Bilder – Rastergrafiken

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 Bildgröße und die Farbtiefe. Abhängig von der Bildgröße ist die Auflösung. Hinzu kommen noch weitere Eigenschaften, wie Farbmodell und Farbraum, Komprimierung, Transparenz, Ebenen und Metadaten die hier ausführlicher erklärt werden.

Die einzelnen Eigenschaften können in Abhängigkeit von Quelle und Verwendung der Grafik stark variieren. Es ist praktisch unmöglich, genaue Vorgaben für die einzelnen Einstellungsmöglichkeiten zu machen. Sie sollten im Kontext des Projektes betrachtet werden und ihren Zweck erfüllen. Nichtsdestotrotz werden in diesem Abschnitt Anmerkungen über die Qualität gemacht. Entscheidend für die Nachnutzung von Rastergrafiken ist die Dokumentation, worin auch die Entscheidung für ein bestimmtes Format und dessen Einstellungen begründet 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 Bildgröße auch als Bildauflösung bezeichnet. Allerdings hängt die Auflösung von einem physikalischen Wiedergabemedium (z.B. Bildschirm oder ein A4 Ausdruck) ab, wobei die Punktdichte maßgeblich für die Wiedergabequalität ist. Die Punktdichte wird üblicherweise 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 Auflösung von 72dpi aus. Wenn das Bild jedoch gedruckt werden soll, muss mit einer Mindestauflösung 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 Weiß) speichern. Die Anzahl der darstellbaren Farbwerte steigt mit der Anzahl der Bits exponentiell. So können mit 8 Bits bereits 28 also 256 Farbwerte (üblicherweise Graustufen) und mit 24 Bits schon 224 = 16.777.216 Farbwerte (True color) dargestellt werden. Größere Farbtiefen von 30, 32, 36, 40 und 48 Bit werden hauptsächlich 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 für ein Pixel nicht direkt der Farbwert, sondern ein Index auf eine Farbe aus einer vorgegebenen Farbtabelle oder Farbpalette gespeichert. Somit können 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 üblicherweise mit Hilfe von Zahlentupeln beschreibt wie Farben dargestellt werden können. Alle Farben eines Farbmodells können dreidimensional als Farbraum dargestellt werden.

Übliche Farbmodelle sind RGB und CMYK. RGB wird hauptsächlich für die Bildschirmanzeige verwendet, während CMYK im Druckbereich verwendet wird. Insgesamt enthält RGB mehr Farbkombinationen als CMYK, weshalb es sein kann, dass RGB-Grafiken nicht exakt farbtreu gedruckt werden können.

Ein Farbmodell kann auf mehrere Farbräume abgebildet werden, weshalb es für RGB unter anderem die Farbräume sRGB und Adobe RGB gibt. Die eben genannten Farbräume sind genormte, ausreichend große Farbräume, die für die meisten Anwendungen ausreichen.

Die Kombination von Farbtiefe und Farbmodell beschreibt wie viele Bits pro Farbwert zur Speicherung zur Verfügung stehen und wie viele Farben im Endeffekt dargestellt werden. Beispielsweise bietet True Color für RGB, mit einer Farbtiefe von 24 Bit, jeweils 8 Bit für Rot, Grün und Blau. Da man bei CMYK noch einen vierten Wert berücksichtigen muss, hat True Color für 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 Dateigröße für einen bestimmten Zweck zu reduzieren, wie etwa zur Darstellung im Internet. Die Komprimierung von Rastergrafiken kann entweder verlustfrei oder verlustbehaftet erfolgen. Grundsätzlich 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 möglichst 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 führt etwa häufiges Bearbeiten und Abspeichern von JPEGs zum sogenannten Generationsverlust, der mit der Verwendung von TIFF-Dateien vermieden werden kann.

TIFF bietet die Möglichkeit, eine verlustfreie Komprimierung mit LZW anzuwenden. Allerdings ist dieses komprimierte TIFF-Format noch nicht für die Langzeitarchivierung erprobt.

Transparenz

Transparente Elemente in Grafiken werden von vielen Vektorgrafikformaten unterstützt. Da Transparenz üblicherweise mit dem sogenannten Alphakanal gespeichert wird, benötigt man ein Rastergrafikformat, das diesen berücksichtigt, wie z.B. TIFF, PNG oder GIF.

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

Ebenen

Eine weit verbreitete Funktion von Grafikprogrammen ist die Möglichkeit, verschiedene Bildelemente auf verschiedenen Schichten, den sogenannten Ebenen, zu verteilen. Diese Eigenschaft wird von den meisten Rastergrafikformaten nicht unterstützt.

Wenn die Datei als Rastergrafik gespeichert wird, werden die Ebenen von oben nach unten verschmolzen. Sollen einzelne Ebenen auch getrennt zugänglich sein, kann jede Ebene für sich als eigene Bilddatei zu gespeichert werden.

Metadaten

Einige Bildformate unterstützen die Speicherung der Metadaten direkt in der Datei. Dazu gehören auch TIFF, DNG und JPEG. Es gibt drei gebräuchliche Metadatenformate bzw. -standards, welche die Informationen jeweils in den Header der Bilddatei schreiben. Der erste für professionelle Arbeitsabläufe gestaltete Standard IIM wurde ab 1995 von Adobe teilweise in Photoshop übernommen. Daraus entwickelte sich dann der heute gebräuchliche IPTC-NAA-Standard. Gleichzeitig führte 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 überschreiben. Deshalb wird empfohlen, die Metadaten zu extrahieren und in einer gesonderten Textdatei zu speichern. Was für diese gesonderte Datei beachtet werden muss, wird im allgemeinen Abschnitt über Metadaten erläutert.

Die Informationen im Header sollten nicht komplett gelöscht werden, da im Dateiformat gespeicherte Metadaten das Aufkommen von verwaisten Werken verhindern, die keinerlei Rückschlüsse auf den Urheber zulassen.

Die Problematik der drei unterschiedlichen Standards wurde auch von namhaften Herstellern erkannt, weshalb die Metadata Working Group gegründet 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 übergreifenden Rahmen geregelt werden.

Anmerkungen zur Qualität

Gerade weil Rastergrafiken ein breites Anwendungsspektrum bieten, können hier keine spezifischen Aussagen zur Qualität gemacht werden. Im Prinzip muss also der Ersteller entscheiden, was für die jeweilige Aufgabe angemessen ist. Dabei sollte aber nicht nur auf die aktuellen konkreten Anforderungen, sondern gerade im Hinblick auf die spätere Verwendung (z.B. Publikation) oder Arbeitsschritte (z.B. Konvertierung) auch auf zukünftige 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: 12. Mai 2016