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Bildtiefe per Parallax-Effekt


DOCMA - epaper ⋅ Ausgabe 3/2020 vom 03.06.2020

PSEUDO-3D MIT AUSWAHLEN UND RETUSCHEN

Artikelbild für den Artikel "Bildtiefe per Parallax-Effekt" aus der Ausgabe 3/2020 von DOCMA. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: DOCMA, Ausgabe 3/2020

Der bekannte Daumensprung zeigt das Prinzip der Parallaxe: Vordergrundobjekte ändern je nach Betrachtungswinkel ihre Position vor dem Hintergrund. (oben: rechtes Auge)

Auch frühe Stereogramme (hier mit Aufnahmen des Colosseums um 1900) nutzen schon die Differenz zweier Betrachtungswinkel.

Zugegeben – als Standbild wirkt der Parallax-Effekt nicht sonderlich eindrucksvoll. Dennoch ist es spannend, einmal in Photoshop die Betrachtung einer Szene aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu simulieren. | Doc Baumann

Wahrscheinlich ist Ihnen der Effekt aus Fernsehdokumentationen ...

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... vertraut: Sie sehen ein altes Gemälde oder einen Kupferstich, und plötzlich bewegt sich die Kamera seitwärts und das Bild erwacht zu dreidimensionalem Leben. Wie in einer realen Szene verschieben sich die unterschiedlich weit entfernten Bereiche relativ zueinander. So werden zuvor von Vordergrundobjekten verdeckte Teile von Personen im Hintergrund sichtbar. Wie kann das sein? Woher kommen die Informationen, um uns etwas zu zeigen, was im ursprünglichen Bild gar nicht vorhanden war?

Die Parallaxe

Um das besser zu verstehen, hilft es, den Begriff der Parallaxe einzuführen. Sie kennen das: Streckt man den Arm mit erhobenem Daumen aus und betrachtet ihn einmal mit dem linken, dann mit dem rechten Auge (Abbildungen oben), so springt der Daumen vor dem Hintergrund hin und her, weil er jeweils von einem anderen Punkt aus und so unter einem abweichenden Winkel angeschaut wird. Diese scheinbare Verschiebung heißt Parallaxe.

Natürlich sehen Sie dabei auch den Daumen selbst unter verschiedenen Winkeln, mal leicht von links, mal von rechts. Beim zweidimensionalen Parallax- Effekt wird das nur simuliert: Das Bild des Daumens bleibt unverändert, lediglich seine Position vor dem Hintergrund ändert sich.

Der Parallax-Effekt

Das ist wie bei den alten Zeichentrickfilmen, bei denen man Figuren und gestaffelte Hintergrundebenen auf transparente Folien zeichnete, die dann leicht gegeneinander verschoben und fotografiert wurden und schließlich im Film die Illusion von Tiefenstaffelung und Bewegung erweckten. Ähnlich war es bei frühen Videospielen.

Doch während beim Animationsfilm die kompletten Bilder der Hintergrundebenen vorhanden waren, müssen diese beim Parallax-Effekt erst einmal geschaffen werden.

Dies ist nicht Raffaels Gemälde „Madonna im Grünen“ (1505/06). Vergleichen Sie es mit dem Original gegenüber. Hier kommt der Blick von weiter links.


Eigentlich wollten wir hier ein Studio vorstellen, das diesen Effekt für TV-Dokumentationen produziert. Aber in Corona-Zeiten sind Reportagen schwierig geworden, so dass wir Ihnen hier zunächst nur das Prinzip erläutern.

Schritt eins: Festlegen der unterschiedlichen Ebenen der Tiefenstaffelung, sorgfältiges Auswählen der dort vorhandenen Personen und Objekte und Duplizieren auf neue Ebenen (bei dem „parallaxierten“ Raffael-Gemälde oben sind das acht Ebenen, das Original sehen Sie links.)

Schritt zwei: Bestimmung eines neuen Blickwinkels und passendes seitliches Verschieben der einzelnen Ebenen gemäß der Parallaxe.

Schritt drei – und jetzt wird’s wirklich mühsam: Retuschieren der Bild- stellen, die hinter Vordergrundobjekten lagen und daher „leer“ sind. „Inhaltsbasiert füllen“ hilft nur selten, meist sind Stempelwerkzeug und Pinsel gefragt. Da man das alles bei einem Foto mit mehreren Aufnahmen faken könnte, zeigen wir es an einem Gemälde. (Vielleicht bekommen die Profis bei diesem Schritt Unterstützung durch künstliche Intelligenz, wir werden es irgendwann herausfinden.)

Und schließlich müssen diese Phasen natürlich noch animiert werden, erst dann entfalten sie ihre Wirkung.

01 Zwei Tiefenebenen vor Hintergrund

Um das Prinzip der Parallaxe besser zu verstehen, schauen wir uns ein einfaches Beispiel an, das aus drei Ebenen der Tiefenstaffelung besteht. (Ebene ist hier zwar nicht ganz das Gleiche wie in Photoshop, aber das können wir vernachlässigen, weil sich bei der Parallaxen-Simulation die Objekte einer zusammengehörigen Tiefenebene auf einer Photoshop-Ebene befinden.) Am weitesten vorn steht die Spielzeugfigur rechts, hinter ihr nach links versetzt der Ritter zu Pferde, noch weiter im Hintergrund ein Streifenmuster mit Zahlen, an dem sich die relative Position der Objekte ablesen lässt. Abbildung 3 zeigt Ihnen die Aufsicht dieser Szene mit dem Streifen-Hintergrund rechts.)

02 Veränderter Blickwinkel

Bewegen Sie Kopf (oder Kamera) ein wenig nach rechts, so verschieben sich die Objekte scheinbar nach links – die Figuren im Vordergrund relativ zueinander sowie beide zum Hintergrund. Beim binokularen – also beidäugigen – Sehen beträgt der Abstand etwa 7 bis 8 Zentimeter. Dieser geringe Winkelunterschied reicht aus, um Szenen bis zu einer Entfernung von wenigen Metern räumlich wahrnehmen zu können; je größer der Abstand der beiden Betrachtungspositionen, um so stärker die resultierende Tiefenwirkung. (So kann man im Extremfall durch Triangulation die Entfernung zu nahen Sternen messen, die von entgegengesetzten Punkten der Erdumlaufbahn vor dem Hintergrund sehr weit entfernter Sterne aus betrachtet werden und sich minimal verschieben.)

03 Blickwinkel in der Aufsicht

Betrachten wir dieselbe Szene in der Aufsicht: Die durchgehenden roten und schwarzen Linien repräsentieren die Blickwinkel, wie sie in Abbildung 1 wiedergegeben werden – die unterbrochenen Linien stellen die aus Abbildung 2 dar, also von einem Betrachtungspunkt weiter rechts. Sie sehen, dass diese Linien rechts an den Stellen enden, die dem Streifenhintergrund der beiden Szenen entsprechen. Die hier gezeigte Bilddatei geht nach links eigentlich noch sehr viel weiter; die durchgehenden Linien treffen dort alle in einem Punkt zusammen, ebenso die unterbrochenen. Eine so aufgebaute (Re-)Konstruktionszeichnung kann Ihnen dabei helfen, für den Parallax-Effekt abzuschätzen, wie sich Vordergrundobjekte relativ zum Hintergrund verschieben müssen.

04 Viele Ebenen der Tiefenstaffelung

Mit nur zwei Objekten vor einem Hintergrund, wie oben beschrieben, ist das Ganze noch relativ einfach zu handhaben. In der Praxis aber bestehen viele Szenen aus deutlich mehr Objekten in unterschiedlicher Entfernung vom Betrachterstandort. In dieser Szene sind es zwar nur drei „Schichten“ plus Hintergrund, dennoch wirkt das Bild sehr viel komplexer. Ursprünglich wurden diese Figuren, wie in den folgenden Abbildungen zu sehen, vor weißem Hintergrund aufgenommen und erst später vor die Burg montiert. Für eine Bearbeitung mit dem Parallax-Effekt müssten Sie bei einem solchen Bild als Ausgangsmaterial aber zum einen jede Figur freistellen und dann zum anderen all das rekonstruieren, was hier von weiter vorn stehenden Figuren abgedeckt wird.

05 Figuren aus unterschiedlichen Winkeln

So sah das Foto aus, bevor die Gruppe in die Burg-Szene montiert wurde (a). Natürlich ist es sehr viel einfacher, zwei Aufnahmen dieser Figuren zu machen (b) und diese dann vor der Burg einzusetzen. Aber eben diese Möglichkeit hat man ja bei einem Gemälde – wie der gezeigten Raffael-Madonna –, einem Stich oder einem alten Foto nicht, da gibt es nur eine einzige Ansicht. In der Praxis wird der Parallax-Effekt allerdings mitunter auch gefakt, was man merkt, wenn man die verwendeten Vorlagen zufällig kennt. Dann werden zwar Einzelfiguren aus einem Bild freigestellt, aber ihr Hintergrund nicht mühsam rekonstruiert, sondern einfach ein zweites Bild genommen, das inhaltlich und stilistisch passt und als neuer Hintergrund verwendet wird.

06 Aufsicht bei drei Tiefenebenen

Diese Aufsicht ist ähnlich aufgebaut wie die in Abbildung 3; abweichend habe ich hier rechts die Bereiche der Hintergrundabdeckung in denselben Farben eingefügt wie die ihrer „Sehstrahlen“. Die Kamera gibt lediglich die Blickrichtung an. Die voll gefärbten senkrechten Balken rechts (c), die sich teilweise halbtransparent überlagern, repräsentieren die gegenseitige Abdeckung und die des Hintergrunds von Aufnahmepunkt (a) aus – die unterbrochenen (d) von Punkt (b). (Die Rekonstruktion ist nicht ganz exakt, weil auch hier die Entfernung der Aufnahmepunkte (a) und (b) von den Figuren eigentlich größer war und sich so leicht abweichende Winkel ergeben.) Die Verlagerung der Balken rechts zeigt ungefähr, wie sich weiter hinten liegende Objekte relativ zueinander verschieben.

ARBEITSMATERIALIEN UND ANIMATIONEN FINDEN SIE UNTERwww.docma.info/21827

07 Gemälde-Projekt: Festlegung der Ebenen

Auf dieser Doppelseite möchte ich Ihnen Schritt für Schritt demonstrieren, wie ich die Blickwinkelveränderung beim Gemälde von Raffaels Madonna realisiert habe. Damit Sie etwa abschätzen können, welcher Aufwand damit einhergeht: Die Bearbeitung hat rund anderthalb Arbeitstage gedauert. Was Sie auf diesem Bild sehen, ist eigentlich nicht das Originalgemälde – auch, wenn es so aussieht –, sondern der Anblick aller Ebenen, nachdem die einzelnen Tiefenschichten ausgewählt und auf neue Ebenen dupliziert wurden. Damit Sie am Ende die parallaktische Verschiebung besser nachvollziehen können (vergleiche Bild 11), habe ich für – fast – jede dieser Schichten an markanter Stelle einen Pfeil hinzugefügt. Es gibt die folgenden Ebenen: Pflanzen am unteren Bildrand (schwarzer Pfeil) (a), Johannes (b), Jesus (c), dessen linker Arm und der obere Teil des Kreuzes (weiß) (d), Hände und Unterarme Marias (ohne Pfeil) (e), Maria (rot) (f), Hintergrund vorn (gelb) (g), Hintergrund Mitte (orange) (h) und Hintergrund hinten (grün) (i).

08 Problematische Zone

Ein schwierig zuzuordnender Bereich sind die Hände und Unterarme Marias. Vorn und unten umfassen die Hände das Kind, weiter hinten und oben gehören sie aber zur Maria-Ebene. Und da wir es nur mit zwei Dimensionen zu tun haben und die dritte lediglich simuliert wird, gibt es eigentlich kein vorn und hinten. Ich habe mich schließlich entschlossen, die Hände und Arme als eigene Ebene anzulegen (die dann noch wegen der Tiefenstaffelung teilweise hinter den Armen des Kindes verschwinden müssen). Im Bild liegen die beiden Knaben, das Kreuz (und eben teilweise Marias Hände und Unterarme) auf ein und derselben Tiefenebene. Da die Freistellungsarbeit aber dieselbe war, habe ich sie dennoch separat ausgewählt und dann auf neue Ebenen dupliziert. »Motiv auswählen « aus Photoshop CC erleichtert diese Arbeitsschritte etwas, letztlich bleibt aber sehr viel Handarbeit, um exakte Auswahlen anzulegen. Ich verwende dazu am liebsten den Maskierungsmodus und nutze die daraus abgeleitete Auswahl für das Duplizieren.

09 Retusche der verdeckten Bereiche

Das Wichtigste bei der Anwendung des Parallax-Effekts ist das seitliche Verschieben weiter hinten liegender Ebenen. Dabei werden unvermeidlich Zonen sichtbar, die im Originalbild zuvor durch Vordergrundobjekte verdeckt waren – dort gibt es also zunächst nur transparente Bereiche. Auf der linken Seite sehen Sie die zur Maria-Ebene gehörenden Pixel deckend (a), die anderen Ebenen erscheinen hier halbtransparent (b). Natürlich fehlen nun die Teile des Kleides, vor denen Jesus (c) und Johannes (d) platziert sind. Ein erster Schritt kann »Inhaltsbasiert füllen« sein: Laden Sie die Pixel dieser Ebene als Auswahl und sichern Sie sie in einem Alphakanal. Erweitern Sie die Auswahl (etwa 20 Pixel). Subtrahieren Sie die im Alphakanal gespeicherte Auswahl (»Strg/Befehl-Alt«-Klick auf die Kanal-Miniatur); es verbleibt eine 20-Pixel-Auswahl außerhalb der Figur auf der Ebene. Erweitern Sie diese um 1 Pixel, um eine sichtbare Bruchkante (e) zu vermeiden. Wenden Sie »Bearbeiten > Fläche füllen > Inhaltsbasiert« an (f) und setzen Sie die Auswahl auf eine neue Ebene (»Strg/Befehl-Shift-J«) (f).

10 Retuschen der inhaltsbasierten Füllung

Das beste Werkzeug für Überarbeitungen der inhaltsbasierten Füllung (Bild 9 um Marias Fuß etwa) ist der Stempel. Dort, wo er allein zu keinen befriedigenden Ergebnissen führt, können Sie auch einen Teil des Ausgangsbildes mit einer weichen Lasso-Auswahl selektieren, kopieren und an der problematischen Stelle einfügen. (in unserem Gemälde bin ich so etwa rechts von dem bräunlichen Haus im Hintergrund (a) sowie bei der Baumgruppe hinten rechts (b) vorgegangen.) Wie mein Kollege Olaf Giermann immer wieder betont, kann man sich übrigens viel Arbeit sparen, wenn man nur notwendige Retuschen vornimmt – also erst nach dem parallaktischen Verschieben der Hintergrundschichten. Da hier alles nach links rückt (mit Ausnahme des Vegetationsstreifens am unteren Bildrand), könnte man sich die Mühe sparen, auf der linken Seite der freigestellten Ebeneninhalte zu retuschieren, weil diese ohnehin nicht sichtbar sein werden. Da ich jedoch vorher nicht wusste, nach welcher Seite ich den Blickwinkel verlagere, habe ich dennoch beide Seiten ergänzt.

11 Parallaktische Verschiebung

Der nächste Schritt besteht darin, die diversen Ebenen (oder Gruppen, wenn Sie vorsichtshalber Ihre Retuschen auf neuen Ebenen angelegt haben) angemessen zu verschieben. Dabei hilft ein Blick auf die Abbildungen 3 und 6. Bewegen Sie den Kopf oder die Kamera seitlich in eine Richtung, dann bewegen sich die Tiefenschichten in dieselbe Richtung. Es kann sinnvoll sein, ein Vordergrundobjekt beziehungsweise eine Tiefenschicht dabei unverändert zu lassen. Ich habe das hier mit der Gruppe der beiden Kinder und Marias Händen so gehandhabt (und zusätzlich den Vegetationsstreifen unten leicht in die Gegenrichtung verlagert). Die fiktive Position der Kamera wurde hier nach links geschoben, entsprechend müssen die Tiefenschichten ein Stück nach links gerückt werden. Wie die Abbildungen 3 und 6 zeigen, verschieben sich nahe Objekte vor dem Hintergrund stärker als weiter entfernte, was auch an den beiden Vergleichsfotos des Daumensprungs auf Seite 46 gut abzulesen ist.

12 Problemzone

Wie anfangs erwähnt, stellten vor allem die Hände und Unterarme Marias ein gewisses Problem dar, da sie teils vor, teils hinter dem Körper ihres Sohnes liegen. Eine wirklich befriedigende, rein zweidimensionale Lösung ist hier also kaum möglich, auch wenn der Winkelunterschied nur gering ist. Da ich die beiden Kinder als unveränderte Fixpunkte definiert habe und die Hände vor dem Körper positioniert sind, habe ich sie wie den Vegetationsstreifen unten leicht in die Gegenrichtung, also nach rechts verlagert. Weil der – im Bild rechte – Arm der Mutter praktischerweise unterhalb einer Gewandfalte zum Vorschein kommt, liegt die Lösung hier nahe: Hand und Handgelenk lassen sich unter dieser Falte leicht nach rechts rücken, ohne dass ein visueller Widerspruch entstehen würde.

Eigentlich wollte ich Ihnen die Vorgehensweise ergänzend an einem Foto zeigen. Aber da gibt es keinen Unterschied beim Workflow – und wie die Bilder auf der vorhergehenden Doppelseite zei- gen, ließe sich so etwas ohnehin mühelos faken, indem man einfach mehrere leicht versetzte Fotos aufnimmt und kombiniert.


Kunsthistorisches Museum Wien, Foto: Wiki Commons