Tutorial: Scans vektorisieren

In diesem Tutorial wird beschrieben, wie ein gescanntes Bild in Vektormaterial konvertiert werden kann. Dieser Prozess wird als Nachzeichnen oder Vektorisieren bezeichnet. Er kann entweder manuell oder mithilfe eines automatischen Tools erfolgen. In diesem Tutorial erläutern wir die Verwendung von Vector Magic zur Durchführung einer schnellen und problemlosen Konvertierung.

Auf welche Bildarten bezieht sich dieses Tutorial?

Dieses Tutorial bezieht sich auf:

• Scans von Bildmaterial, das ursprünglich gezeichnet oder auf Papier gedruckt wurde

Es bezieht sich nicht auf:

• Bitmaps, die von einer Original-Vektorgrafik digital gerastert wurden. Siehe separates Tutorial
• Fotos. Siehe separates Tutorial
• Bilder, die mit einem Bitmap-Bearbeitungstool wie Photoshop gezeichnet wurden.

Was brauche ich, um dieses Tutorial durchzuarbeiten?

• In diesem Tutorial wird die Vector Magic Desktop-Ausgabe verwendet. Sie können eine Testversion auf der Desktop-Anwendungsseite herunterladen.

• Die Online-Ausgabe ist dem vollautomatischen Modus in der Desktop-Ausgabe sehr ähnlich. Die Benutzeroberfläche sieht etwas anders aus, und Transparenz wird nicht unterstützt. Wenn Sie diese Einschränkungen berücksichtigen, können Sie auch die Online-Ausgabe zum Durchführen dieses Tutorials verwenden.

Bewährte Methoden für das Scannen von Bildmaterial, das vektorisiert werden soll

Scanner und Scansoftware sind von Hersteller zu Hersteller verschieden, deshalb halte ich meine Ausführungen so allgemein wie möglich. Die folgenden Erläuterungen dienen lediglich als Leitlinie; experimentieren Sie bitte selbst mit Ihren jeweiligen Geräten, Programmen und Quellmaterial, um die für Ihren Anwendungsfall optimale Lösung zu finden. Ich habe Folgendes festgestellt:

• Für schwarz-weißes oder Graustufen-Quellmaterial wählen Sie die Graustufen-Scanoption.

  • Wählen Sie nicht den schwarz-weißen Scanmodus, da es durch Quantisierung zu Datenverlust kommt.
  • Verwenden Sie nicht den Farb-Scanmodus, da er unerwünschte Farbartefakte im Scan um Formgrenzen herum erzeugt.
• Verwenden Sie für farbiges Quellmaterial die Farb-Scanneinstellung.
• Deaktivieren Sie alle Funktionen wie Unscharf maskieren oder sonstige Kontrast- oder Randverbesserungsfunktionen. Gewisse Aspekte des gescannten Ergebnisses lassen sich aus einer ästhetischen Perspektive mit diesen Funktionen zwar verbessern, aber sie erschweren nur die Vektorisierung.
• Achten Sie darauf, dass das Scannerbett sauber und frei von Staub ist.
• Scannen Sie das Bild mit 150-300 dpi. Für typische Scanner für den allgemeinen Gebrauch ist es selten sinnvoll, eine Einstellung von mehr als 300 dpi zu verwenden, da Scanner bei einer höheren Auflösung Details ohnehin größtenteils unscharf wiedergeben. Ich würde normalerweise für die meisten Scanaufgaben 150 dpi wählen, insbesondere wenn die daraus resultierende Bitmap vektorisiert werden soll.
• Vor der Vektorisierung sollten Sie den Scan nicht skalieren, filtern oder auf sonstige Weise ändern. Sie können ihn auf die richtige Größe zuschneiden, aber durch fortgeschrittenere Vorgänge werden in der Regel lediglich Informationen aus dem Scan entfernt.

Eine genauere Betrachtung der Scanqualität bei verschiedenen Auflösungen

Um einige der Scanmerkmale zu illustrieren, habe ich ein kleines Experiment durchgeführt.

• Ich habe ein interessantes Vektorbild eines keltischen Knotenmusters in der öffentlichen Domäne gefunden. Die SVG-Version können Sie hier herunterladen. Hier ist eine gerasterte Bitmap-Version dieser Datei:
• Als Nächstes habe ich diese Datei mit einem Laserdrucker hoher Qualität gedruckt. Dabei erhielt ich einen sehr scharfen, sauberen Ausdruck, der ein Quadrat von ca. 15 cm ausfüllte.
• Dann habe ich dieses Bild mit einem Canon-Scanner für allgemeine Anwendungen bei drei Auflösungen gescannt: 150, 300 und 600 dpi.

In diesem Abschnitt werde ich meine Feststellungen beschreiben. Wie im Abschnitt „Bewährte Methoden“ weiter oben erwähnt, habe ich die Schlussfolgerung gezogen, dass ein Scannen bei mehr als 300 dpi keinen Sinn macht. Natürlich erhalten Sie beim Scannen mit 600 dpi ein Bild, das doppelt so groß ist, aber es ist dann auch doppelt so verschwommen.

Die Scans selbst sind zu groß, als dass sie in diesem Tutorial online dargestellt werden können, aber hier befinden sich die Links zu den verschiedenen Größen: 150 DPI, 300 DPI und 600 DPI.

Die Vergrößerung einer Kante im Bild ist sehr informativ.

150 DPI

300 DPI

600 DPI

In der Auflösung von 150 dpi ist der verschwommene Bereich am Rand im Wesentlichen nur ein Pixel breit. Dies entspricht unseren Erwartungen. Wenn der Rand unendlich scharf ist, sollte er im Sensor des Scanners nur um einen Pixel wahrgenommen werden. Dieser Pixel sollte dann eine entsprechende Graufärbung aufweisen, je nachdem, wie weit der Pixel den Rand tatsächlich umspannt.

In der Auflösung von 300 dpi umspannt der verschwommene Bereich zwei oder drei Pixel, was darauf hinweist, dass Unschärfe aufgetreten ist. Es ist nicht eindeutig, ob dies auf die Grenzen der physischen Sensoren oder auf die vom Scanner vorgenommene Verarbeitung oder auf die Scanner-Software zurückzuführen ist. In jedem Fall ist die effektive Auflösung dieses Bild nicht 300 dpi.

Ähnlich verhält es sich bei der Auflösung von 600 dpi, bei der die Unschärfe drei oder vier Pixel umspannt. Auch hier hat ein derart verschwommenes Ergebnis eine wesentlich niedrigere effektive Auflösung.

In diesem Fall denke ich, dass ein Scan bei 150 dpi am sinnvollsten wäre. Würde ein besserer Scanner zur Verfügung stehen, dann wäre es vielleicht sinnvoll, den Scan mit 300 dpi durchzuführen.

Vektorisierung des Scans

Ich habe mich für den Scan mit 150 dpi entschieden. Mithilfe der Vector Magic Desktop-Ausgabe vektorisiere ich ihn jetzt folgendermaßen:

• Das Bild durch Ziehen und Ablegen in der Anwendung hochladen.
• Den „Basis-Assistent“ auswählen.
• „Logo mit überblendeten Kanten“ auswählen.
• Die Qualität „Mittel“ auswählen.
• „Zwei Farben“ auswählen.
• „Prüfung abgeschlossen“ auswählen.
• Die Ausgabe nach Wunsch speichern.

Auswertung des Ergebnisses

Im Großen und Ganzen ist das Ergebnis sehr ordentlich. Es gibt einige Ecken, die im Ergebnis leicht abgerundet erscheinen, im Original jedoch scharf sind. Das vektorisierte Ergebnis stimmt jedoch größtenteils sehr gut mit dem Original überein. Die SVG-Ausgabe dieser Vektorisierung kann hier heruntergeladen werden.

In den nachstehenden Screenshots ist ein vergrößerter Abschnitt des Ergebnisses abgebildet. Das erste Bild ist das vektorisierte Ergebnis, das zweite Bild ist der entsprechende Abschnitt der Bitmap, und das dritte Bild zeigt eine Überlagerung der Vektorpfade über dem Bitmap-Original. In diesem Abschnitt erscheint das Ergebnis scharf und sauber, und die Originalform wurde sehr gut reproduziert.



Ein Scan niedriger Qualität

Leider sind nicht alle Quellbilder so scharf und sauber wie im vorangegangenen Beispiel. Dieses Beispiel wurde durch Drucken einer Vektorgrafik mit einem Laserdrucker erzeugt, die sofort wieder eingescannt wurde. Das folgende Beispiel stellt uns vor eine sehr viel größere Herausforderung.

Dieser Scan ist sehr viel typischer für gescannte Grafiken im Allgemeinen. Die Person, die den Scanvorgang durchführte, machte den Fehler, den Scanner im Farbmodus zu belassen. Deshalb sind entlang den Formgrenzen farbige Kantenartefakte zu sehen. Die ursprüngliche Druckqualität scheint schlecht gewesen zu sein, und die Form ist im Allgemeinen unregelmäßig, als wäre sie von Hand gezeichnet worden. Eine in der Größe reduzierte Version des Bildes ist nachstehend abgebildet, und die Version mit der vollen Auflösung ist hier zu finden.



Die folgende Vergrößerungsansicht veranschaulicht einige der Herausforderungen, die sich uns in diesem Quellbild stellen.



Die Verfärbung ist deutlich zu sehen. Die oberen Abschnitte der weißen Formen sind blau und die unteren Abschnitte rot getönt. Außerdem erscheinen die Kanten extrem unregelmäßig.

Das vektorisierte Ergebnis

Ich verwende erneut die Vector Magic Desktop-Ausgabe zum Vektorisieren dieses Bildes. In diesem Fall probiere ich sowohl die Qualitätseinstellung „Mittel“ als auch „Niedrig“, um die jeweiligen Ergebnisse zu sehen.

Es ist anzumerken, dass die Vector Magic Desktop-Ausgabe beim Hochladen eines derart großen Bildes dieses zunächst analysiert, um festzustellen, ob es sinnvoll ist, die Bildgröße zu reduzieren. Beachten Sie bitte, dass es sich bei der verwendeten Größenanpassungsfunktion um ein sehr sorgfältig ausgewähltes Tool handelt, das die Qualität durch effektive Verwendung von Pixelmittelung optimal verbessern kann. Die meisten Größenanpassungsfunktionen in gewerblichen Bitmap-Editors führen Skalierungsvorgänge nicht auf diese Weise durch. Überlassen Sie Reduzierungsvorgänge also beruhigt Vector Magic. Und vergrößeren Sie auf keinen Fall die Größe einer Bitmap vor dem Hochladen in Vector Magic. Dadurch wird höchstens die Qualität des Ergebnisses beeinträchtigt.

Die Ergebnisse stehen hier zur Verfügung: niedrig (SVG), mittel (SVG).

Die nächsten drei Bilder zeigen stark vergrößerte Ansichten des Original-Scans und der beiden vektorisierten Ergebnisse. Bei dem ersten handelt es sich um das Original, das zweite stammt aus dem Ergebnis mit niedriger Qualitätseinstellung und das dritte aus dem Ergebnis mit mittlerer Qualitätseinstellung.



Welches der beiden Ergebnisse letztendlich besser ist, ist Geschmackssache. Das Ergebnis der niedrigeren Einstellung verwendet weniger Knoten und führt zu einer einfacheren Geometrie, während das Ergebnis der mittleren Einstellung die Geometrie originalgetreuer rekonstruiert, allerdings mehr Knoten verwendet. Ich persönlich bevorzuge das Ergebnis der mittleren Qualitätseinstellung, aber ich kann die Vorzüge beider Versionen nachvollziehen.

Ich habe noch ein letztes Bild hinzugefügt, in dem die Pfade aus dem Ergebnis der mittleren Einstellung die Bitmap überlagern. Wie auch in den anderen Beispielen können Sie feststellen, dass sich die Pfade sehr eng an die Quell-Bitmap halten. Dieses Merkmal ist eine der besten Stärken von Vector Magic im Vergleich zu anderen automatischen Vektorisierungstools.



Schlussbemerkungen

Dieses Tutorial dient als Richtlinie und enthält Anleitungen für die optimale Vektorisierung von Scans mithilfe der Vector Magic Desktop-Ausgabe. Es enthält eine Reihe von praktischen Tipps, um Ihnen dabei zu helfen, das meiste aus Ihrem Quellmaterial und Scanner herauszuholen. Außerdem haben wir zwei Beispiele für Scans vorgeführt, die vektorisiert wurden: das erste Beispiel war ein Scan hoher Qualität eines scharfen Originals guter Qualität, und das zweite war ein Scan niedriger Qualität eines Originals mit niedriger Qualität.

Ich empfehle Ihnen, mit diesen Funktionen einfach ein wenig herumzuspielen. Vector Magic kann ein leistungsstarkes Tool für das Vektorisieren von Scans sein, wenn es korrekt eingesetzt wird.