in den unter "Einstellungen, Art der Ausgabe" gewählten Formaten.

"ShiftN.exe foto.jpg ergebnis M1" öffnet das ShiftN-Fenster mit dem Bild zur manuellen Bearbeitung (M); "Speichern und beenden" speichert das Ergebnis als JPEG (1) unter "ergebnis.jpg" und beendet ShiftN.

"ShiftN.exe foto.tif ergebnis A5 24" korrigiert das Bild automatisch (A) unter Annahme der Brennweite 24 mm und speichert es als JPEG und TIFF (1+4): ergebnis.jpg und ergebnis.tif.

"ShiftN.exe Clipboard Clipboard A" entnimmt das Bild der Zwischenablage, korrigiert es automatisch und legt das Ergebnis wieder in der Zwischenablage ab.

Eingabe: eine Bilddatei (JPEG, TIFF, PNG, BMP) oder das Wort Clipboard. Ausgabe: ein Dateiname oder das Wort Clipboard. ShiftN setzt die Endung des jeweiligen Ausgabeformats (.jpg, .bmp, .tif); ein Name mit der Endung .jpeg oder .tiff wird unverändert verwendet.

Modus: A (Automatik, Standard) oder M (manuell). Im Automatikmodus zeigt ShiftN weder ein Fenster noch einen Fortschrittsbalken oder Meldungen an. Eine optionale Ziffer direkt nach A bzw. M legt die Ausgabeformate fest: 1 = JPEG, 2 = BMP, 4 = TIFF. Die Werte lassen sich addieren: 3 speichert eine JPEG- und eine BMP-Datei, 7 alle drei Formate. Ohne Ziffer gelten die unter "Einstellungen, Art der Ausgabe" gewählten Formate.

Brennweite: optional, in Millimetern als Kleinbild-Äquivalent (8 bis 200); sie ersetzt den Wert aus den EXIF-Daten. Alle anderen Einstellungen (Auflösungsparameter, JPEG-Qualität, Schärfung ...) sind die in ShiftN gespeicherten.

Im Automatikmodus meldet der Rückgabewert (Exit-Code) von ShiftN.exe das Ergebnis: 0 = Ergebnis gespeichert, 1 = Eingabe konnte nicht geladen werden, 2 = kein Ergebnis oder Speichern nicht möglich, 3 = ShiftN konnte nicht starten.

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