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Neben der eigentlichen »Pixel«-Auflösung ist auch die so genannte Farbtiefe ein qualitätsrelevanter Faktor bei der Digitalkamera. Ein Bildpunkt ist schließlich nicht nur ein Punkt an einer bestimmten Stelle des digitalen Bildes, sondern er besitzt auch eine ganz bestimmte Farbe, und diese sollte als Qualitätsmerkmal möglichst nah am Original sein.

Stichworte zum Inhalt

Farbtiefe

BIT & Byte

JPEG

RAW

 

Um die Bedeutung der Farbtiefe zu verstehen, muss man sich einmal die Art und Weise anschauen, mit der die Farbigkeit eines Pixels gespeichert wird.

Die Farbtiefe gibt die mögliche Anzahl von Helligkeits- beziehungsweise Farbabstufungen in einem Bild an. Das menschliche Auge erkennt in einer farbigen Fläche etwa 100 verschiedene Abstufungen – beispielsweise 100 verschiedene Varianten der Farbe Rot. Im Bereich der digitalen Bildaufzeichnung und -bearbeitung hat sich ein Wert von 256 Helligkeitsstufen pro Farbkanal als Standard etabliert. Um diese Farbinformationen in einem digitalen Bild zu speichern, ist ein Speicherplatz von acht Bit nötig. Diese Angabe findet sich auch in der Bezeichnung der Bilddaten wieder. Bei einem 8-Bit-Bild mit maximal 256 unterschiedlichen Helligkeitsabstufungen in einem einzigen vorhandenen Farbkanal handelt es sich um ein Schwarzweißbild.

Im Gegensatz zu Schwarzweißbildern, die nur aus einem Farb- oder besser gesagt Helligkeitskanal bestehen, werden Farbbilder aus den drei Farben Rot, Grün und Blau (RGB) additiv zusammengemischt. Dabei hat jede Farbe ihren eigenen Kanal. Pro Farbkanal können bei 8 Bit Farbtiefe wieder 256 Helligkeitsunterschiede dargestellt und beliebig miteinander kombiniert werden. Insgesamt macht das 16,7 Millionen Variationsmöglichkeiten oder Farbnuancen (256 Rot x 256 Blau x 256 Grün). Stehen die Werte für Rot, Grün und Blau alle auf null, so ergibt sich Schwarz; bei 255, 255, 255 entsteht Weiß. Sind die drei Farbanteile gleich (beispielsweise 150, 150, 150), so definieren sie einen neutralen Grauton.

Der dafür benötigte Speicherplatz beträgt 3 x 8 Bit also 24 Bit. Das Ergebnis ist also ein Bild mit 24-Bit-Farbtiefe, ein so genanntes Truecolor-Bild. Dieses kann von Truecolor-Geräten wie Computermonitor, Grafikkarte und Drucker angezeigt und ausgegeben werden, die alle mit maximal 24-Bit-Farbtiefe arbeiten.

Bei 24-Bit ist auf der Farbtiefenqualitätsskala aber noch nicht Schluss. Einige Geräte arbeiten mit 30, 36 oder sogar 48 Bit. Je höher die Farbtiefe, umso besser kann die Kamera feine Abstufungen in den Tiefen und Lichtern unterscheiden. Bei 30 Bit stehen dafür statt der 16,7 Millionen eine Milliarde und bei 36 Bit sogar 68 Milliarden Nuancen zur Verfügung.

Zwar wird diese enorme Farbauswahl für die Weiterverarbeitung letztendlich wieder auf die gängigen 24 Bit reduziert; dabei können jedoch die kritischen Bereiche wegen des umfangreicheren »Ausgangsmaterials« wesentlich differenzierter wiedergegeben werden.

Die meisten Kameras arbeiten im JPEG-Dateiformat mit der üblichen 24-Bit-Farbtiefe. Lediglich im RAW-Modus können Bilddateien mit einer Farbtiefe von bis zu 48 Bit generiert werden. Wer also auf der Suche nach der besten Farbausbeute ist, der sollte im RAW-Modus fotografieren. Mehr dazu im folgenden Abschnitt.

Farbe benötigt Speicherplatz

Und noch ein interessanter Zusammenhang: Die meisten Kameramodelle liefern, wie im oberen Absatz beschrieben, Bilddateien mit acht bis 16 Millionen Pixeln Auflösung. Bleiben wir mal am unteren Ende der Skala: Um zu ermitteln, wie groß der Speicherbedarf für ein solches 8-Megapixel-Bild ist, können Sie das oben angeführte Rechenspiel noch weiter treiben. Um einfacher mit den Zahlen zu jonglieren, wandeln wir die Bits in Bytes um, denn die Größe digitaler Bilder wird in (Mega-)Byte gerechnet: Acht Bit entsprechen dabei einem Byte. Jede Sensorzelle einer 8-Megapixel-Kamera erhält – wenn auch nur durch Farbinterpolation – die volle RGB-Farbtiefe von 3 x 8 Bit oder umgerechnet von 3 x 1 Byte. Wenn Sie die drei Byte Farbtiefe mit den acht Millionen Sensorzellen des CCD, die das Bild aufzeichnen, multiplizieren, kommen Sie auf eine Dateigröße von 24 Millionen Byte pro Bild. Würden Sie eine solche Datei in ihrer vollen Größe speichern, wäre Ihre Speicherkarte schnell voll. Deshalb greifen beim Abspeichern im JPEG-Format verschiedene Komprimierungsmethoden, die die gigantischen Datenmengen klein rechnen. In der Regel nimmt eine Datei aus einer 8-Megapixel-Kamera zwischen 1,5 und zwei Megabyte Speicherplatz in Anspruch.

Beim RAW-Format sind die Dateien aufgrund der höheren Farbtiefe etwas größer. Bei unserem Beispiel rangieren die Dateigrößen um die sieben MB.

Je größer die Farbtiefe, desto besser ist die Qualität eines Bildes und desto besser lässt es sich bearbeiten, ohne dass Tonwertlücken auftreten und das Bild in den Lichtern ausfrisst oder in den Tiefen zuläuft. Durch eine höhere Farbtiefe zeigen alle Bereichen eines Bildes mehr Farbinformationen. Eine Datei mit 8-Bit-Farbtiefe zeigt maximal 256 verschiedene Helligkeitsabstufungen pro Farbekanal; eine Datei mit 48-Bit-Farbtiefe kann mehr als 35 Billionen verschiedene Farben darstellen.

Farbtiefe berechnen

8 Bit = 256 Helligkeitsabstufungen pro Farbkanal

10 Bit = 1.024 Helligkeitsabstufungen pro Farbkanal

12 Bit = 4.096 Helligkeitsabstufungen pro Farbkanal

14 Bit = 16.384 Helligkeitsabstufungen pro Farbkanal

16 Bit = 65.536 Helligkeitsabstufungen pro Farbkanal

Nachdem der vorherige Beitrag gezeigt hat, dass es nicht nur auf die Anzahl der Pixel ankommt, sondern auch auf deren Größe, erläutert dieser Abschnitt den Zusammenhang zwischen Pixel, Auflösung und Bildgröße.

 

Stichworte zum Inhalt

Auflösung und Bildgröße

PPI und DPI

Dateigröße und Kompression

 

Die Auflösung scheint das alles bestimmende Thema in der digitalen Fotografie zu sein. Sie ist das Kaufkriterium Nummer 1 und steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Größe und Qualität der produzierten Bilddateien. Für den Ausdruck oder das professionelle Ausbelichten der Bilddaten ist die Auflösungsangabe ebenfalls von entscheidender Bedeutung.

Die Sensoren der aktuellen -Kameras liefern Auflösungen von acht bis 36 Millionen Pixeln. Diese Auflösungen errechnen sich aus der maximalen Anzahl der Bildpixel in der Breite mal der Anzahl der Pixel in der Höhe. So ergibt sich beispielsweise aus 3.504 x 2.336 Pixeln ein Wert von etwa 8,2 Millionen Pixeln Auflösung, genauer gesagt von 8.185.344. Dies sind die so genannten effektiven Pixel, die sozusagen aktiv an der Aufzeichnung des Bildes mitwirken. Mit der Anzahl der Pixel alleine wissen wir allerdings noch nicht, wie groß ein Bild gedruckt werden kann. Es kommt ein weiterer Faktor hinzu: die so genannte Dateiauflösung ppi (pixel per inch). Diese Dateiauflösung gibt Auskunft darüber, wie viele Pixel des Bildes auf einer Strecke von einem Inch (Inch = Zoll, entspricht 2,54 Zentimetern) angezeigt sprich gedruckt werden. Sie wird in den jeweiligen Bildbearbeitungsprogrammen in der Regel über die Option Bildgröße eingestellt.

Bei der für den klassischen Druck empfohlenen Dateiauflösung von 300 ppi werden vom Drucker 300 Bildpunkte auf einer Länge von einem Inch auf das Papier gebracht. Wie viele Druckpunkte (dpi) er dafür benutzt, ist eine andere Geschichte und hängt von den Druckereinstellungen ab.

Zurück zu unserem Beispiel: Bei maximaler Auflösung haben wir ein Foto mit den Pixelmaßen 3.504 x 2.336 gemacht. Um daraus ein Foto in bester Qualität zu drucken, werden Werte um die 300 ppi empfohlen. Nun haben Sie alle Angaben zusammen, um eine Berechnung der maximalen Bildgröße durchzuführen. Die Formel lautet: Bildgröße (cm) = Bildpunkte : Bildpunktauflösung x 2,54 cm oder in Zahlen ausgedrückt: 3504 : 300 x 2,54 = 29,66 cm; 2336 : 300 x 2,54 = 19,77 cm. Die maximale Größe für dieses Bild liegt also bei etwa 30 x 20 Zentimetern. Mit geringen Qualitätsverlusten sind auch Poster im Format 45 x 30 cm möglich und wenn man vom unteren Ende der Qualitätsskala mit 150 ppi ausgeht, lassen sich Formate bis maximal 60 x 40 cm realisieren.

Hinweis

Die Dateiauflösung ppi wird oft mit der Auflösung eines Druckers dpi (dots per inch) verwechselt. Die so genannte Druckpunktauflösung gibt an, wie viele Druckpunkte ein Drucker pro Inch drucken kann. Diese Einstellung wird über den jeweiligen Druckertreiber eingestellt.

Einstellen der JPEG-Auflösung in der Kamera

Wenn Sie bei einigen Kameras. nach den Pixelmaßen wie 3.504 x 2.336 suchen, werden Sie diese Angabe in dieser Form nicht finden. Stattdessen bestimmen Sie die Auflösung über den Unterpunkt »Qualität« in der Menüsteuerung. Dort stehen beispielsweise mit L (für »large«), M1 und M2 (für »medium«) sowie S (für »small«) vier verschiedene Auflösungsstufen zur Verfügung. Oder die Auflösungsstufen werden mit Kästchen stilisiert oder es sind Begriffe wie Fine, Extra Fine etc. zu finden.

Zusammen mit der Pixelauflösung sollte zumindest für die JPEG-Bilder die Kompression der Bilddaten eingestellt. Stellvertretend für den Grad der Kompression steht neben den Kürzeln L, M und S ein Symbol, das an ein Tortenstück erinnert. Zeigt dieses Tortenstück glatte Kanten, so ist eine niedrige Kompression und damit eine hohe Bildqualität eingestellt. Zeigt das Tortenstück eckige Kanten, ist eine hohe Kompression eingestellt, die eine geringere Bildqualität mit sich bringt. Alternativ können auch andere Symbole wie Kästchen oder die Begriffe High, Nonmal etc. für die Kompression stehen.

Bei der Kompression der JPEG-Daten werden wiederkehrende Strukturen und Farben sozusagen zusammengefasst. Da diese Art von Kompression verlustbehaftet ist, zeigen sich bei starker Kompression im Bild so genannte Artefakte. Diese Artefakte treten zuerst bei homogenen Farbflächen auf und unterteilen diese in kleine kachelartige Farbflächen.

Um für eine spätere Bearbeitung der Bilddaten am PC die besten Voraussetzungen zu haben, sollten Sie die Fotos mit der höchsten Auflösung und der geringsten Kompression aufnehmen. Das kostet zwar den meisten Speicherplatz, aber bei den derzeitigen Preisen für Speicherkarten sollte man lieber in eine größere Speicherkarte investieren, als nachher mit Bildern in schlechter Qualität arbeiten zu müssen. Die einzigen Gründe für eine geringere Qualität oder eine stärkere Kompression sind die Verwendung der Daten ausschließlich für das Internet oder Platzmangel auf der Speicherkarte. Mehr Informationen zu den Speicherformaten JPEG und RAW an späterer Stelle.

Hinweis

RAW-Bilder werden immer mit der höchstmöglichen Auflösung aufgenommen und bieten qualitative Vorteile bei der Nachbearbeitung