Fokus-Stacking auf der Kommandozeile

veröffentlicht am 03.01.2018 in * BILDBEARBEITUNG * PROGRAMME *

Inhaltsverzeichnis

Da will ich “mal eben schnell” meinen Scanner für einen Beitrag hier im Blog ablichten. Aber: das Teil ist zu lang, die Tiefenschärfe reicht vorn und hinten nicht. Also hab ich erstmal eine Serie geschossen und den Fokuspunkt mit jedem Bild etwas weiter von vorn nach hinten verschoben.

Import und Vorbereitung des Workflows

Vorarbeit

Diese Bilderserie hab ich in darktable importiert, dort an einem Bild die notwendigen Bearbeitungsschritte durchgeführt, diese auf die restlichen Bilder der Serie übertragen und die Bilder als .tif-File exportiert.

Die Bilder der Serie werden also aus darktable heraus

im TIF-Format
mit 16bit Farbtiefe
in ein passendes Arbeitsverzeichnis

exportiert.

Arbeitsablauf

Dort werden dann eine Reihe von Arbeitsschritten durchgeführt:

Um die Benennung des Ausgabefiles sinnvoll und automatisch durchführen zu können, werden zunächst die Filenamen eingelesen und der letzte gespeichert.
Als nächstes müssen die Bilder ausgerichtet werden. Dazu nutze ich align_image_stack, das ist ein Kommandozeilen-Programm aus hugin, der Open-Source-Panorama-Software. Dabei gibt es zwei wichtige Optionen:
- -m dient dazu, neben Verschiebungen auch Größenvariationen auszugleichen. Das ist nötig, weil etliche Objektive im Nahbereich beim Verändern des Fokus-Rings auch eine m. o. W. starke Veränderung der effektiven Brennweite erfahren.
- -a ermöglicht, den Ausgabefile-Namen einen Präfix vorzugeben
Im nächsten Schritt werden die Bilder übereinander geblendet mittels enfuse. Dieses Tool kann
- Tonwerte/Helligkeiten angleichen - nützlich beim Zusammensetzen von Panoramen oder Belichtungsreihen
- Bilder überblenden anhand von Kontrasten/Schärfe. Diese Fähigkeit wird hier benötigt: Das Ausgabebild soll von jeder Einzelaufnahme die Bildbereiche übernehmen, in denen das Motiv jeweils am schärfsten ist.
Sodann kopiere ich die EXIF-Daten vom letzten der Ursprungsbilder in das Endresultat, dazu dient das bekannte exiftool von Phil Harvey. Weil exiftool vor der Übertragung von Metadaten eine Sicherungskopie erstellt (die hier nicht gebraucht wird, denn das Ausgabefile ist ja künstlich erzeugt und kein unwiederbringliches Original), kann diese im Anschluß wieder gelöscht - oder ersatzweise exiftool mit der Option -overwrite_original aufgerufen werden.
Das entstandene Ergebnis wird aus dem Arbeitsverzeichnis weg verschoben, die restlichen Files (außer dem Scriptfile natürlich) im Arbeitsverzeichnis werden nicht mehr gebraucht und gelöscht.
Im letzten Schritt kann dann manuell das erzeugte Bild wieder in darktable importiert und dort weiterverarbeitet und -verwaltet werden.

Aufnahme des Scanners nach Fokus-Stacking

Die notwendigen Befehle habe ich in einem Script-File zusammengefaßt, das ebenfalls im obigen Arbeitsverzeichnis liegt und dort im Terminal mittels

$ bash {scriptname}.sh

aufgerufen werden kann.

Script zur Automatisierung

Und hier der Quelltext des kompletten Scripts mit kurzen Erläuterungen in den Kommentarzeilen #:

#!/bin/bash

# alle Eingangsfiles durchlaufen und Filenamen lesen
for file in *.tif
do
    echo "${file%.*}"
    # der letzte Filename wird gespeichert und weiterverwendet
done

# Bilder ausrichten
align_image_stack -m -v -a ausr_ *.tif

# Bilder überlagern
enfuse -o "${file%.*}"_fokus.tif --exposure-weight=0 --saturation-weight=0 --contrast-weight=1 --hard-mask ausr_????.tif

# EXIF-Daten des letzten Ursprungsbild auf das gestackte Ergebnis übertragen
exiftool -overwrite_original -TagsFromFile "${file%.*}".tif "${file%.*}"_fokus.tif

# Ausgabefile ins Ergebnis-Unterverzeichnis verschieben
mkdir ergebnis
mv "${file%.*}"_fokus.tif ergebnis/"${file%.*}"_fokus.tif
echo "Das fertige Bild liegt im Unterverzeichnis 'ergebnis'"

# Temporäre Dateien entfernen
rm ausr_????.tif

Script zum download

Das Ausgabefile - also das fertige Bild - kann dann in darktable wieder aus dem Ergebnis-Unterverzeichnis importiert werden.

An einem Beispiel dazu ist zu sehen, was mit dem Script erreicht werden kann, zunächst 2 der insgesamt 6 Ausgangsbilder:

: hinten scharf

: vorn scharf

und hier das Ergebnis:

: Grafikkarte Stacking-Ergebnis 6 Aufnahmen

Anleitung in Schritten

die .tif-Files, die verarbeitet werden sollen, in ein geeignetes Verzeichnis kopieren ("Arbeitsverzeichnis")
oder die Bilder der Serie aus darktable direkt dorthin exportieren
Script oben herunterladen, entpacken und die Datei stacking.sh in dasselbe Arbeitsverzeichnis, in dem auch die .tif-Files liegen, verschieben
Terminal öffnen, im Terminal in das Arbeitsverzeichnis wechseln cd /pfad/zum/arbeitsverzeichnis, in das im ersten Schritt die Dateien kopiert wurden
bash stacking.sh eingeben und “abschicken” …
das Ergebnis wird in das Unterverzeichnis ergebnis des Arbeitsverzeichnisses gespeichert.