Dipl.-Ing. (FH) Helmut Rasch

Folgen Sie uns auf ...

Technischer Hinweis 01

Technische Merkmale der Digitalisierung von Dias und Negativen


Unsere Philosophie und Basis

Unser Motto „Digitalisierung auf höchstem Niveau“ bezieht sich auf Serienscans. Zwar lässt sich die Qualität mit einem Trommelscanner noch weiter ausreizen, jedoch nicht bei vergleichbarer Geschwindigkeit und Kosten. Die Grundlagen wurden in den Jahren 2018 und 2019 in Garmisch-Partenkirchen durch das Ingenieurbüro Helmut Rasch geschaffen. Das Projekt erhielt eine Förderung über das Bayerische Programm technologieorientierter Unternehmensgründungen (BayTOU). Aus diesem Grund ist die Rasch-Diascan & More UG (haftungsbeschränkt) oder kurz „Rasch-Diascan“ nur die Lizenznehmerin des Flächenscanners mit IR-Clean-Technologie. Bei den gängigen Scannern am Markt wird eine Hardware-Reinigung per Infrarot typischerweise nur mit der Bauart eines Zeilenscanners kombiniert. Diese Geräte können zwar klein und preiswert gehalten werden, sind aber bauartbedingt langsam. Das Vorbild für die von uns eingesetzte Technik war hingegen der Aufbau eines Scanners für die professionelle Einzelbildabtastung von 35-mm-Kinofilm. Dafür kommen ausschließlich hochwertige Flächenkameras mit spezialisierter Makro-Optik zum Einsatz. Nur so lassen sich hohe Durchsatzraten bei zugleich professioneller Qualität erreichen.

Automatisierungstechnik

Bild 2: Arbeitsschritt Digitalisierung

Der von uns entwickelte Filmscanner ist mit moderner Automatisierungstechnik ausgestattet. Auf diese Weise kann der Scanner zu jeder Bildvorlage vollautomatisiert einen zusätzlichen Infrarot-Scan durchführen. Das Infrarotbild wird später zusätzlicher Farbkanal (i) in die RGBi-Archivierungsdatei eingefügt. Ein weiteres Merkmal unserer Konzeptes ist, dass die Dias nicht in einzelnen Magazinen, sondern in Stapeln verarbeitet werden. Zu diesem Zweck wurde der Versand- und Archivierungskarton für Kleinbild-Dias eingeführt.

Die analogen Dias werden nach der Digitalisierung zunächst als digitale RAW-Daten zwischengespeichert, um später über einen eigenständigen Workflow per Software weiterverarbeitet zu werden. Das erste geräteunabhängige Ergebnis sind die eingangs schon beschriebenen RGBi-Dateien.

Ein höherer Automationsgrad wirkt sich vorteilhaft auf die Qualität und den Preis aus. Für Sie bedeutet das:

  • Dias in Hochkantlage werden automatisch erkannt und ins Querformat gedreht. Ein Zurückdrehen der Originale wird nicht angeboten. Das Drehen von Scans ist eine Zusatzleistung. Den Kostenvorteil geben wir an Sie weiter.
  • Wenn Sie uns Ihre Dias statt in Magazinen in Sammelkästen anliefern, sparen Sie noch einmal Kosten.
  • Zur mechanischen Vorreinigung werden die Dias auf dem Weg zum Scanner automatisch durch den Antistatik Reiniger „KineStat-Elektrik KSE-070“ geführt. Antistatik-Bürsten von Kinetronics bestehen aus einem Gemisch von Natur- und Synthetikfasern. Staubpartikel werden über den Luftstrom des eingebauten Ventilators entfernt. Ohne diese Vorreinigung besteht ein deutlich höheres Risiko, dass die technischen Möglichkeiten der infrarotbasierten Staubentfernung bei größeren Partikeln überschritten werden. Diese Technologie hat sich viele Jahre im Bereich der Kino-Vorführgeräte bewährt, solange dort noch analoge Filmmaterialien eingesetzt wurden.

Bild 3: KineStat-Elektrik KSE-070

Filmscanner mit IR-Clean-Technologie (Infrarot-Reinigung)

Der eigens entwickelte Filmscanner (kurz: Kamera-Scanner) basiert hardware-technisch auf einer zur Multispektralkamera modifizierten Systemkamera der Profiklasse (Sony α7R III). Aus diesem Grund wären die RAW-Daten mit dem normalen Profil der Kamera für Kunden unbrauchbar. Als praxisgerechte Alternative erhalten Kunden stattdessen Archivierungsdateien im offenen RGBi-Format (TIFF-Format, 64 Bit). Diese Dateien enthalten neben den RGB-Kanälen noch einen Infrarot-Kanal sowie die ungeschnittenen schwarzen Scan-Ränder. Die IT8-Farbkalibrierung ist bereits in den Standard-Farbraum AdobeRGB eingerechnet. Abgesehen von der Infrarot-Reinigung ermöglicht das Experten eine Bearbeitung in der eigenen Software. Formate ohne »IR-Clean« lassen sich so jederzeit selbst erstellen.

Hier die technischen Merkmale des Filmscanners in der Übersicht:

  • Abhängig von den Diarahmen liegt die Größe der fertig entwickelten Scans typischerweise bei etwa 5.800 x 3.800 Pixel.
  • Das System ist mit einem Makroobjektiv von Schneider-Kreuznach ausgestattet. Dabei handelt es sich um ein hochwertiges Repro-Objektiv mit apochromatischer Korrektur und hoher Randschärfe.
  • Ein aktives Laser-Autofokus-System fokussiert mit einer Genauigkeit von 10 µm auf die Oberfläche des Diafilms. Das ist notwendig, weil die Lage des Films von seiner Wölbung sowie von der Dicke des jeweils verwendeten Diarahmens abhängig ist. Obwohl wir von Glasrahmen abraten, können auch diese mit Korrekturwert verarbeitet werden.
  • IT8-Farbkalibrierung
  • Die Nennauflösung ist einen Nikon LS-5000 ED deutlich überlegen und liegt damit klar über 4000 dpi (vgl. Bild 4). Ein moderner Bildsensor mit hohem Dynamikumfang macht die bei alten Zeilenscannern notwendigen HDR-Scans (Multi-Exposure) überflüssig.
  • Ein Infrarot-Scan ermöglicht eine effiziente Staub- und Kratzerentfernung ohne Detailverluste.
  • Unterstützt werden gerahmte Dias aller Rahmenfabrikate sowie Negative und Dias als Filmstreifen im Kleinbild-Format (35 mm) in Farbe oder Schwarz-Weiß.
  • Bei Kodachrome-Diafilmen ist die typische Farbverschiebung in Richtung Blau vergleichsweise gering ausgeprägt. Ein spezielles Farbprofil ist verfügbar.

Das optische System des Kamera-Scanners arbeitet mit einem Vergrößerungsfaktor von etwa 0,94 im Vergleich zu 1,25 bei den bis heute als Referenz geltenden Zeilenscannern Nikon LS-5000 ED oder Nikon LS-4000 ED (Coolscan-Serie). Die nachfolgenden des Test-Charts nach USAF-1951 zeigen die erreichte Bildschärfe abhängig von der Fokusabweichung. Die Ergebnisse bestätigen die rechnerisch größere Schärfentiefe bei einem kleineren Vergrößerungsfaktor (Bild 4 bis 6). Bei der Bewertung der Ergebnisse ist zu beachten, dass es sich hierbei um stark vergrößerte Bildausschnitte mit Linienbreiten im Mikrometerbereich handelt (vgl. Bild 10).

Bild 4: Kamera-Scanner im Fokus
Bild 5: Defokussierung um 0,3 mm
Bild 6: Defokussierung um 0,5 mm

Im Vergleich dazu die Ergebnisse des Nikon-Scanners:

Bild 7: Nikon LS-5000 ED im Fokus
Bild 8: Defokussierung um 0,3 mm
Bild 9: Defokussierung um 0,5 mm

Zur Erklärung: Das Dia für den Auflösungstest nach USAF-1951 enthält Linienpaare von bekannter Linienstärke, die insofern einer bestimmten Auflösung entsprechen. Hier wird nur das kleine rote Quadrat links betrachtet, welches die schon recht kleinen Linienpaare ab Gruppe 4 enthält und rechts daneben als vergrößerter Ausschnitt dargestellt ist.

Bild 10: Dia mit Linienpaaren „USAF-1951 Target“

Workflow der RAW-Entwicklung des Kamera-Scanners

Bild 11: Workflow des automatisierten Kamera-Scanners mit „IR-Clean“

Die Grundlage der RAW-Entwicklung ist ein Workflow, bei dem der RAW-Konverter Capture One und Adobe Photoshop zum Einsatz kommen. Die Bildverarbeitung erfolgt über eine Stapelverarbeitung. Im Falle von Adobe Photoshop wird über Javascript eine Vollautomatisierung erreicht. Auf diese Weise lassen sich Standard-Formate von 2 verschiedenen Bildautomatiken zu wirtschaftlichen Konditionen berechnen, die sich in Art und Umfang der durch die Bildbearbeitung vorgenommenen Anpassungen voneinander unterscheiden. Hier die Details:

RAW-Entwicklung (1. Stufe)

Die RAW-Entwicklung wird über eine Stapelverarbeitung durchgeführt und beschränkt sich auf die geringstmöglichen Anpassungen ohne Eingriff in die Farbbalance des Bildes. Dabei erfolgt die Umwandlung der RAW-Daten vom sensor-spezifischen Farbraum in einen geräteunabhängigen Standard-Farbraum in Capture One. Unumgänglich bei der Basisentwicklung ist eine Gammakorrektur unter Einbeziehung eines ICC-Farbprofils. Für die Farbkalibrierung wird ein IT8-Target mit der Profilierungs-Software basICColor input eingesetzt. Das Ergebnis ist eine RGBi-Datei (TIFF-Format, 64 Bit) im Farbraum AdobeRGB, wobei das „I“ für den zusätzlichen Infrarotkanal steht. Das Konzept eines hohen Nachbearbeitungs-Potenzials mit geringstmöglichen Verlusten wurde weiter optimiert, indem trotz abgeschlossener Basisentwicklung die Scan-Ränder noch enthalten sind und auch noch keine Infrarot-Reinigung durchgeführt wurde. Nach diesem Entwicklungsschritt sind die Bildparameter noch bei allen Dateien einheitlich. Insofern kommen die RGBi-Dateien nah an das Nachbearbeitungspotenzial von RAW-Daten heran. Aufgrund der modifizierten Infrarot-Empfindlichkeit wären die RAW-Daten des Bildsensors für Kunden unbrauchbar und werden daher auch nicht ausgeliefert.

Bild 12: RAW- und Basisentwicklung

Weitere Bildverarbeitung mit »IR-Clean« (2. Stufe)

 Die automatische Rahmenerkennung erfolgt im Workflow erst nach der Basisentwicklung. Dabei werden die schwarzen Scan-Ränder mit einem Beschnitt bzw. Verlust von 5% sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung entfernt. Beispiel: Von einer Bildbreite von 6.100 Pixel bleiben nach dem Randbeschnitt noch etwa 5.795 Pixel übrig. Die nutzbare Größe von Diarahmen variiert insbesondere bei unterschiedlichen Fabrikaten um etwa 5%. Aus diesem Grund können die Scan-Ergebnisse keine einheitliche Größe haben. Eine Schräglage des Dias im Diarahmen wird nicht korrigiert. Stärkere Schräglagen im Diarahmen oder runde Ecken von Papprahmen können dazu führen, dass die schwarzen Scan-Rahmen der Digitalen Negative über die automatisierte Verarbeitung nicht vollständig entfernt werden. Abhilfe schafft ein individueller Rahmenbeschnitt per Nachbestellung oder die eigene Bildbearbeitung auf Grundlage der RGBi-Dateien.

Bild 13: Bildverarbeitung
mit IR-Clean

Die Neutralautomatik führt bei jeder Datei individuelle Anpassungen bei Lichtern, Tiefen und Mitten in Adobe Photoshop durch. Von den Änderungen sind alle RGB-Farbkanäle mit gleichem Anteil betroffen. Das heißt, die Farbbalance bzw. der Farbton des Bildes bleibt erhalten. Ein Tonwertbeschnitt (“Clipping”) wird durch Photoshop verhindert. Dieser per Stapelverarbeitung durchgeführte Workflow ist gut geeignet für alle Aufnahmesituationen, bei denen der besondere Charakter des Bildes durch einen Eingriff in die Farbbalance verloren gehen würde.

Die Farbautomatik führt bei jeder Datei individuelle Anpassungen bei Lichtern, Tiefen und Mitten für die RGB-Farbkanäle getrennt durch. Damit erfolgt ein Eingriff in den Farbton des Bildes, wobei Photoshop auch hier einen Tonwertbeschnitt (“Clipping”) verhindert. Dieser per Stapelverarbeitung durchgeführte Workflow eignet sich sehr gut für Standard-Aufnahmesituationen sowie Bilder mit Farbstich, wenn das Motiv über eine „normale Verteilung“ aller Farben verfügt. Überwiegt ein einzelner Farbton in einem Motiv (Sonnenuntergang, Sandwüste, etc.), so kann dies zu unnatürlichen und extremen Farben führen. In diesem Fall ist die Neutralautomatik die bessere Wahl.

Alternativ zu den Bildautomatiken kann zum gleichen Preis auch das BASISFORMAT bestellt werden. Dabei handelt es sich um ein TIFF-Format mit 48-Bit , bei dem über die Basisentwicklung hinaus keine individuellen Änderungen an den Bildparametern vorgenommen wurden (siehe unten IR-Clean 3.0). Dieses Format eignet sich daher besonders gut für Änderungen bei ganzen Bilderserien.

Die Staub- und Kratzerentfernung »IR-Clean« erfolgt software-technisch auf der Grundlage der vom Kamera-Scanner gelieferten Infrarot-Scans. Hier ein Überblick zu den Versionen:

IT8-Kalibrierung und ICC-Profile

Die IT8-Kalibrierung erfolgt bei Rasch-Diascan individuell für den jeweils eingesetzten Scanner mit einem Durchlicht-Target (IT8.7/1) nach ISO 12641. Das Ergebnis ist ein ICC-Profil (IT8), welches in der ersten Stufe unserer RAW-Entwicklung für alle Dias eingesetzt wird, die nach dem E6-Prozess entwickelt worden sind. Damit lassen sich die Farbtoleranzen des individuell eingesetzten Scanners korrigieren. Bei Fotonegativen entspricht das zusätzlich zur Farbautomatik mitgelieferte Basisformat (TIFF, 48 Bit) exakt dem farbkalibrierten Workflow
von Dias.

Bei Kodachrome-Dias, die entsprechend einem speziellen K14-Prozess nur von Kodak selbst entwickelt wurden, kommt noch eine weitere Besonderheit hinzu. Im Vergleich zum menschlichen Auge haben Scanner eine geringere Empfindlichkeit für den gelben Farbanteil der Kodachrome-Filme. Die Folge ist, dass die RAW-Daten bei Kodachrome einen typischen Blaustich enthalten. Dieser Fehler kommt zu den Toleranzen des Scanners noch zusätzlich hinzu. Kodak hat die Herstellung von Kodachrome-Filmen bereits 2009 eingestellt. Aus diesem Grund sind für IT8-Targets auf Kodachrome-Film keine seriösen Angebote mehr zu vernünftigen Preisen am Markt verfügbar. Rasch-Diascan hat daher ein eigenes Farbprofil für Kodachrome-Dias entwickelt.

IR-Clean – chronologische Entwicklung

IR-Clean 1.0: Die Markteinführung für den Kamera-Scanner mit »IR-Clean« startete im März 2020. Es konnten zunächst ausschließlich Diafilme verarbeitet werden, die keine infrarot-blockierenden Eigenschaften hatten. Darunter fallen alle Diafilme, die nach dem sogenannten E6-Prozess entwickelt worden sind. Doch es gibt auch Agfacolor-Diafilme aus den 50er-Jahren, deren Farbemulsion ebenfalls durchlässig für Infrarot-Strahlung ist. Die Beschränkung auf infrarot-durchlässige Diafilme ist bei der Mehrheit der am Markt verfügbaren Systeme für eine Infrarot-Reinigung bis heute der Standard geblieben.

IR-Clean 2.0: Die erste Version, die alle Dia-Farbfilme inklusive Kodachrome verarbeiten konnte, war ab November 2021 verfügbar. Bis dahin waren nur die nach dem sogenannten E6-Prozess entwickelten Dias möglich. Nur bei Schwarz-Weiß-Diafilmen kann aus technischen Gründen auch zukünftig keines der verfügbaren infrarot-basierten Verfahren eingesetzt werden.

IR-Clean 2.1: Mit dieser Version wurde die softwareseitige Verarbeitung Anfang 2022 weiter verbessert. Das Risiko für Artefakte (Bildstörungen) konnte damit auf nahezu Null reduziert werden.

IR-Clean 2.2: Mit dieser Version lassen sich seit August 2022 bei vielen größeren Bilddefekten, linienförmigen Fasern oder geradlinigen Kratzern noch hervorragende Ergebnisse erzielen. Das verbesserte Verfahren betrifft alle Diafilme, die nach dem E6-Prozess entwickelt wurden. Zuvor ist es vorgekommen, dass sich derartige Bilddefekte trotz Retuschierung abhängig vom jeweiligen Hintergrund immer noch erkennbar von der Umgebung abgehoben hatten. Nun wird die Struktur als auch die Geometrie des Hintergrunds stärker in die Retuschierung einbezogen. Damit fügen sich Bilddefekte nahtlos in die Umgebung ein. Zugleich wurde auch die Erkennung von Bilddefekten mit geringem Kontrast weiter verbessert, was z.B. bei transparenten Staubfasern wichtig ist.

IR-Clean 3.0: Diese Version wurde schrittweise ab Ende 2022 eingeführt. IR-Clean 3.0 analysiert die Infrarot-Eigenschaften des Filmmaterials und ordnet diesem das passende Verarbeitungsverfahren zu. So ist es nicht mehr erforderlich, vor der Digitalisierung infrarot-absorbierende Diafilme von anderen zu trennen. Lediglich für Kodachrome-Dias ist auch weiterhin eine Trennung erforderlich, wenn das spezielle Farbprofil verwendet werden soll. Darüber hinaus unterstützt IR-Clean 3.0 auch die Verarbeitung von Farbnegativ-Scans.

Neu bei IR-Clean 3.0 ist auch das BASISFORMAT (TIFF, 48 Bit) – eine minimal entwickelte RGBi-Archivierungsdatei. Die Verarbeitung mit »IR-Clean« erfolgt bezogen auf die RAW-Daten mit der IT8-Kalibrierung ohne Eingriff in die Farbbalance oder den Kontrast. Anders formuliert: Alle Parameter der Bildverarbeitung sind bis hier exakt einheitlich definiert. Das ist insbesondere bei Foto-Negativen wichtig, weil hier das ins Positiv umgewandelte Endformat immer nur das Ergebnis einer Farbautomatik sein kann. Das Format richtet sich daher an Experten, die normalerweise eine eigene RAW-Entwicklung bevorzugen. Zukünftig sind dafür Lösungen mit Künstlicher Intelligenz (KI) zu erwarten, die keine speziellen Fachkenntnisse mehr voraussetzen.

Mit der rein automatisierten Erkennung und Zuordnung der Filmtypen werden zuverlässigere Ergebnisse mit einem geringeren Risiko für Artefakte erreicht, als das zuvor mit der kundenseitigen und sehr zeitaufwändigen Vorsortierung möglich war. Eine kundenseitige Prüfung auf Artefakte mit einem vertretbaren Aufwand ist über den Ordner „Vergleichstest“ möglich. Will man das Risiko oder den Anteil von Artefakten in den Ergebnissen auf nahezu Null reduzieren, so kann dafür eine manuelle Prüfung und Nachbearbeitung als Zusatzleistung beauftragt werden. Nach einer optimierten Zuordnung des geeigneten Verfahrens kommt auch IR-Clean mit einer geringeren Erkennungsempfindlichkeit zum Einsatz. Sollte auch das zu keinen guten Ergebnissen führen, so werden die betroffenen Bilder im Rahmen der IR-Clean-Garantie (FAQ 4) kostenfrei gegen artefaktfreie Dateien ohne IR-Clean ausgetauscht. Letzteres ist bei Scan-Dienstleistern die mit Kamera-Scannern arbeiten bzw. lediglich abfotografieren der Standard, denn eine Infrarot-Reinigung ist in diesem Bereich eher die Ausnahme.

IR-Clean 3.1: Softwareseitig wurde mit dieser Version im Juni 2023 die Stapelverarbeitung von Adobe Photoshop vollständig durch Javascript ersetzt. Neben dem verbesserten Automationsgrad konnte hardwareseitig auch die Durchsatzrate des Kamera-Scanners von 250 auf nun 370 Scans pro Stunde gesteigert (Infrarot + RGB) werden. Die Zusatzleistung DIGITALISIERUNG „Ultimate Upgrade“ wurde aus der Preisliste entfernt und ist nun im „All-Inclusive-Preis“ enthalten. 

IR-Clean 4.0: Mit dieser Version wurde im September 2024 die Hardware des Scanners inklusive der Mikrocontroller-Steuerung ergänzt, um auch Filmstreifen verarbeiten zu können. Softwareseitig erfolgte eine Anpassung an den weitgehend automatisierten Workflow der Diapositive mit IR-Clean-Vergleichstest und dem Basisformat (TIFF, 48 Bit) als Standardleistung bei Negativen. Die in die Farbautomatik integrierte Negativ-Umwandlung konnte weiter verbessert werden. Zudem entfernt IR-Clean 4.0 automatisch die durch Lichteinfall unbrauchbaren Bildbereiche, falls auf einem Filmstreifen einzelne Bilder schmaler als das 35-mm-Format geschnitten wurden.

Datensicherung 

Nach einer Digitalisierung von Erinnerungswerten und fotografischen Sammlungen ist die wichtigste technische Voraussetzung für eine sichere und dauerhafte Erhaltung erfüllt. Wir machen trotzdem kein Geheimnis daraus, dass auch Datenträger altern und falsch eingesetzt mit Verlustrisiken verbunden sind. Die Vorteile der modernen Digitaltechnik überwiegen deutlich. Mögliche Restrisiken bleiben vernachlässigbar klein, wenn einfache Grundregeln der Datensicherheit beachtet werden. Für Sie bedeutet das:

  • Wir unterstützen Sie mit technischen Empfehlungen für Ihre eigene Datensicherung oder bieten Ihnen alternativ unsere Dienstleistung als Lösung an.
  • Sie sollten magnetische Festplatten einsetzen, die im Gegensatz zu handelsüblichen USB-Sticks, CD-R oder DVD-R für eine Langzeitarchivierung gut geeignet sind.
  • Um einer Entmagnetisierung im Laufe der Zeit vorzubeugen, empfehlen wir, die Daten etwa alle 5 Jahre neu zu schreiben.
  • Cloud-Dienste eignen sich zunehmend für Sicherungskopien auch bei größeren Datenmengen.

Lieferung und Versand

Wenn die persönliche Abgabe oder der Abholservice aufgrund Ihres Wohnortes nicht infrage kommen, so bieten wir alternativ den Paketversand an. Mit einer Dateigröße von mehr als 200 MByte pro RGBi-Archivdatei werden die Möglichkeiten der modernen Digitalisierungstechnik ausgeschöpft. Für Sie bedeutet das:

  • Eine Online-Lieferung der Scan-Daten ist aufgrund der großen Datenmenge nur bei Probescans oder bei kleineren Aufträgen praktikabel.
  • Je nach Datenvolumen können Sie sich für die Lieferung der Scan-Daten zwischen Festplatten und USB-Sticks als Datenträger entscheiden. Bedenken Sie jedoch, dass USB-Speicher keine dauerhafte und sichere Speicherung garantieren.

Aktualisierungen

Änderungen und Aktualisierungen beispielsweise zu neuen Versionen von »IR-Clean« werden lokal auf dem Blog von Rasch-Diascan veröffentlicht und über die Social-Media-Kanäle bekannt gegeben.


Stand: 07.10.2024