PHOTOKOLLEGIUM 5 E-Book

Jost J Marchesi

• Herausgeber: Photographie
• Kategorie: Geisteswissenschaft
• Serie: Photokollegium
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 204

Veröffentlichungsjahr: 2012

Beschreibung

Jost J. Marchesi hat es sich bei diesem neuen sechsbändigen Lehrwerk zur Aufgabe gemacht, sein bekanntes sechsbändiges Lehrwerk, das in den 80er Jahren zum ersten Mal erschienen ist, völlig zu überarbeiten und den aktuellen Entwicklungen der Fotografie anzupassen. Marchesi versteht es wie kaum ein Anderer, auch schwierige Zusammenhänge anschaulich und somit leicht verständlich darzustellen. Durchgehend vierfarbiger Druck auf hochwertigem Bilderdruckpapier für gute Bildqualität. Angenehme Handhabung durch flexiblen Einband. Vermittelt werden im neuen PHOTOKOLLEGIUM die Grundlagen, die es Auszubildenden an Foto- und Fachhochschulen ermöglichen, die notwendige Technik so zu erlernen, dass ihre digitalen Bilddaten problemlos, korrekt und nahtlos in den Workflow der digitalen Produktion einfließen. Nach wie vor ist die Qualität eines gedruckten Bildes von der Aufnahme abhängig. Trotz hoch moderner Computertechnik ist es letztlich aber nicht möglich, eine technisch miserable Aufnahme wirklich professionell aufzuarbeiten. Qualität beginnt mit dem seriösen Handwerk. Gleich wie ein Fotograf im Zeitalter der chemischen Fotografie wissen musste, wie ein Bild im Labor auszuarbeiten war, muss er heute wissen, wie man einen digitalen Bilddatensatz zu behandeln hat, damit dieser professionell und ohne Zusatzaufwand für den späteren Verwendungszweck optimiert wird.

Leseprobe

Band5Aufnahme und Bildbearbeitung in der digitalen Fotografie

Dateiformate und Bilddatenkompression

Digitale Bildaufnahme im Studio und on location

Grundeinstellungen und Farbräume

Systematik der Bildbearbeitung

Jost J. Marchesi

PHOTOKOLLEGIUM

Impressum

Herausgeber

Verlag Photographie

D-82205 Gilching

Layoutgestaltung

forma, ilka-Alexandra Marchesi

CH-8108 Dällikon

Lektorat

ilka-Alexandra Marchesi

Satz

Jost J. Marchesi

© Copyright 2011 by Verlag Photographie

D–82205 Gilching

Alle Rechte vorbehalten, insbesondere die der Reproduktion jeder Art. Wo nichts anderes vermerkt, liegen die Rechte der Abbildungen beim Autor.

1. Auflage 2011

gedruckte Ausgabe:

ISBN 978-3-943125-02-3

E-Book:

ISBN 978-3-943125-58-0

Vorwort

PHOTOKOLLEGIUM erscheint in sechs Bänden, welche sich mit der Theorie und den Grundlagen der Fotografie befassen. Der erste Band der Reihe erläutert die Basis der analogen Halogensilberfotografie. Band 2 ist der Optik in der Fotografie gewidmet und der dritte Band befasst sich mit Kamera-, Beleuchtungs- und Aufnahmetechnik.

Die Grundlagen der elektronischen Bildaufzeichnung sind ursprünglich in einer separaten, dreibändigen Reihe erschienen, welche nun neu überarbeitet und aktualisiert als Bände 4 bis 6 in das neue PHOTOKOLLEGIUM integriert sind. Damit erläutert der Gesamtlehrgang alle wesentlichen Grundlagen des Mediums. PHOTOKOLLEGIUM richtet sich an Auszubildende in Foto- und Fachhochschulen sowie an engagierte Fotoamateure.

Genauso wie ein Fotograf oder eine Fotografien im Zeitalter der chemischen Fotografie die entsprechende Technik beherrschen musste, um ein Bild im Labor auszuarbeiten, sollte er oder sie heute wissen, wie ein digitaler Bilddatensatz zu behandeln ist, damit dieser professionell und ohne Zusatzaufwand für den späteren Verwendungszweck optimiert ist.

Nachdem sich Band 4 der Reihe mit Theorie und Grundlagen der Digitalisierung sowie mit der notwendigen Hardware und den Schnittstellen beschäftigt hat, geht es in diesem fünften Band vermehrt in die Praxis. Hantierten die Fotografen und Fotografinnen früher mit Filmen, Dias und Negativen – Materialien, die man anfassen kann –, müssen sie sich heute um virtuelle Dateiformate und Bilddatenkompression kümmern. Der eigentliche Vorgang des Fotografierens hat sich nicht geändert. Das Medium ist jedoch noch techniklastiger geworden. Daher befasst sich ein breites Kapitel in diesem Band mit der digitalen Bildaufnahme im Studio und on location. Mit der Aufnahme ist das Bild aber noch nicht gemacht. Anstelle der früheren Laborarbeit kommt jetzt die professionelle Systematik der elektronischen Bildbearbeitung, die keinerlei Ähnlichkeit mehr mit der beglückenden Beschäftigung in der Amateur-Dunkelkammer aufweist. Der Lehrgang zeigt die Grundeinstellungen und erläutert die Arbeitsschritte im professionellen Bildbearbeitungsprogramm, die schließlich zum Erfolg führen.

Jost J. Marchesi

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 27

Dateiformate und Bilddatenkompression

Lektion 117

Dateiformat

Native Dateiformate

TIFF

PICT, IFF, HAM, BMP, RLE

PCX, PDF, JPEG

JPEG 2000

GIF, PNG

Meta- und Vektorformate

Lektion 118

Das digitale Negativ

Camera RAW

RAW-Konverter

Canon Digital Photo Professional

Camera RAW PlugIn

Adobe DNG Konverter

Lektion 119

Vom RAW zum TIFF

Einstellungen im RAW-Bild

Arbeitsfarbraum

Speicherung und Konversion

Schwächen der Digitalfotografie

Adobe Camera RAW PlugIn

Lektion 120

Hierarchische Bilddateiformate

Kodak Photo CD

FlashPix

Lektion 121

Bilddatenreduktion

Interpolation

Farbtiefenreduktion

Datenreduktion durch Kompression

Für Web und Geräte speichern …

Kapitel 28

Digitale Bildaufnahme im Studio und on location

Lektion 122

Beleuchtungstechnik und Kontrastkontrolle

Welche Lichtart eignet sich?

Didaktik der Beleuchtung

Klassischer Beleuchtungsaufbau

Arrangement

Licht «machen»

Kamerastandpunkt und Perspektive

Effektlicht

Lektion 123

Digitale Bildaufnahme im Studio

Multishot-Aufnahme

Rückteile von PhaseOne

Sinar-Back Highend-Rückteile

Lektion 124

Fortschritt

Evaluation

Kontrolle des Blaukanals

Proprietäre Datenformate

Lektion 125

Digitale Bildaufnahme on location

Foto-Computing

Portable Kameras

Lowend-Displaykameras

Qualitätsbeurteilung

Aufnahmen mit Highend-Kameras

Lektion 126

Weißabgleich

Mischlichtsituationen

Filteranwendung

Neutraldichtefilter

Polarisationsfilter

Lektion 127

High Dynamic Range

Digitale Rekonstruktion

Belichtungsreihe

Zu HDR Pro zusammenfügen …

Kapitel 29

Grundeinstellungen und Farbräume

Lektion 128

Farbmodus

Modus RGB oder CMYK?

Lektion 129

Farbumfang

Geräteunabhängiger Farbraum

Monitorprofile

Lektion 130

Druckerprofile

RGB-Arbeitsfarbraum

Farbeinstellungen

Profilzuweisung beim Drucken

Kapitel 30

Systematik der Bildbearbeitung

Lektion 131

Bildbearbeitung

Gradationseinstellung und globale Farbkorrektur

Licht nund Schatten setzen

Gradation heller oder dunkler

Gradation weicher oder härter

Histogramme

Tonwertkorrektur

Pipetteneinstellung

Blendenkorrekturen

Funktion Tiefen/Lichter

Lektion 132

Scharfzeichnung

Kanteneffekt

Unscharfmaskierung (USM)

Doppelte USM

USM im Luminanzkanal

Selektiver Scharfzeichner

Hochpassfilter

Schärfe manuell aufpinseln

Lektion 133

Farbstichkorrektur

Farbstimmung

Methodik der Farbstichkorrektur

Farbkorrektur mittels «Farbbalance»

Farbkorrekturen mit «Farbton/Sättigung»

Kolorieren, Tonen, Färben

Selektive Farbkorrekturen

Farbanpassung mit der Mitteltonpipette

Farbanpassung mit «Gleiche Farbe…»

Lektion 134

Hauttonwiedergabe

27Dateiformate und Bilddatenkompression

Dateiformat

Das Dateiformat bestimmt, wie die einzelnen Pixel eines Bildes für die Speicherung mathematisch behandelt werden. Sowohl bei der Bildaufnahme wie auch nach der korrekten Bildaufbereitung stellt sich die Frage, in welchem Dateiformat ein fotografisches Halbtonbild abgelegt werden soll, damit es sich universell und mit höchstmöglicher Qualität weiterverwenden lässt. Es ist daher unerlässlich, dass wir uns bereits vor der digitalen Aufnahme mit den wichtigsten Dateiformaten befassen.

Native Dateiformate

Viele Anwenderprogramme und gewisse Digitalkameras kennen eigene Dateiformate, welche nur innerhalb dieser Programme oder Systeme benutzt werden können. Beim Bildbearbeitungsprogramm Photoshop sind dies die Formate Photoshop und Photoshop 2. Letzteres sichert die Abwärtskompatibilität mit älteren Programmversionen. Da das Format Photoshop 2 mehrere Ebenen jedoch nicht unterstützt, ist es heute ziemlich wertlos. Das normale Photoshop-Format speichert jedes Attribut, das in Photoshop anwendbar ist, inklusive Ebenen und Alphakanälen. Das Format ist mindestens kompatibel mit der jeweiligen Vorgängerversion des Programms.

Hat man in Photoshop mehrere Ebenen angelegt, muss man zwangsläufig das native Dateiformat oder das Format TIFF verwenden. Alle anderen Dateiformate können Ebenen nicht mitspeichern. Will man ein fertig bearbeitetes Bild, das mehrere Ebenen enthält, in einem portablen, nicht nativen Dateiformat speichern, muss man zuerst die Ebenen auf eine einzige Hintergrundebene reduzieren. Erst dann lassen sich andere Dateiformate ansprechen.

Das native Dateiformat Photoshop speichert und öffnet Dateien schneller als dies andere Formate tun. Weil sämtliche programminternen Attribute mitgespeichert werden, eignet sich das native Format immer dann, wenn ein Bild sich noch in Bearbeitung befindet oder wenn vorauszusehen ist, dass zu einem späteren Zeitpunkt noch eine Ebene geändert werden muss. Soll eine Bilddatei direkt aus Photoshop zum Beispiel auf einen Tintenstrahl- oder Laserdrucker ausgegeben werden, kann die Datei in diesem Format belassen werden.

Das Dateiformat bestimmt, wie die einzelnen Pixel eines Bildes für die Speicherung mathematisch behandelt werden.

Anders sieht es aus, wenn die Bilddatei für den professionellen Druck zusammen mit Text und Grafiken verwendet werden soll. In diesem Fall müssen die Dateien umbrochen werden, wozu sie von einem Umbruchprogramm (wie QuarkXPress oder InDesign) übernommen werden. Dazu eignen sich native Dateiformate nicht. Vorzugsweise verwendet man das Format TIFF.

TIFF

TIFF (Tagged Image File Format) hat sich sowohl in der Macintosh- wie auch in der PC-Welt zum weitest verbreiteten Dateiformat für Rasterdateien im Prepress-Bereich entwickelt. Allerdings kann das Format keine objektorientierten Grafiken unterstützen (dazu verwendet man bevorzugt EPS) und es unterstützt nur die Kompressionsart LZW. TIFF lässt sich für Pixelbilder mit variabler Farbtiefe verwenden und ist in der Lage, Schwarzweiß-, Grauwert- und Farbbilder im Modus RGB, CMYK und LAB zu speichern. TIFF ist sehr variabel und kann bis zu vier Farbkanälen mit je maximal 16 Bit speichern (8 Bit pro Kanal sind üblich). Die Bildgröße kennt mit maximal vier Milliarden Bildzeilen praktisch keine Begrenzung. TIFF für Macintosh und PC sind leicht unterschiedlich definiert, was mit der nicht gleichen Anordnung der 8 Bit Blöcke in diesen beiden Welten zu tun hat. Der Macintosh konnte schon immer TIFF-Dateien lesen, gleichgültig aus welcher Welt sie kamen. Alte PCs mit Prozessoren 486 oder älter können dagegen Mühe mit TIFF-Dateien von einem Macintosh bekunden. Da derart veraltete Systeme aber kaum mehr in der Bildbearbeitung eingesetzt werden, kann man diese Einschränkung getrost vergessen. Und wenn man doch mal eine TIFF-Datei speichern will, die auf einem veralteten PC problemlos darstellbar sein soll, so kann man dies in der Speicheroption angeben.

Dateiformate in Photoshop

TIFF-Optionen

Options-Dialog beim Speichern von PICT-Dateien

In einem Mainstream-Dateiformat (nicht Photoshop Native und TIFF) lassen sich Dateien erst speichern, nachdem mehrere Bildebenen auf eine einzige Hintergrundebene reduziert worden sind.

In dieser Optionsbox kann man auswählen, ob die Datei LZW komprimiert werden soll oder nicht. Die LZW-Komprimierung (benannt nach ihren Erfindern Lempel-Ziv-Welch) ist ein absolut verlustfreies Kompressionsverfahren, in dem häufig verwendete Codes durch kürzere Zeichenketten ersetzt und Pixel mit gleicher Beschreibung zusammengefasst werden (verlustfreie Lauflängencodierung). Anders ausgedrückt, bei dieser Kompression wird nach Folgen einzelner Bytes gesucht und diese durch eine Angabe von Anzahl und Wert ersetzt. Die Verweise auf sich wiederholende Zeichenfolgen werden in einer Zuordnungstabelle abgelegt, die jedoch nicht in der eigentlichen Datei mitgespeichert wird. Die Zuordnungstabelle muss bei jeder Kompression oder Dekompression neu erzeugt werden, wozu jedesmal etwas Rechenzeit benötigt wird.

PICT

PICT war das native Grafikformat früherer Macintosh-Systemsoftware. Basierend auf QuickDraw, dem damaligen Grafikstandard von Macintosh, ist PICT eines der wenigen Dateiformate, das objektorientierte Vektordarstellung gleichermaßen beherrscht wie die Bitmap-Darstellung. Das Format unterstützt Bilder jeglicher Bit-Tiefe, Größe und Auflösung. Da es 32 Bit anbietet, kann man bei RGB-Bildern durchaus einen vierten Maskierkanal einrichten und speichern. Sofern die Systemerweiterung QuickTime installiert ist, können PICT-Bilder JPEG komprimiert werden. Allerdings würde ich diese Möglichkeit nicht nutzen, denn die JPEG-Kompression von QuickTime ist schlechter als diejenige, die Photoshop direkt beim Sichern unter JPEG bereithält.

Der wichtigste Grund, PICT-Dateien zu erstellen, ist in den Ausgabesystemen zu finden. Will man beispielsweise ein Bild aufbereiten, das zum Ausdruck auf einen nicht Postscript-fähigen Drucker (die meisten Billigdrucker) gedacht ist, so dürfte PICT eine gute Wahl sein. PICT-Dateien kann man in jeder Textverarbeitung öffnen, sofern Quick-Time installiert ist. Der Empfänger einer PICT-Datei kann diese somit öffnen, ohne im Besitz einer Bildbearbeitungs-Software zu sein. In Photoshop ab Version 12 (CS5) lässt sich dieses alte Format nicht mehr speichern. Zudem hatte es bei Bildbearbeitern nie praktische Bedeutung.

IFF und HAM

Beim IFF (Interchange File Format) handelt es sich um ein Allround-Grafik-Dateiformat des früheren Amiga von Commodore. Es wurde auch von einigen alten DOS-Programmen unterstützt.

HAM (Hold and Modify) war ein Datenkompressionsformat von IFF. Beide Formate haben nur noch historische Bedeutung.

BMP und RLE

BMP ist eine Windows Bitmap und damit das native Format von Microsoft Paint. Es wird von einer Reihe Windows-, DOS- und OS/2-Programmen unterstützt. RLE ist eine verlustfreie Kompressionsart, die beim BMP-Format zum Einsatz kommt.

PCX

PCX ist eigentlich kein Dateiformat, sondern die Extension (dreibuchstabige Datennamenerweiterung unter DOS), wie es das Malprogramm PC Paintbrush verwendet hat. Da Paintbrush das erste Malprogramm unter DOS war, tauchen immer noch solche Dateien auf.

PDF

Das PDF-Format (Portable Document Format) von Adobe ist eine weiterentwickelte Variante der Seitenbeschreibungssprache Postscript. Es wird in erster Linie dazu verwendet, um Dokumente weltenübergreifend zu publizieren. Jedes Dokument kann ins PDF-Format umgewandelt werden und von allen unter Zuhilfenahme des frei erhältlichen Acrobat Readers gelesen werden. PDF hat große Bedeutung erlangt für die Publikation im Internet oder auf CD-ROM.

Es macht jedoch kaum Sinn, einzelne Bilder im PDF-Format zu speichern, obwohl Photoshop dieses Dateiformat bedingt unterstützt. Dagegen eignet sich PDF ausgezeichnet, wenn fertige Text-Bild-Umbrüche (zum Beispiel. Dokumente, die mit QuarkXPress oder InDesign entstanden sind) im Internet publiziert werden. PDF hat auch im Highend-Publishing-Bereich große Bedeutung für den gesamten Belichtungs-Workflow. Wir werden uns innerhalb dieses Lehrgangs noch ausführlich damit beschäftigen.

JPEG

Eigentlich ist JPEG kein Dateiformat im engeren Sinn, sondern eine Bilddaten-Kompressionsform. JPEG (ausgesprochen «Tscheipegg») ist die Abkürzung für Joint Photographic Expert Group, eine Gruppe des CCITT (Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique) und Mitglied der ISO (International Standards Organization). Die Gruppe ist für die Entwicklung eines internationalen Standards zur Kompression von Farbstandbildern zuständig. Die ursprüngliche Idee war, Farbbilder rasch über ein Netzwerk zu übertragen. Die Aufgabe bestand darin, über eine Datenleitung mit der Übertragungsrate von 64 Kbps ein Bild mit der Auflösung von 720 × 576 Pixeln und 16 Bit Farbtiefe pro Pixel innerhalb von 10 Sekunden zu übertragen. Mit anderen Worten, es war eine Kompressionsrate von 1:10 gefordert.

Bei voller Farbinformation benötigt ein RGB-Bild pro Pixel eine Farbtiefe von 24 Bit. Um der Vorgabe zu genügen, konnte daher nicht im Farbraum RGB gearbeitet werden. Für die Kompression wird das RGB-Bild zunächst in den YUV-Farbraum übertragen (entsprechend dem CIELUV-Farbraum, siehe Band 6). Dabei wird jedem Pixel die gesamte Helligkeitsinformation mit 8 Bit zugeordnet (Y) sowie für je zwei nebeneinanderliegende Pixel einen Farb- und Sättigungswert (U,V), der dem Durchschnitt beider Pixel entspricht. Dadurch werden pro Pixel die geforderten 16 Bit erreicht.

Die Reduktion durch dieses Sampling ist mit fotografischen Bildern problemlos machbar. Ein Qualitätsverlust ist nicht feststellbar, weil die Luminanz (Helligkeitsinformation) für jeden Pixel als Originalwert bestehen bleibt und unser Auge bekanntlich auf geringste Änderungen der Helligkeit zwar sensibel reagiert, auf leichte Abweichungen der Farbigkeit dagegen nicht. Im RGB-Modus wäre diese Reduktion nicht möglich, weil dort jede der drei Farben die ganze Luminanzinformation enthält. Im LUV-Modus dagegen ist Luminanz (L) von Farbwert und Sättigung (U,V) getrennt.

Mit der Datenmengenhalbierung der Farbinformation ist die Datei nun aber erst um einen Drittel (verlustfrei) kleiner geworden. Für die weitere Kompression werden im JPEG-Standard unterschiedliche Algorithmen vorgeschlagen. Der am weitaus häufigste verwendete Algorithmus heißt lossy compression mode und funktioniert wie folgt: Nach der oben geschilderten Umwandlung in den LUV-Modus und dem erläuterten Farbsampling werden die Pixel zu Gruppen von 8 × 8 Pixeln zusammengefasst (8 × 8 Matrix). Für jede der Farb- und Helligkeitskomponenten wird eine discrete cosine transformation (DCT) durchgeführt. Dabei werden zuerst ein Durchschnittswert aller Pixel der 8 × 8 Matrix ermittelt sowie für jeden Pixel die Abweichung von diesem errechneten Mittelwert. Sofern die einzelnen Pixel des ganzen Blocks ähnliche Farben haben (und die Chance dazu ist relativ groß), sind die meisten der 64 Abweichungswerte nahe Null. Erst jetzt findet der eigentliche informationsreduzierende Schritt statt:

Erster Schritt bei der JPEG-Kompression: Sampling der ursprünglich 24 auf 16 Bit pro Pixel.

Qualitätsvergleich TIFF – JPEG: Das obere Bild wurde von einer unkomprimierten TIFF-Datei in der Größe 5,4 MB, das untere von einer komprimierten JPEG-Datei in der Größe 870 KB gedruckt. Die Qualitätsunterschiede sind bei Bildern mit nicht zu feinen Einzelheiten praktisch nicht zu erkennen.

JPEG-Optionen Dialogbox in Photoshop

In jedem Block wird jede der 64 Abweichungszahlen durch einen zu errechnenden quantization coefficient geteilt und gerundet. Ein ermittelter Koeffizient von 1 bedeutet keinen Informationsverlust, größere Werte bedeuten einen Qualitätsverlust. Da wir im vorangehenden Schritt die Annahme gemacht haben, die meisten Abweichungen seien nahe Null, werden in diesem Schritt bei der Rundung sehr viele oder sogar fast alle Werte zu Null.

Das soweit behandelte Bild wird nun mit der Zigzag-Scan-Methode in eine Byte-Folge gebracht, in der möglichst viele der vorher erzeugten Nullen hintereinanderliegen. Auf diese Byte-Folge wird schließlich der Runlength-Algorithmus angewendet, der mehrere hintereinanderliegende gleiche Werte durch einen Einzelwert und deren Anzahl ersetzt. Der übrig gebliebene Rest der Byte-Folge wird danach durch statisches Huffman-Coding komprimiert. Beide Kompressionsverfahren sind exakt und führen zu keiner Qualitätseinbuße.

Das gesamte JPEG-Kompressionsverfahren vermindert die Bildqualität, abhängig von der Stärke der Kompression. JPEG eignet sich für Bilder, in denen Farbübergänge fließend vorkommen (zum Beispiel fotografische Bilder) recht gut, nicht aber für Grafiken mit harten Farbübergängen oder Strichzeichnungen.

Bei Kompressionsraten zwischen 1:10 bis 1:20 wird die durchschnittliche Anzahl Bits pro Pixel von ursprünglich 24 auf 1 bis 2 reduziert. Je nach vorgegebenem Kompressionsfaktor sind dabei etwa die unten aufgelisteten Bildqualitäten zu erwarten. Die aufgeführte Einteilung entspricht etwa der Reglereinteilung in der Dialogbox von Photoshop, wenn die Datei als JPEG gesichert wird.

Als Empfehlung kann man sagen, für Nicht-Bildschirmverwendungen sei die Qualitätseinstellung 8 oder höher zu verwenden. Bei dieser Einstellung ist bei den meisten Bildern kein Qualitätsverlust sichtbar und die Datenreduktion doch bereits enorm.

JPEG ist ein kumulatives Kompressionsverfahren. Das heißt nichts anderes, als dass Photoshop ein Bild, das ein zweites Mal im JPEG-Modus gespeichert wird, dieses wieder komprimiert. Auf den ersten Blick ist das nicht besonders schädlich, denn beim Öffnen einer JPEG-Datei wird diese ja dekomprimiert und in ihrer ursprünglichen Größe dargestellt. Beim erneuten Speichern wird sie wieder komprimiert. Da jedoch JPEG ein verlustbehaftetes Kompressionsverfahren ist, werden die jeweiligen Fehler kumuliert. JPEG eignet sich daher auf keinen Fall, um auf dem Massenspeicher Platz zu sparen; für diesen Zweck verwendet man besser die Dateiform TIFF mit LZW-Kompression. JPEG sollte nur angewendet werden, um eine Bilddatei für den elektronischen Transport zu verkleinern, wobei man die Originaldatei tunlichst unkomprimiert oder mit einem verlustfreien Kompressionsverfahren behandelt archiviert.

JPEG-Komprimieren lassen sich nur RGB-oder CMYK-Bilder mit 8 Bit pro Kanal sowie Graustufenbilder mit 8 Bit. Bilder mit reduzierter (indizierter) Farbtiefe können nicht unter JPEG gespeichert werden.

In der unteren Hälfte der Dialogbox JPEG-Optionen sind unter Formatoptionen drei Radio-Buttons zu finden, um Bilder für das World Wide Web zu optimieren. Für die Verwendung in Druckmedien wird immer die Option Baseline (Standard) verwendet.

Der Ausdruck Baseline bezieht sich auf das Baseline-Format der Internet-Browser. Dieses Format stellt Bilder Linie um Linie auf dem Bildschirm dar. Die andere Option, die Browser kennen, heißt Progressive-Format. In diesem Format wird ein Bild auf dem Bildschirm in mehreren Durchgängen dargestellt, wobei die Auflösung sukzessive besser wird. Will man ein JPEG-Bild für das Internet im Baseline-Format aufbereiten, verwendet man die Option Baseline optimiert. Dieses Format verwendet eine bessere Huffman-Verschlüsselung (dynamische Codierung) und macht die Datei nochmals um 5 bis 10% kleiner. Wünscht man einen progressiven Bildaufbau (ähnlich wie interlaced bei GIF) wählt man die Option Mehrere Durchgänge. In einer Klappbox kann man dann die Anzahl Durchgänge für den gesamten Bildaufbau auf dem Bildschirm des Internetsurfers präzisieren.

JPEG 2000

Das JPEG-Format hat einige bekannte Problemzonen: Die typischen Artefakte sowie das Fehlen von Möglichkeiten, auch absolut verlustfrei zu komprimieren. Es gibt zwar Unterformate wie Lossless JPEG oder JPEG-LS, in der Praxis konnten sich diese jedoch nicht durchsetzen.

Nach dem Vergleich verschiedener Möglichkeiten entschied sich die Joint Photographer Experts Group, die nächste JPEG-Generation auf einer neuen Kompressionsmethode aufzubauen: Wavelets. Während das herkömmliche JPEG-Verfahren ein Bild in 8 × 8 Pixel große Blöcke aufteilt, um die Bildinformation mittels diskreter Kosinustransformation (DCT) zu komprimieren, zerlegt die Wavelet-Kompression das Bild vollflächig in bis zu 32 Transformationsebenen mit verschiedenen Auflösungen und Farbtiefen. So können keine Artefakte mehr entstehen und es lassen sich höhere Kompressionsraten erzielen. Je weniger detailliert ein Bild benötigt wird, umso weniger Wavelet-Schichten muss JPEG 2000 laden. Damit genügt es, lediglich eine einzige Datei in maximaler Auflösung zu speichern, um sämtliche Ausgabemedien vom Mobiltelefon bis zum Print-Produkt bedienen zu können. Neben weiteren Funktionen für die Ausgabe auf digitale Endgeräte bietet das neue Format auch speziell für die Print-Produktion einige Vorzüge. Mit JPEG 2000 gibt es die Möglichkeit, Bilder verlustfrei zu speichern. Die Komprimierungsstufe, bei der Informationen verloren gehen, erfolgt erst in einem zweiten Schritt, der sich wahlweise deaktivieren lässt.

JPEG 2000 kennt zudem Bilder mit bis zu 16 384 Komponenten, etwa Farbkanälen, wobei diese jeweils bis zu 38 Bit Farbtiefe aufweisen, zusätzlich aber auch in unterschiedlicher Bit-Tiefe und Auflösungen vorliegen können. Das bedeutet, dass auch das Einbetten von ICC-Profilen, Wasserzeichen oder die Unterstützung alternativer Farbräume zu RGB und YUV möglich sind.

Von Adobe-Programmen erhielt das Format lange Zeit keine Unterstützung. Es existierten jedoch PlugIns zu Photoshop wie Luratech Lurawave und Imagepress von Pegasus, die JPEG 2000 mit großem Funktionsumfang verarbeiteten. Seit Photoshop CS5 wird JPEG 2000 nun vollumfänglich unterstützt. Das Programm Vorschau von OS X kann JPEG 2000 Bilder ebenfalls öffnen und andere Dateien in JPEG 2000 umwandeln.

Spezialfall RAW

Photoshop bietet noch eine weitere Dateiform unter dem Namen Photoshop RAW an. Ein RAW-Dokument ist eine einfache Binärdatei, die keinerlei zusätzliche Informationen enthält. Sie enthält weder ein Kompressionsverfahren noch gibt sie Größe und Farbtiefe an und bietet keinen Farbmodus. Jedes Byte zeigt lediglich einen Helligkeitswert in einem einzelnen Farbkanal an. Photoshop bietet diese Funktion nur darum an, um Bilder in völlig unbekannten Formaten, beispielsweise solche von einem Mainframe-Computer, öffnen zu können. Innerhalb der Digitalfotografie hat mindestens das Wort RAW unter der Bezeichnung Camera RAW eine Renaissance erlebt (siehe Lektion 118). Camera RAW hat jedoch nichts mit dem ursprünglichen RAW-Format zu tun, außer dass es ebenfalls sehr proprietär ist.

GIF und PNG

GIF (Graphics Interchange Format) wurde ursprünglich von CompuServe entwickelt, um Bilder rasch über ein Modem in starker Kompression zu übermitteln. Für die Verwendung im Internet hat es sich weiterentwickelt. Für einen Großteil aller Grafiken und Bilder innerhalb von Internet-Seiten wird dieses Dateiformat verwendet, wobei die Anzahl Farben eines Bildes auf 256 oder weniger reduziert werden müssen. Gleich wie das Dateiformat TIFF benutzt GIF die verlustfreie LZW-Kompression.

Da GIF ein Format der kommerziellen Firma CompuServe ist und diese für die Verwendung des Dateiformats Lizenzgebühren von den Programmherstellern verlangt, ist ein weiteres Dateiformat für Internet-Zwecke entstanden:

PNG (Portable Network Graphics) verwendet eine verlustfreie Kompression und kann im Gegensatz zu GIF auch Millionen von Farben darstellen. Man ging davon aus, dass PNG das heute für Fotografien meistens verwendete (nicht verlustfreie) JPEG-Format im Internet ersetzen wird. Diese Prognose ist jedoch bis jetzt nicht eingetreten, da PNG-Bilder bei gleicher visueller Qualität eine mehrfach höhere Datenmenge ergeben.

Meta- und Vektorformate

Die bisher aufgeführten Dateiformate gehören (mit Ausnahme von PICT) zur Gruppe der Bitmap-Formate. Das heißt, die Beschreibung bezieht sich auf jeden einzelnen Pixel. Bei einem Vektorformat besteht die Datei dagegen aus einer mathematischen Beschreibung der dargestellten Bildelemente (Rechtecke, Linien, Kurven, Flächen, Körper). Da es sich um eine reine Umrissbeschreibung der einzelnen Objekte handelt, kann ein Vektorbild im Gegensatz zur Bitmap-Grafik ohne Qualitätsverlust beliebig vergrößert werden. Die Auflösung der Umrisslinien passt sich der Auflösung des Ausgabesystems an.

Zeichenprogramme wie Illustrator, Freehand, Canvas, CorelDraw usw. erzeugen das Dateiformat EPS (Encapsulated Postscriptfile). Es handelt sich dabei um ein eingeschränktes Postscript-File, das nicht alle Postscript-Befehle enthält. EPS-Dateien können von Photoshop geöffnet werden. Dabei wird die EPS-Illustration durch das pixelorientierte Bildbearbeitungsprogramm gerastert, das heißt, aus dem Vektorbild wird ein Bitmap-Bild gemacht. Während des Öffnens zeigt Photoshop eine Dialogbox, in der man Größe und Auflösung des Bildes festlegen kann.

Dialogbox beim Öffnen einer EPS-Datei in Photoshop

Photoshop rendert die Illustration in einer einzelnen Ebene vor einem transparenten Hintergrund. Bevor das Bild in einem Mainstream-Format gespeichert werden kann, muss es daher auf die Hintergrundebene reduziert werden.

Photoshop kann aber auch im EPS-Format speichern (Photoshop EPS). Da nur dieses Format spezifische Vorgaben wie Rastergrößen, Rasterformen, vorgegebene Druckkennlinien usw. mit dem Bild speichert, ist dieses Dateiformat dann anzuwenden, wenn solche Vorgaben nicht mehr verändert werden dürfen. Ein EPS-Dokument besteht intern aus zwei Teilen: der reinen Postscript-Beschreibungsdatei sowie einer Bitmap-Vorschau für die Bildschirmdarstellung. Beim Speichern erscheint eine Maske, in der man die Art und Qualität der Bildschirmdarstellung einstellen kann. In der gleichen Maske lässt sich auch die Codierung einstellen. Binär ist eine Huffman-Codierung, welche das Dokument verlustfrei komprimiert, indem häufig benutzte Zeichen durch kürzere Codes ersetzt werden. Die binäre Codierung wird innerhalb der Macintosh-Welt immer verstanden. Es gibt aber Programme, welche diese Codierung nicht verstehen. In diesem Fall wählt man die Codierung ASCII.

Codierungsoptionen Photoshop DCS 2.0

Die Variante EPS-DCS ermöglicht für jeden Farbauszug eine separate Datei anzulegen.

Quark XPress hat eine Variante des EPS-Formats entwickelt, das DCS (Desktop Color Separation). Für einzelne alte Belichter mussten Bilder in diesem Format gespeichert werden. DCS macht für jede der vier Farben CMYK eine separate Datei sowie zusätzlich eine Bitmap-Datei mit 72 dpi für die Bildschirmdarstellung. Wahlweise kann man die insgesamt fünf Dateien zusammengefasst in eine übergeordnete Datei oder als separate fünf Dateien speichern.

DCS-Dateienoben: DCS Einzeldatei; unten: DCS Fünf-Datei

Im zweiterwähnten Fall entsteht für jede Farbe eine Datei, ergänzt mit den Bezeichnungen C, M, Y und K sowie eine Datei ohne Ergänzung für die Bildschirmansicht. Eine Fünf-Datei kann dann sinnvoll sein, wenn direkt aus dem Photoshop eine einzelne Farbseparation ausgedruckt werden soll.

Photoshop kennt zwei verschiedene DCS-Versionen, die im Dialog des Speicherns gewählt werden können: Photoshop DCS 1.0 und Photoshop DCS 2.0, die sich inhaltlich nur wenig unterscheiden, jedoch eine angenehme Abwärtskompatibilität von neuen zu alten Photoshop-Versionen garantieren.

Das digitale Negativ

Soll ein digitaler, professioneller Datensatz zu einem Bild mit mindestens gleicher oder wenn möglich besserer Beeinflussbarkeit führen als ein herkömmliches Filmmaterial, ist ein «digitales Negativ» mit hoher Informationsdichte im Rohformat gefordert. Dazu gehören auch Zusatzinformationen, die einerseits automatisch beim Fotografieren aufgezeichnet werden, die jedoch auch nachträglich noch hinzugefügt werden können.

Metadaten

Generell versteht man unter dem Begriff Metadaten oder Metainformationen Daten, welche Informationen über andere Daten oder eine Datensammlung enthalten. Metadaten in der Digitalfotografie sind EXIF (Exchangeable Image File Format), IPTC-Daten (International Press and Telecommunications Council) sowie XMP (Extensible Metadata Platform), die im Datei-Header eines digitalen Datensatzes zusammengefasst werden können. Weiterführende Informationen über diese Metadaten finden Sie in Band 6, Lektion 156.

Camera RAW

Zu Beginn der Digitalfotografie haben sich die Kamerahersteller nach einem Dateiformat umgesehen, das bei durchschnittlich guter Qualität eine rasche Speicherung mit vernünftiger Datenkompression zulässt. Der Algorithmus für dieses Format musste bekannt sein und die Verwendung des Formats soll keine Lizenzgebühren nach sich ziehen. Die Entscheidung fiel logischerweise auf das Datenkompressionsformat JPEG.

Unabhängig, ob die vom Bildsensor ausgelesenen Bilddaten in einer Farbtiefe von 8 Bit oder mehr vorliegen, wird der Bildprozessor