Rastergrafiken - Vertiefung

Da eine Rastergrafik mit in einem rechteckigen Raster angeordneten Bildpunkten beschrieben wird und jedem dieser Punkte (Pixel), ein Farbwert zugeordnet wird, gibt es zwei Hauptmerkmale: die Bildgr√∂√üe und die Farbtiefe. Abh√§ngig von der Bildgr√∂√üe ist die Aufl√∂sung. Hinzu kommen noch weitere Eigenschaften, wie Farbmodell und Farbraum, Komprimierung, Transparenz, Ebenen und Metadaten die hier ausf√ľhrlicher erkl√§rt werden.

Die einzelnen Eigenschaften k√∂nnen in Abh√§ngigkeit von Quelle und Verwendung der Grafik stark variieren. Es ist praktisch unm√∂glich, genaue Vorgaben f√ľr die einzelnen Einstellungsm√∂glichkeiten zu machen. Sie sollten im Kontext des Projektes betrachtet werden und ihren Zweck erf√ľllen. Nichtsdestotrotz werden in diesem Abschnitt Anmerkungen √ľber die Qualit√§t gemacht. Entscheidend f√ľr die Nachnutzung von Rastergrafiken ist die Dokumentation, worin auch die Entscheidung f√ľr ein bestimmtes Format und dessen Einstellungen begr√ľndet werden kann.

Bildgröße und Auflösung

RG_bildpunkte.png

Je mehr Bildpunkte eine Rastergrafik enthält, desto detaillierter wird die Abbildung. Die gleiche Grafik wurde hier mit 16x16, 32x32, 64x64 und 185x185 Pixeln dargestellt.
Je mehr Bildpunkte eine Rastergrafik enthält, desto detaillierter wird die Abbildung. Die gleiche Grafik wurde hier mit 16x16, 32x32, 64x64 und 185x185 Pixeln dargestellt.

Die Bildgröße beschreibt den Detaillierungsgrad einer Grafik mittels der Pixelanzahl. Dabei gilt: Je mehr Bildpunkte, desto höher ist auch der Detaillierungsgrad und die Dateigröße. Die Pixelanzahl kann durch die Gesamtanzahl der Bildpunkte, wie beispielsweise in der Digitalfotografie mittels Megapixeln, oder mit der Anzahl der Bildpunkte je Zeile mal der Anzahl der Bildpunkte je Spalte (z.B. 1024 × 768) angegeben werden. Aus der zweiten Darstellungsvariante geht auch das Seitenverhältnis hervor.

Umgangssprachlich wird die Bildgr√∂√üe auch als Bildaufl√∂sung bezeichnet. Allerdings h√§ngt die Aufl√∂sung von einem physikalischen Wiedergabemedium (z.B. Bildschirm oder ein A4 Ausdruck) ab, wobei die Punktdichte ma√ügeblich f√ľr die Wiedergabequalit√§t ist. Die Punktdichte wird √ľblicherweise in Punkten (dots per inch; dpi), Pixeln (pixel per inch; ppi) oder Linien (lines per inch; lpi) pro Zoll (inch) angegeben. Soll das Bild nur digital verwendet werden, reicht eine minimale Aufl√∂sung von 72dpi aus. Wenn das Bild jedoch gedruckt werden soll, muss mit einer Mindestaufl√∂sung von 300dpi gearbeitet werden.

Abhängig von der Aufgabe einer Rastergrafik muss eine geeignete Bildgröße gewählt werden. Dabei sollte bedacht werden, dass die Dateigröße mit dem Detaillierungsgrad steigt, und somit eine Balance zwischen dem benötigtem Detaillierungsgrad und der Dateigröße gefunden werden muss.

Farbtiefe

Mit der Farbtiefe (engl. auch bit depth) wird die Anzahl der Bits angegeben, die den Farbwert eines Pixels speichern. Ein Bit kann dabei 21, also zwei Farbwerte (z.B. Schwarz und Wei√ü) speichern. Die Anzahl der darstellbaren Farbwerte steigt mit der Anzahl der Bits exponentiell. So k√∂nnen mit 8 Bits bereits 28 also 256 Farbwerte (√ľblicherweise Graustufen) und mit 24 Bits schon 224 = 16.777.216 Farbwerte (True color) dargestellt werden. Gr√∂√üere Farbtiefen von 30, 32, 36, 40 und 48 Bit werden haupts√§chlich im Scan-, Kino-, TV- und Druckbereich verwendet.

Wie bei der Bildgröße steigt auch hier die Dateigröße mit der Farbtiefe, weshalb nur die minimal notwendige Farbtiefe gewählt werden sollte. Beispielsweise reicht es aus, eine Schwarz-weiß Grafik mit 8-Bit Graustufen zu speichern.

Ein Spezialfall sind indizierte Farben. Dabei wird f√ľr ein Pixel nicht direkt der Farbwert, sondern ein Index auf eine Farbe aus einer vorgegebenen Farbtabelle oder Farbpalette gespeichert. Somit k√∂nnen Bilder mit wenigen Farben Speicherplatz einsparen. Beispielsweise bietet das Dateiformat GIF eine Farbtiefe von 8 Bit.

Farbmodell und Farbraum

Ein Farbmodell ist ein mathematisches Modell, das √ľblicherweise mit Hilfe von Zahlentupeln beschreibt wie Farben dargestellt werden k√∂nnen. Alle Farben eines Farbmodells k√∂nnen dreidimensional als Farbraum dargestellt werden.

√úbliche Farbmodelle sind RGB und CMYK. RGB wird haupts√§chlich f√ľr die Bildschirmanzeige verwendet, w√§hrend CMYK im Druckbereich verwendet wird. Insgesamt enth√§lt RGB mehr Farbkombinationen als CMYK, weshalb es sein kann, dass RGB-Grafiken nicht exakt farbtreu gedruckt werden k√∂nnen.

Ein Farbmodell kann auf mehrere Farbr√§ume abgebildet werden, weshalb es f√ľr RGB unter anderem die Farbr√§ume sRGB und Adobe RGB gibt. Die eben genannten Farbr√§ume sind genormte, ausreichend gro√üe Farbr√§ume, die f√ľr die meisten Anwendungen ausreichen.

Die Kombination von Farbtiefe und Farbmodell beschreibt wie viele Bits pro Farbwert zur Speicherung zur Verf√ľgung stehen und wie viele Farben im Endeffekt dargestellt werden. Beispielsweise bietet True Color f√ľr RGB, mit einer Farbtiefe von 24 Bit, jeweils 8 Bit f√ľr Rot, Gr√ľn und Blau. Da man bei CMYK noch einen vierten Wert ber√ľcksichtigen muss, hat True Color f√ľr CMYK eine Farbtiefe von 32 Bit.

Wenn man im Zweifel ist, ob RGB oder CMYK verwendet werden soll, ist zu empfehlen das RGB-Farbmodell zu verwenden, da damit mehr Farben abgebildet werden können. Bei Bedarf lässt sich der Farbraum nachträglich in CMYK oder in einen indizierte Farbraum konvertieren.

Komprimierung

RG_generationsverlust.png

Visualisierung des Generationsverlustes. Ein Ausschnitt einer JPG-Datei links im originalen Zustand und rechts nach 2000-maliger Speicherung.
Visualisierung des Generationsverlustes. Ein Ausschnitt einer JPG-Datei links im originalen Zustand und rechts nach 2000-maliger Speicherung.

Das Ziel einer Komprimierung ist, die Dateigr√∂√üe f√ľr einen bestimmten Zweck zu reduzieren, wie etwa zur Darstellung im Internet. Die Komprimierung von Rastergrafiken kann entweder verlustfrei oder verlustbehaftet erfolgen. Grunds√§tzlich sollte bei der Speicherung einem Format den Vorzug gegeben werden, das entweder gar keine (z.B. TIFF oder PNG) oder verlustfreie (z.B. GIF, PNG oder TIFF mit LZW) Komprimierung verwendet. Verlustbehaftete Formate, wie etwa JPEG, sollten nur dann verwendet werden, wenn es nicht anders geht (z.B. weil die verwendete Digitalkamera nur dieses Speicherformat bietet) und m√∂glichst bald in ein verlustfreies Format konvertiert werden.

Im Umgang mit Rastergrafiken ist es wichtig, sich bewusst zu machen, wann eine Komprimierung erfolgt und in welchem Grad dies passiert. So f√ľhrt etwa h√§ufiges Bearbeiten und Abspeichern von JPEGs zum sogenannten Generationsverlust, der mit der Verwendung von TIFF-Dateien vermieden werden kann.

TIFF bietet die M√∂glichkeit, eine verlustfreie Komprimierung mit LZW anzuwenden. Allerdings ist dieses komprimierte TIFF-Format noch nicht f√ľr die Langzeitarchivierung erprobt.

Transparenz

Transparente Elemente in Grafiken werden von vielen Vektorgrafikformaten unterst√ľtzt. Da Transparenz √ľblicherweise mit dem sogenannten Alphakanal gespeichert wird, ben√∂tigt man ein Rastergrafikformat, das diesen ber√ľcksichtigt, wie z.B. TIFF, PNG oder GIF.

Bei der Konvertierung von einem Format in ein anderes, sollte darauf geachtet werden, ob Transparenz auch unterst√ľtzt wird.

Ebenen

Eine weit verbreitete Funktion von Grafikprogrammen ist die M√∂glichkeit, verschiedene Bildelemente auf verschiedenen Schichten, den sogenannten Ebenen, zu verteilen. Diese Eigenschaft wird von den meisten Rastergrafikformaten nicht unterst√ľtzt.

Wenn die Datei als Rastergrafik gespeichert wird, werden die Ebenen von oben nach unten verschmolzen. Sollen einzelne Ebenen auch getrennt zug√§nglich sein, kann jede Ebene f√ľr sich als eigene Bilddatei zu gespeichert werden.

Metadaten

Einige Bildformate unterst√ľtzen die Speicherung der Metadaten direkt in der Datei. Dazu geh√∂ren auch TIFF, DNG und JPEG. Es gibt drei gebr√§uchliche Metadatenformate bzw. -standards, welche die Informationen jeweils in den Header der Bilddatei schreiben. Der erste f√ľr professionelle Arbeitsabl√§ufe gestaltete Standard IIM wurde ab 1995 von Adobe teilweise in Photoshop √ľbernommen. Daraus entwickelte sich dann der heute gebr√§uchliche IPTC-NAA-Standard. Gleichzeitig f√ľhrte Adobe aber auch den XMP-Standard ein. Ein weiterer Standard ist Exif, der vor allem von Digitalkameras zur Speicherung der Aufnahmeinformationen verwendet wird.

Etwas problematisch ist, dass jeder Standard die Informationen in den Header der Bilddatei schreibt, weshalb die Gefahr besteht, dass sie sich teilweise √ľberschreiben. Deshalb wird empfohlen, die Metadaten zu extrahieren und in einer gesonderten Textdatei zu speichern. Was f√ľr diese gesonderte Datei beachtet werden muss, wird im allgemeinen Abschnitt √ľber Metadaten erl√§utert.

Die Informationen im Header sollten nicht komplett gel√∂scht werden, da im Dateiformat gespeicherte Metadaten das Aufkommen von verwaisten Werken verhindern, die keinerlei R√ľckschl√ľsse auf den Urheber zulassen.

Die Problematik der drei unterschiedlichen Standards wurde auch von namhaften Herstellern erkannt, weshalb die Metadata Working Group gegr√ľndet wurde, welche die Verwendung von Metadaten in Bilddateien vereinheitlichen will. Es soll aber nicht ein neuer Standard geschaffen werden, sondern die Nutzung der bestehenden Standards durch einen √ľbergreifenden Rahmen geregelt werden.

Anmerkungen zur Qualität

Gerade weil Rastergrafiken ein breites Anwendungsspektrum bieten, k√∂nnen hier keine spezifischen Aussagen zur Qualit√§t gemacht werden. Im Prinzip muss also der Ersteller entscheiden, was f√ľr die jeweilige Aufgabe angemessen ist. Dabei sollte aber nicht nur auf die aktuellen konkreten Anforderungen, sondern gerade im Hinblick auf die sp√§tere Verwendung (z.B. Publikation) oder Arbeitsschritte (z.B. Konvertierung) auch auf zuk√ľnftige Anforderungen geachtet werden.

Eine große Datei ist nicht gleichbedeutend mit guter Qualität. Andererseits sollte auch nicht zugunsten von Speicherplatz auf die Qualität verzichtet werden.

Letzte Änderung: 11. Mai 2015