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Dieser Beitrag fasst das Grundwissen im Bereich Rastergrafiken zusammen, das für die Praktiken des Scannens, der digitalen Fotografie, Bildbearbeitung und Ausgabe benötigt wird.

Pixel

Der Begriff Pixel (px) ist ein Kunstwort und ist aus den englischen Worten Picture (Pics oder Pix) und Element (El) zusammengesetzt. Ein solches Bildelement bzw. ein solcher Bildpunkt bezeichnet sowohl die kleinste Einheit einer digitalen Rastergrafik (Bildpixel) als auch eine Bildeinheit eines Bildschirmes (Monitorpixel).

 bildpixel_gnu_Phrod crt_pixel_gnu_Phrod tft_pixel_gnu_Phrod
Bildpixel (1)
 Monitorpixel eines CRT (2)
 Monitorpixel eines TFT (3)

Relative Bildauflösung

Die relative Bildauflösung beschreibt die Anzahl Punkte (Dots) oder Pixel auf eine bestimmte Einheit, meist in Inch (Zoll) angegeben (1 Inch = 2.54 cm). Je höher die Auflösung, desto besser die Qualität aber auch grösser das Datenvolumen. Für Bilder im Zusammenhang mit einem analogen Druck wird die Auflösung in Dots per Inch, kurz dpi angegeben. Im elektronischen Bereich mit Pixel per Inch, kurz ppi, wobei man mit dieser Bezeichnung nicht immer konsequent ist, was an der Datei jedoch nichts ändert. Für Bilder, die im Web publiziert werden, genügt eine Auflösung von 72 oder 96 ppi, was der üblichen Monitorauflösung entspricht. Bilder die mit dem Tintenstrahler oder Laserdrucker gedruckt werden, benötigen eine Auflösung von 150 dpi. Bilder für das Fotolabor oder den Offset-Druck (z.B. bei Magazinen) benötigen eine Auflösung von 300 dpi. Ausgenommen sind im Offset-Druck Prints mit einer grossen Bildrasterung wie z.B. Zeitungen, die nur 180 dpi benötigen.

Absolute Bildauflösung 

Die absolute Bildauflösung bezeichnet die gesamte Anzahl Punkte oder Pixel, die ein Bild besitzt. Handelsübliche Spiegelreflexkameras oder bessere Kompaktkameras besitzen heutzutage eine Auflösung von 6 bis 10 Megapixel. Für einen Tintenstrahlausdruck auf A4 (21 X 29.7 cm) oder für die Entwicklung auf Fotopapier und Offset auf 11 X 15 cm in guter Qualität reichen 2 Megapixel.

Farbtiefe

Die Farbtiefe wird in Bit angegeben. Damit ist die Anzahl der Farbwerte gemeint, das jedes einzelne Pixel annehmen kann. 1-Bit (=2 hoch 1) entspricht der Möglichkeit von 2, also z.B. von Schwarz und Weiss. 8-Bit (=2 hoch 8) entsprechen bereits 256 Farbwerten. Beim RGB Modus (mit drei Farbkanälen) von je 8-Bit sind also bereits 16.7 Mio. Farbwerte möglich (=2 hoch 24). Dies entspricht der Farbwiedergabe-Möglichkeit von den handelsüblichen Monitoren und wird als True Color bezeichnet. Zum Vergleich: Der Mensch kann 2 Mio. Farbwerte unterscheiden.

Farbmodus

Der Farbmodus beschreibt Aufbau und Einsatz der Farbkanäle, d.h. die Art, wie das jeweilige Bild die Farben zusammensetzt. Hierzu gehören die Modi Bitmap (Schwarzweiss), Graustufen, RGB, CMYK, Mehrkanal etc. Die fotografische Bildaufnahme und -bearbeitung erfolgt meist im RGB-Modus. Dies enspricht den Grundfarben der additiven Farbmischung Rot-Grün-Blau, was auch der Monitor verwendet. Für den Vierfarbendruck im Offsetdruck wird das Bild nach der Bearbeitung in den CMYK-Modus transferiert, was von den Polygrafen im Prepress-Bereich vorgenommen wird. Bei den handelsüblichen Tintenstrahldruckern wird dieser Vorgang vom Druckerprogramm selbst übernommen. Bei den Farbkonvertierungen entstehen Datenverluste und teils sichtbare Farbveränderungen, weshalb nicht unkontrolliert hin und hergewechselt werden sollte.

In der nebenstehenden Grafik (4) stellt das menschliche Farbspekturm(CIE Lab-Gamut ) dar im Vergleich zum RGB und CMYK-Spektrum, die sich technisch bedingt unterscheiden.
cie_lab_rgb_cmyk_gnu_Die_Zuckerschnute

Farbprofile

Ein Farbprofil dient dem Colormanagement und beschreibt den Farbraum von Geräten und Bilddateien. Ein Farbprofil hilft der Übereinstimmung von In- und Outputgeräten (Scanner, Digitalkamera, Monitor, Drucker etc.). Schliesslich sollen möglichst dieselben Farben gedruckt werden, die zuvor eingescannt und am Monitor angezeigt wurden. Beim Erstellen einer Bilddatei wird automatisch ein Farbprofil zugeordnet, das den spezifischen Farbraum beschreibt. Viele Geräte besitzen herstellerspezifische Farbräume. Diese Bilddateien sollten im professionellen Bereich zu Archivierungs- oder Bildbearbeitungszwecke in ein standardisiertes Profil konvertiert werden. Dazu bietet sich im RGB-Modus wegen der Grösse seines Farbraumes und der Bekanntheit z.B. das Adobe RGB oder CIE RGB Profil an. Der sRGB Farbraum reicht lediglich für den Webbereich und sollte wenn möglich vermieden werden. Für die Druckdateien nutzt man bei uns die Farbprofile Euroscale uncoatet für mattes und Euroscale coatet für glänziges Papier.

Bildformate

Der Begriff Bildformat hat in der digitalen Welt nichts mit dem Aufnahmeformat der analogen Fotografie (Abmessungen des Bildes) zu tun, sondern beschreibt die Art, in der Informationen in einer Datei gespeichert sind. Die gängigsten (und plattformübergreifenden) Formate von Rastergrafiken werden hier kurz vorgestellt.

JPEG (*.JPG) Joint Photographic Experts Group: Geeignet für speicherarme Aufnahmen sowie Publikation von Fotos im Web. Verlust-behaftete Kompression, verschiedene Qualitätsstufen wählbar. In der guter Qualität (80%) ist der Verlust visuell kaum ersichtlich, reduziert jedoch die Dateigrösse markant. Bei zu starker Kompression kommen Artefakte zum Vorschein und die Konturen werden unscharf. Dieses Format ist als Arbeitsdatei schlecht geeignet, da sich bei jedem Öffnen die Datei dekomprimiert und beim erneuten Sichern neu komprimiert, wodurch Bild-Informationen verloren gehen. Deshalb ist es ratsam, vor der Bearbeitung die Datei in einem Arbeitsformat wie PSD oder TIFF abzuspeichern und erst dann zu bearbeiten. Metadaten (EXIF und IPTC) können angefügt werden. Möglicher Nachfolger: JPEG200.

GIF (*.GIF) Graphics Interchange Format: Wegen dem kleinen Datenvolumen ist dieses Format für Publikationen im Web geeignet. Die max. 256 (8-Bit) Farbwerte können selbst festgelegt (indiziert) werden. Komplexe, weiche Farbverläufe (z.B. Naturfotografie) sind schwer wiederzugeben. Das Format ist vor allem für geometrische Grafiken (z.B. Logos) geeignet. Eine zusätzliche Spezialität ist der variable Alpha-Wert (durchsichtige Bildwerte) und die Möglichkeit zur Animation (animated Gif). Keine Einbindung von Metadaten möglich. Verlustlose Kompression. Nachfolger: PNG (bis 16-Bit Farbtiefe, bessere Transparenzeigenschaften etc.).

TIFF (*.TIF) Tagged Image File: Zum Dateiaustausch und Arbeitsvorlage bestens geeignet. Standard-Format im Prepress-Bereich da plattformunabhängig (Win, Mac, Linux) und kompatibler als alle anderen Formate. Unterstützt Scharzweiss-, Graustufen- und Farbbilder unter anderem im RGB- und CMYK-Modus. Pro Farbkanal 8 bis 16-Bit. Erfordert aber relativ viel Speicherplatz. Verlustlose Kompression um ca. 20-40% (LZW) möglich. Metadaten (EXIF und IPTC) können angefügt werden.

PSD (*.PSD) Photoshop Datei: Arbeitsdatei für das meistverbreiteste Pixelbildbearbeitungsprogramm Photoshop von der Firma Adobe. Farbtiefe je nach Wunsch 1 bis 16-Bit pro Kanal. Unterstützt alle gängigen Farb-Modi. Kann Ebenen, Masken und Vektorelemente enthalten (z.B. Schrift). Eignet sich nicht für den Austausch, da zur Betrachtung das kostenplichtige Bearbeitungsprogramm Photoshop benötigt wird und die Bilder speicherintensiv sind. Metadaten (EXIF, IPTC und proprietäre Felder) können angefügt werden.

RAW (*.RAW) Proprietäres Rohdatenformat von professionellen Digitalkameras. Kann als eine Art digitales Negativ verstanden werden, da vom Aufnahmegerät noch keine Bildkorrekturen vorgenommen wurden, wie es bei TIFF oder JPEG der Fall ist. D.h. das Bild besitzt eine hohe Informationsdichte. Allerdings ist es dem menschlichen Sehen noch nicht angepasst (z.B. noch kein Weissabgleich). Dies wird im Anschluss am Computer mit einem RAW-Converter vorgenommen (in Photoshop integriert oder separates Programm). Das Format ist von Hersteller zu Hersteller individuell. Somit existieren verschiedenste RAW-Formate. Schwierigkeiten entstehen bei der Kompatibilität (RAW-Plugin erforderlich). Da diese Formate proprietär und eher kurzlebig sind, eignen sie sich nicht zur Archivierung. Sind aber wegen der hohen Informationsdichte ideale Rohdaten. 

Hier finden Sie eine Liste weiterer Grafikformaten: http://de.wikipedia.org/wiki/Grafikformat

Bildquellen 

Die in diesem Beitrag verwendeten Bilder sind GNU-lizenziert von den Wikimedia-User Phrod (1, 2, 3) und die_zuckerschnute (4).