Fragen zu Auflösung, Farbtiefe und Bildformat
Hat ein mit 2.800 dpi gescanntes Bild wirklich 30 Megabyte?
Scannt man ein Dia oder ein Negativ mit einer Auflösung von 2.800 dpi, so erhält man ein hoch aufgelöstes Bild mit einer Dateigröße von in der Tat knapp 30 Megabyte. Speichert man dieses Bild im TIF-Format ab, so bleiben in einer Datei von knapp 30 Megabyte Größe alle gescannten Bilddaten erhalten.
Im Normalfall benötigt man jedoch nicht dieses Rohdatenformat, wo jeder einzelne Pixel gespeichert wird, wie er gescannt wurde. Man komprimiert das Bild als JPG und erhält durchschnittlich eine Dateigröße von 1 Megabyte. In diesem Format erscheinen die Bilder auf dem Bildschirm oder auf Papier praktisch ohne nennenswerte Qualitätsverluste.
Worin unterscheiden sich TIF, JPG und PSD-Dateien?
Wer mit Adobe® Photoshop® ein Bild einscannt und dieses abspeichert, erhält eine .psd-Datei gigantischer Größe. Speichert man dasselbe Bild als .tif-Datei, so ändert sich die Größe kaum, während sie sich drastisch reduziert, wenn man das Bild als .jpg-Datei abspeichert. Worin unterscheiden sich die drei Formate?
Eine TIF-Datei enthält die nackten Bilddaten in unkomprimierter Form, also sämtliche Informationen, die der Scanner aus der Vorlage herausholt und liefert. TIF-Dateien sind sehr groß und unhandlich. Macht man aus einem TIF-Bild ein JPG-Bild, so erhält man eine bis zu 10 mal kleinere Datei ohne sehenswerte Qualitätsverluste.
Eine PSD-Datei ist ein Adobe® Photoshop® eigenes Dateiformat. Es enthält alle Informationen des TIF-Files, also alle originalen Bildinformationen, sowie weitere Photoshop®-interne Informationen wie z.B. welcher Zoomfaktor im Photoshop® zuletzt eingestellt wurde. In Photoshop® kann man z.B. mit dem Textwerkzeug eine Beschriftung zu einem Bild hinzufügen. Speichert man das geänderte Bild als PSD-Datei ab, kann man die Beschriftung nachträglich ändern oder verschieben; speichert man das geänderte Bild hingegen als TIF-Datei ab, so geht der Text in das Bild über und kann nicht mehr editiert werden.
Wozu benötigt man Scans mit 48 Bit Farbtiefe?
Wer mit normalen digitalen Bildern oder Fotos zu tun hat, hat in der Regel Bilder mit 24 Bit Farbtiefe, also 8 Bit pro Farbkanal. Was heißt das genau? Ein Bild am Bildschirm setzt sich aus den drei Grundfarben rot, grün und blau zusammen. Für jede dieser Grundfarben stehen 8 Bit zur Verfügung, so dass man für jede Grundfarbe insgesamt 256 Farbtöne unterscheiden kann.
Normale Scans bzw. normale Bilder bestehen also aus 256 verschiedenen Tönen in den drei Grundfarben. Viele Filmscanner bieten die Möglichkeit, Scans mit 48 Bit Farbtiefe zu erzeugen, also 16 Bit pro Farbkanal. Damit kann man pro Grundfarbe 65.536 verschiedene Farbtöne unterscheiden. Eines sei vorweggesagt: Für die Darstellung des Bildes am Bildschirm oder beim Druck macht sich diese größere Farbtiefe in der Regel nicht bemerkbar. Es gibt aber eine Anwendung, wo man eine höhere Farbtiefe braucht, nämlich beim Nachbearbeiten von Bildern.
Scannt man ein Bild mit der normalen 24 Bit Farbtiefe, hat man pro Farbkanal wie gesagt 256 verschiedene Farbtöne zur Verfügung. Bearbeitet man nun ein so gescanntes Bild z.B. mit Photoshop® nach, so kann es passieren, dass aus 256 Farbtönen nur noch 150 übrig bleiben. Diese Reduzierung der Farbtiefe macht sich natürlich deutlich in der Bildqualität bemerkbar.
Scannt man dasselbe Bild mit 48 Bit Farbtiefe, so erhält man 65.536 Farbtöne pro Farbkanal. Bei einer anschließenden Bildbearbeitung reduziert man diese 65.536 Farbtöne z.B. auf 12.000. Speichert man dann dieses bearbeitete Bild wieder im üblichen 24 Bit Format ab, so lassen sich aus den verbliebenen 12.000 Farbtönen pro Farbkanal durch Umrechnung und Kompression 256 neue Farbtöne erzeugen.
Scans mit einer höheren Farbtiefe lohnen sich also für solche Leute, die die Bilder nach dem Scannen noch intensiv nachbearbeiten, insbesondere mit Tonwertkorrekturverfahren.
Lohnt sich die 48 Bit Farbtiefe bei Schwarz/Weiß-Bildern?
Scannt man ein Farbbild im normalen 24-Bit Modus, so erhält man für jeden Farbkanal (rot, grün, blau) 256 Farben (8 Bit). Die Kombination dieser drei Farbkanäle ergibt 256 x 256 x 256 Farben, also ungefähr 16 Millionen verschiedene Farben!
Bei einem Schwarz/Weiß-Bild hat man nur einen Farbkanal. Ein normaler Scan ergibt daher nur 256 verschiedene Grautöne (8 Bit). Zwischen tiefstem Schwarz und hellstem Weiß erhält man also maximal 256 Farbtöne. Ist das Bild etwas kontrastarm, z.B. wenn die Töne nur zwischen dunkelgrau und dunklem weiß schwanken, erhält man unter Umständen nur 150 Grautöne. Das ist wenig!
Hier empfiehlt es sich, eine höhere Farbtiefe zu wählen. Eine Farbtiefe von 48 Bit bei Farbbildern entspricht 16 Bit bei Schwarz/Weiß-Bildern (nur ein Kanal). Man erhält also 65.536 verschiedene Grautöne bei einem solchen Scan. Auch wenn man das Bild nachbearbeitet (Grautöne wegschneidet oder das vorhandene Spektrum verbreitert, um einen größeren Kontrast zu erzielen), lässt sich das resultierende Bild mit vollen 256 Grautönen abspeichern.
Bei Schwarz/Weiß-Bildern lohnt sich also eine höhere Farbtiefe noch viel mehr als bei Farbbildern.
Wie viele gescannte Bilder passen auf einen CD-Rohling?
Ein CD-Rohling kann ca. 700 MByte Daten speichern. Die Anzahl der Bilder, die auf einen einzigen Rohling passen, ergibt sich aus der Scanauflösung und dem Datenformat, in dem die Bilder gespeichert werden.
Bei einem Scan mit 2800 dpi Auflösung erhält man knapp 30 Megabyte an Rohdaten. Scannt man mit 4000 dpi Auflösung, so steigt die Rohdatenmenge auf knapp 60 Megabyte an. Speichert man die Rohdaten z.B. im TIF-Format, so passen auf einen Rohling bei 2800 dpi Auflösung ca. 20-25 Bilder, bei 4000 dpi Auflösung nur noch 10-12 Bilder.
Normalerweise komprimiert man die Rohdaten jedoch mit dem JPG-Verfahren und erhält pro Bild eine Dateigröße von durchschnittlich 2-3 Megabyte. In diesem Format passen auf einen CD-Rohling ca. 200 Bilder.
Wie groß wird ein JPG-komprimiertes Bild?
Komprimiert man ein Bild mit dem JPG-Verfahren, so kann man auswählen, ob man höchste Qualität mit geringer Komprimierung oder niedrigste Qualität mit höchster Komprimierung will. Zwischen diesen beiden Extrema gibt es zahlreiche Abstufungen. Bei einer Komprimierung in höchster Qualität, kann man das komprimierte Bild nicht vom Original unterscheiden; bei maximaler Komprimierung erkennt man deutliche Qualitätsverluste.
Für den Alltag hat sich bei mir eine mittlere Komprimierung bewährt. Bei normalen Bildern erkennt man kaum Unterschiede zum Original. Bei mittlerer Komprimierung erhält man Dateigrößen zwischen 500 KiloByte und 1,5 Megabyte. Die Dateigröße hängt davon ab, ob man mit 2800 dpi oder mit 4000 dpi scannt und vor allem wie das Bild beschaffen ist.
Ein Bild, das zu 50% aus blauem Himmel besteht, lässt sich viel stärker komprimieren als ein detailreiches Bild wie die Fotografie eines Bücherregals oder eines Kirchenfensters. Die Dateigröße des komprimierten Bildes hängt auch von der Qualität des Bildes ab. Ein gestochen scharfes Bild mit einem 50 ASA-Film enthält deutlich mehr Informationen als ein leicht unscharfes Bild mit einem 200 ASA-Film. Entsprechend weniger lassen sich die Bildinformationen des scharfen Bildes komprimieren.
Wie groß sind die Qualitätsverluste im JPG-Format?
Wenn man ein mit 2800 dpi gescanntes Bild, welches 30 Megabyte an Bilddaten liefert, auf 1 Megabyte komprimiert, kann dies nicht ganz verlustfrei erfolgen. Wer sicher gehen will, dass er keine Information seines Bildes verliert, speichert seine Bilder im TIF-Format ab.
Komprimiert man ein 30 Megabyte großes Bild auf 2-3 Megabyte, so halten sich die Verluste in so engen Grenzen, dass man schon hoch zoomen und genau vergleichen muss, um Unterschiede zu erkennen. Bei einem Astro-Foto mit Tausenden von winzigen Sternen erkennt man leichte Verluste, während man bei einem typischen Urlaubsfoto praktisch keine Verluste erkennt.
Ein JPG-Bild von ca. 2-3 Megabyte Größe erscheint sowohl auf dem Bildschirm als auch auf Papier gestochen scharf. Eine eventuelle Unschärfe resultiert eher von der Kamera als von der Komprimierung.
Kann man ein gescanntes Dia auf DIN A4 ausdrucken?
Jeder Fotograf ist immer wieder aufs Neue fasziniert, wenn aus einem winzigen Dia ein mehrere Quadratmeter großes scharfes Bild auf der Projektionsleinwand wird. Natürlich ist man sich bewusst, dass man mehrere Meter Abstand zu der Leinwand hat und so nicht die kleinsten Details erkennen kann. Da stellt sich natürlich die Frage, wie scharf und gut ein auf DIN A4 ausgedrucktes Bild wird. Schließlich betrachtet man ein solches Bild aus nächster Nähe.
Um diese Frage nicht nur pauschal zu beantworten, muss ich ein bisschen ausholen. Seit Jahrzehnten gilt ein Ausdruck mit 300 dpi als ein gestochen scharfes Bild. Als Ende der 80er Jahre die ersten Laserdrucker mit 300 dpi auf den Markt kamen, träumten Millionen von Menschen von gestochen scharfen Ausdrucken mit einem Laserdrucker. Noch heute gilt ein Ausdruck mit 300 dpi als völlig ausreichend für einen qualitativ hochwertigen Druck.
Es stellt sich also die Frage, ob ein 36x24 mm großes Negativ oder Dia so hoch auflösend gescannt wird, damit beim Ausdruck 300 dpi erreicht werden. Scannt man ein 36x24 mm großes Dia mit 2800 dpi ein, so erhält man ein Bild mit knapp 3800 x 2600 Bildpunkten. Diese Punkte verteilen sich auf ein Blatt DIN A4.
Ein DIN A4-Bogen ist bekanntlich 29,7 x 21,0 cm groß. Lässt man ringsum einen freien Rahmen von 0,7 cm (üblicher Druckrahmen), so bleibt eine effektive Druckgröße von 28,3 x 19,6 cm. Teilt man diese Maße durch 2,5 (ein Inch entspricht ca. 2,5 cm), so erhält man eine Druckgröße von 11,3 x 7,8 Inch. Auf diesen Bereich verteilen sich also die knapp 3800 x 2600 Bildpunkte. Eine entsprechende Division liefert eine Druckauflösung von ca. 330 dpi. Man übertrifft also die gewünschte Auflösung von 300 dpi um ca. 10%.
Ich habe schon mehrere gescannte Dias auf DIN A4 ausgedruckt; das Ergebnis ist jedes Mal erneut phänomenal und beeindruckend (ein guter Farbdrucker ist natürlich Voraussetzung).
Ist ein 4000 dpi Scanner einem 2800 dpi Filmscanner vorzuziehen?
Ein Diascanner, der mit einer Auflösung von 4000 dpi scannt, scheint auf den ersten Blick einem 2800 dpi Filmscanner deutlich überlegen. Die Unterschiede erscheinen auf dem Datenblatt wie Tag und Nacht, da ein 4000 dpi Scanner doppelt so viele Bilddaten liefert als ein 2800 dpi Scanner.
Ich rate jedem, sich von solchen Zahlen nicht blenden zu lassen. Ein mit 4000 dpi gescanntes Bild ist nur dann von höherer Qualität, wenn das Filmmaterial auch die entsprechende Feinheit besitzt. Durchschnittsfotografen, die mit einer Kleinbildkamera oder einer günstigen Spiegelreflexkamera mit Standardobjektiv und Standardfilm ihre Urlaubsbilder machen, schießen keine Fotos, die mehr als 2000-2500 dpi Auflösung bieten. Scannt man solche Bilder mit 4000 dpi ein, erhält man nur doppelte Bildpunkte, aber kein schärferes Bild.
Auch wer ältere Bilder einscannt, erzielt selten Auflösungen von mehr als 2800 dpi. Eine physikalische Auflösung von 4000 dpi erzielen nur Fotografen, die sowohl eine hochwertige Kameraausrüstung verwenden als auch 100% exakt fokussieren und einen feinkörnigen Film verwenden.
Kann man ein gescanntes Dia auf DIN A3 ausdrucken?
Im vorigen Abschnitt habe ich vorgerechnet, dass man beim Ausdruck eines mit 2800 dpi gescannten Dias oder Negatives mit einer Auflösung von ca. 330 dpi scannt und somit eine hervorragende Bildqualität erhält.
Druckt man dasselbe Bild auf einem DIN A3 Drucker aus, so reduziert sich die Druckauflösung entsprechend auf 233 dpi (330/√2). Ein solches Bild ist aus nächster Nähe betrachtet nicht mehr 100% scharf; man kann die grobe Auflösung erkennen. Da man ein DIN A3 Bild jedoch normalerweise nicht aus 10 cm Entfernung sondern mindestens aus einem halben Meter Abstand betrachtet, ist auch ein so gedrucktes Bild zufriedenstellend.
Scannt man ein Dia oder Negativ jedoch mit einem 4000 dpi Filmscanner, so erhält man ein Bild mit ca. 5700 x 3800 Pixeln. Rechnet man diese Pixelmenge auf ein DIN A4 Blatt um, so erhält man eine Druckauflösung von knapp 500 dpi; beim Ausdruck auf DIN A3 erhält man entsprechend eine Druckauflösung von immer noch ca. 350 dpi. Auf diese Weise erhält man selbst auf einem DIN A3 Bogen ein sehr scharfes Bild, das man aus der Nähe betrachten kann. Voraussetzung ist natürlich, dass das Filmmaterial so scharf ist, dass man wirklich 5700 x 3800 Bildpunkte erhält.
Warum ist im Scanprogramm eine Farbtiefe von nur 16 Bit einstellbar obwohl der Scanner 48 Bit hat?
Jeder Filmscanner hat eine Farbtiefe von mindestens 24 Bit. Die meisten Modelle erlauben neben dieser Standard-Einstellung auch höhere Einstellungen, zum Beispiel 48 Bit. Oftmals sind in der Scan-Software im Listenfeld Farbtiefe jedoch nur 8 Bit oder 16 Bit einstellbar. Wo liegt der Fehler?
Auf der Seite Farbtiefe wird genau erklärt, was Farbtiefe allgemein bedeutet und was die Zahlenangabe im Einzelnen bedeutet. Kurz zusammengefasst bedeutet eine 24 Bit Standard-Farbtiefe, dass pro Farbkanal (rot, grün, blau) jeweils 8 Bit zur Verfügung stehen, also insgesamt 24 Bit. Bei Schwarz-Weiß-Bildern gibt es nur einen Farbkanal, den Graukanal; demnach ist bei Schwarz-Weiß-Bildern die Standard-Farbtiefe nur 8 Bit. Eine höhere Farbtiefe von 48 Bit bedeutet, dass bei Farbbildern 16 Bit pro Farbkanal (rot, grün, blau) zur Verfügung stehen. Bei SW-Bildern entspricht dies einer 16 Bit Farbtiefe.
In manchen Scan-Programmen hat man nun die Auswahl zwischen 24 oder 48 Bit, es wird also die Gesamt-Farbtiefe angezeigt. Bei anderen Scan-Programmen wird "nur" 8 oder 16 Bit angezeigt; es wird also nur die Farbtiefe pro Farbkanal angezeigt. Und noch andere Scan-Programm zeigen 8/24 bzw. 16/48 bit an, um darauf hinzuweisen, dass 8 Bit pro Kanal, also 24 Bit insgesamt bei Farbbildern ausgegeben werden.
Warum steht eine Auflösung von 300 dpi für ein gestochen scharfes Print-Bild?
Wer einen qualitativ hochwertigen Ausdruck, egal ob in Farbe oder in Schwarz-Weiß, machen möchte, wählt eine Druckerauflösung von mindestens 300 dpi. Verlage geben bei zu druckenden Fotos die benötigte Bildgröße und Auflösung gerne in der Form 10x15 cm bei 300 dpi an. Bildagenturen liefern zu vorhandenem Bildmaterial die Größe in der Form 20x30 cm bei 300 dpi, obwohl sie auch einfach sagen könnten, das Bild hat 4000 x 6000 Pixel oder 24 Megapixel.
Wie kommt diese magische Zahl von 300 dpi zustande? Als in den frühen 90er Jahren die ersten Laserdrucker mit einer Auflösung von 300 dpi auf den Markt kamen, sprach man von gestochen scharfer Auflösung, von versatzfreien Linien, auch wenn diese quer durchs Bild verliefen. Jedermann bestaunte die bis dahin ungekannte Top-Qualität der damals neuen Generation von Laserdruckern. In der Tat kann man auch heute noch, wo Laserdrucker die zum Teil doppelte oder vierfache Auflösung haben, feststellen, dass ein Ausdruck bei 300 dpi als gestochen scharf empfunden wird, dass man jedoch schon noch einzelne Pixel erkennen kann, wenn man das Bild aus allernächster Nähe mit der Lupe betrachtet. Also, wie kommt die Zahl 300 dpi zustande?
Das menschliche Auge hat ein bestimmtes Auflösungsvermögen. In einem normalen Betrachtungsabstand von 25 cm kann es maximal 6 Linienpaare pro Millimeter auflösen. Ein Linienpaar besteht aus einer schwarzen und einer weißen Linie nebeneinander. Sind also auf einem Millimeter Breite 6 schwarze und 6 weiße Linien abwechselnd nebeneinander angeordnet, so kann das menschliche Auge noch das Strichmuster erkennen. Sind auf einem Millimeter 7 oder mehr schwarze und weiße Linien nebeneinander angeordnet, so erkennt es nur noch eine hellgraue Fläche. Dies gilt alles für den erwähnten Betrachtungsabstand von 25 cm, also einen normalen Leseabstand. Geht man mit dem Auge näher an das Linienmuster heran, so kann man auch bei 7 Linienpaaren pro Millimeter das Muster erkennen. Verringert man den Abstand auf zum Beispiel 50 cm, so erscheint auch das Muster mit 6 Linienpaaren pro Millimeter als graue Fläche. Jeder kann dieses Experiment mit seinem eigenen Drucker ausprobieren.
Wie kommt man nun auf die Zahl 300 dpi? Eine Auflösung von 6 Linienpaaren pro Millimeter entspricht wie gesagt 12 Linien pro Millimeter. Das englische Maß Inch ist 25,4 mm lang, d.h. auf einem Inch befinden sich 25,4 x 12 Linien, also ungefähr 300 Linien. Die Auflösung 300 dpi bedeutet 300 Punkte pro Inch; dies entspricht also genau dem Sehvermögen des menschlichen Auges bei einem Abstand von 25 cm.
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