Digitale Bestandserhaltung von Dokumenten Merkblatt: Grafikdateiformate

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1 Digitale Bestandserhaltung von Dokumenten Merkblatt: 4 Grafikdateiformate

2 Dokumentkontrolle Verfasser: Adrian Brown, Digital Archives Analyst Dokumentreferenz DPGN-04 Ausgabe: 1 Ausgabedatum: 9. Juni 2003 THE NATIONAL ARCHIVES 2003 Seite 2 von 18

3 Inhalt 1 EINLEITUNG GRAFIKFORMATTYPEN Rastergrafiken Farbtiefe Farbenbereiche (Colour Spaces) und Farbpaletten Transparenz Interlacing Komprimierung Vektorgrafiken Metadateien RASTERGRAFIKEN Graphics Interchange Format (GIF) JPEG Dateiformate (JFIF und SPIFF) JPEG 2000 (JP2) PCX Portable Network Graphics (PNG) Sun Raster (RAS) Tagged Image File Format (TIFF) Windows Bitmap (BMP) VEKTORGRAFIKEN AutoCAD Drawing Format (DWG) AutoCAD Drawing Exchange Format (DXF) Microstation Drawing Format (DGN) Skalierbare Vektorgrafiken (Scaleable Vector Graphics, SVG) GRAFIKMETADATEIFORMATE Computer Graphics Metafile (CGM) Windows Metafile (WMF) Windows Enhanced Metafile (EMF) WordPerfect Graphics Metafile (WPG)...18 Seite 3 von 18

4 1 Einleitung Diese Ausführung stellt eines der Merkblätter einer vom Digital Preservation Department des The National Archives herausgegebenen Reihe dar. Die Merkblätter geben allgemeine Hinweise und Leitlinien im Hinblick auf die Bestandserhaltung und das Management von elektronischen Dokumenten. Diese Ausführung richtet sich an all jene, die mit der Erstellung von Dokumenten zu tun haben, die langfristig vorgehalten werden müssen. Sie gibt Hinweise zu allgemeinen Fragen, die sich den Erstellern und Verwahrern von elektronischen Dokumenten bei der Auswahl von zu verwendenden Dateiformaten für Grafiken stellen. Das The National Archives gibt hinsichtlich der Auswahl der Bilddateiformate für zu überstellende Dokumente keine spezifischen Empfehlungen ab. Diese Auswahl muss immer von den funktionellen Anforderungen im Rahmen des Prozesses der Dokumenterstellung bestimmt werden. Allerdings sollten sich die Ersteller von Dokumenten darüber im Klaren sein, dass die langzeitliche Aufbewahrung sowohl ein Erfordernis für die laufenden Geschäftsprozesse als auch für die archivarische Bestandserhaltung ist. Hinweise zur Auswahl von zu verwendenden Dateiformaten für die langzeitliche Bestandserhaltung von Dokumenten gibt Merkblatt 1 dieser Richtlinienreihe. Diese Ausführung gibt einen zusammenfassenden Überblick über die zurzeit am meisten verwendeten Dateiformate und verweist auf detailliertere Quellen, um den Erstellern, Verwaltern und Archivaren von Daten Hilfestellung für deren Entscheidungsfindung zu geben. Dabei beschränken wir uns auf statische Bilder und behandeln keine Grafikanimationen oder Videoformate. Auch Page Description Language und Präsentationsdateiformate wie PostScript und Portable Document Format (PDF), die ebenfalls Grafikdaten enthalten können, werden nicht berücksichtigt. 2 Grafikformattypen Es gibt zwei unterschiedliche Ansätze zur digitalen Kodierung von statischen Bildern. Diese sind unter den Bezeichnungen Raster- und Vektorgrafiken bekannt. Eine weitere Gruppe von Formaten, bekannt unter der Bezeichnung Metadateien, kann sowohl Raster- als auch Vektordaten in einer Datei speichern. Für die Kodierung jedes einzelnen dieser Grafiktypen gibt es eine ganze Reihe von Dateiformaten. 2.1 Rastergrafiken Eine Rastergrafik besteht aus einem zweidimensionalen Pixelgitternetz, wobei jedes Pixel einem spezifischen Farbwert entspricht. Die unten stehende Grafik ist dafür ein einfaches Beispiel: Seite 4 von 18

5 Die Bilddaten werden in der Regel als eine Abfolge von Scanlinien gespeichert, wobei jede Scanlinie eine Reihe des Grafikgitternetzen darstellt. Jede Scanlinie beinhaltet dabei Sequenzen von aufeinander folgenden Werten, die wiederum die Farbe jedes einzelnen Pixels in der Reihe repräsentiert. Die Scanlinien können innerhalb der Bilddatei angrenzend aneinander gespeichert werden oder streifen- oder kachelmäßig aggregiert werden, wodurch die Decodierung und Dekomprimierung eines Bildes beschleunigt werden kann. Beim Umgang mit Rastergrafiken müssen eine Reihe von Sachverhalten berücksichtigt werden: Farbtiefe Die Farbtiefe beschreibt die Anzahl unterschiedlicher Farben, die von einem einzelnen Pixel innerhalb einer Rastergrafik dargestellt werden kann. Die Farbtiefe ist abhängig von der in jedem Pixel vorhandenen Bitanzahl. Beispielsweise können Pixel, die aus einem einzigen Bit bestehen, nur zwei Farben (repräsentiert durch 0 und 1) darstellen, wohingegen Pixel mit 24 Bit 2 24 ( ) Farben darstellen können. Die am häufigsten anzutreffenden Farbtiefen sind folgende: 1 Bit: Monochrom (2 Farben) 4 Bit: Graustufen oder Farbe (16 Farben) 8 Bit: Graustufen oder Farbe (256 Farben) 16 Bit: High Colour ( Farben) 24 Bit: True Colour ( Farben) True Colour ist die Bezeichnung, weil diese Darstellungsart in ungefähr der Anzahl einzelner vom menschlichen Auge unterscheidbarer Farben entspricht Farbenbereiche (Colour Spaces) und Farbpaletten Farben werden durch die Spezifizierung einer Reihe von Werten definiert. Das Schema, das die Art dieser Werte definiert wird als Colour Space (Farbenbereich) bezeichnet. Der am häufigsten anzutreffende Farbenbereich ist RGB. Dieser definiert Farben nach ihren Rot, Grün und Blau-Bestandteilen. In der Regel wird jeder Farbbestandteil als ein Byte gespeichert, wobei dieser Farbbestandteil einen Wert zwischen 0 und 255 haben kann. Jede Farbe kann daher als eine Kombination von Rot-, Grün- und Blau-Werten spezifiziert werden, zum Beispiel: Seite 5 von 18

6 Farbe Rot Grün Blau Schwarz Weiß Blau Gelb Gelb entsteht durch das Mischen von Rot und Grün, denn RGB benutzt additive Farben, d.h. Farben, die durch Licht entstehen und nicht durch Pigmente. Substraktive (Pigment-) Farben, die zum Beispiel für den Printbereich verwendet werden, benutzen den Farbenbereich CMYK. Dieser spezifiziert Farben nach ihren Zyan-, Magenta- und Gelbkomponenten (das K steht für Schwarz, das aus praktischen Gründen getrennt betrachtet wird). Ein weiterer gebräuchlicher Farbenbereich ist HSV, der Farben durch eine Kombination aus den Größen Farbtönung, Saturierungsgrad und Wert spezifiziert. Ebenso wie RGB benutzt HSV ein additives Farbsystem. Die Farben individueller Pixel können innerhalb einer Datei je nach Farbtiefe auf drei verschiedene Arten gespeichert werden. Für 1-Bit-Pixel wird die Farbe entweder durch eine 0 oder eine 1 definiert, womit Schwarz oder weiß dargestellt werden kann. Für Farbtiefen von bis zu 8 Bit pro Pixel werden im Allgemeinen indexierte Farben benutzt. Jeder Pixelwert bezieht sich auf einen Eintrag in einem Index (auch als Palette oder Nachschlagtabelle Look-up Table bekannt). Dieser Index ist in der Regel in derselben Datei gespeichert. Der Index bezieht seine Werte auf die eigentlichen, anzuzeigenden, Farbwerte. Dadurch können Grafikdaten effizienter gespeichert werden, denn die realen Farbwerte müssen nur einmal gespeichert werden und nicht jedes Mal extra für jedes Pixel. Außerdem können auf diese Weise auch Farben einer 8-Bit-Datei aus einer Palette von Farben ausgewählt werden, auch wenn im Bild selbst nur 256 Einzelfarben verwendet werden können. Bei Farbtiefen über 8 Bit werden Farben üblicherweise mit ihren eigentlichen Werten pro Pixel gespeichert (zum Beispiel als RGB-Werte), und zwar weil jede Farbpalette zu groß ausfallen und damit keine Speicherplatzersparnis mehr erzielt würde Transparenz Rastergrafiken sind normalerweise opak. Aber einige Formate ermöglichen die transparente Darstellung von Teilen eines Bildes Dies ist von Nutzen bei der Überlagerung von Grafiken oder beim Erstellen von Icons. Dieser Effekt wird in der Regel durch die Zuteilung von 8 Bit pro Pixel an einen Alpha Channel erreicht. Dieser kann auf verschiedene Transparenzniveaus zwischen 0 (opak) und 256 (vollständig transparent) gesetzt werden. Transparenz wird nur von bestimmten Grafikformaten unterstützt. Seite 6 von 18

7 2.1.4 Interlacing Rastergrafiken werden normalerweise als eine Reihe aufeinanderfolgender Scanlinien gespeichert. Bilddaten können aber auch vermischt werden, wobei die Scanlinien nicht in ihrer eigentlichen Sequenz gespeichert werden. Die einfachste Speicherform besteht darin, die geraden Scanreihen zuerst zu speichern und dann die ungeraden. Auf diese Art wird das Bild in zwei Stufen aufgebaut. Die erste Stufe zeigt nur die geraden Reihen und die zweite Stufe baut mit den unebenen Reihen das komplette Bild auf. Das Interlacing (Vermischen) von Grafikdaten erlaubt die Bildbetrachtung noch bevor alle Bilddaten komplett eingelesen worden sind. Dies kann sich als hilfreich erweisen, wenn die Daten aus dem Internet heruntergeladen werden. Interlacing wird nur von bestimmten Grafikformaten unterstützt. Seite 7 von 18

8 2.1.5 Komprimierung Es gibt mehrere unterschiedliche Komprimierungsalgorithmen zur Reduzierung der physischen Größe einer Datei. Grafikkomprimierungstechniken komprimieren die Bilddaten innerhalb einer Datei und unterscheiden sich vollständig von Dateikomprimierungsmethoden wie WinZip, die den gesamten Datei-Bitstream verkleinern. Grafikkomprimierungsalgorithmen lassen sich in zwei Kategorien unterteilen: Komprimierung mit Verlust (etwa JPEG) erzielt seinen Effekt auf Kosten der Bildqualität, indem einige Bildinformationen entfernt werden. Komprimierung ohne Verlust (beispielsweise CCITT, Group 4) verringert die Dateigröße bei gleichzeitigem Erhalt aller Bilddateiinformationen, wodurch es zu keinerlei Verlust der Bildqualität kommt. Ausführlichere Informationen und Tipps zu Grafikkomprimierungstechniken gibt Merkblatt Vektorgrafiken Vektorgrafikformate speichern Bilder als mathematische Darstellungen von Grafikelementen etwa Formen und Linien. So kann beispielsweise ein Liniensegment mit Hilfe der Koordinaten seines Ausgangspunkts, einer Richtung und einer Länge definiert werden. Vielschichtigere Formen können dabei aus mehreren einfachen Formen aufgebaut werden und in sich geschlossene Formen können mit Farben ausgefüllt werden. Einige Vektorformate unterstützen auch 3-D-Objekte, etwa Wire Frame-Modelle. Vektorformate kommen zumeist im Bereich Computer-Aided Design (CAD) zum Einsatz, denn sie eignen sich besonders für die Erstellung von architektonischen und technischen Zeichnungen, Karten, Schaltbildern und Diagrammen. Sie sind auch die Basis für 3-D- Modelle und 3-D-Animationen. Diese Anwendungsbereiche sprengen allerdings den Rahmen dieses Merkblatts. Vektorgrafiken können problemlos bearbeitet und deren Größe verändert werden, ohne dass die Grafikqualität darunter leidet. Die Größe einer Vektordatei ist abhängig von der Komplexität einer Grafik im Gegensatz zu Rastergrafiken. Vektordateien lassen sich in der Regel nicht komprimieren, deren Größe bewegt sich aber normalerweise weit unter den Dateigrößen entsprechender Rastergrafiken. 2.3 Metadateien Eine dritte Dateikategorie, bekannt unter der Bezeichnung Metadatei, kann sowohl Raster- als auch Vektordaten in einer Datei speichern. Metadateien werden häufig für hardware- und softwareunabhängige Methoden der Bilddatenübertragung genutzt. Allerdings ist ihre Nutzung in der Regel auf ganz spezifische Anwendungsbereiche begrenzt. Die folgenden Abschnitte beschreiben die derzeit am häufigsten benutzten Dateiformate jeder Kategorie und geben Informationen über die Entwickler, die verschiedenen Seite 8 von 18

9 möglichen Formatversionen, die wichtigsten Eigenschaften eines jeden Formats sowie Quellenhinweise über weitere technische Einzelheiten. Seite 9 von 18

10 3 Rastergrafiken 3.1 Graphics Interchange Format (GIF) Das GIF-Format wurde 1987 von CompuServe Incorporated in erster Linie für den Gebrauch im Internet entwickelt. Die aktuelle Version GIF89a wurde 1990 herausgebracht. Das Format unterstützt Farbtiefen von 1 Bit (monochrom) bis 8 Bit (256 Farben) und speichert Grafiken grundsätzlich in komprimierter Form unter Verwendung der LZW-Komprimierung ohne Verlust. Weitere unterstützte Eigenschaften umfassen Interlacing und Transparenz. Bei GIF handelt es sich um ein proprietäres Format. Das Patent für den LZW-Algorithmus wird darüber hinaus von der Unisys Corporation gehalten, die über eine Lizenz von CompuServe verfügt. Trotz der Kontroverse um Lizenzgebühren für GIF-Nutzer ist dieses Format nach wie vor eines der im Internet am weitesten verbreiteten. Das US-Patent lief im Juni 2003 aus und das britische Patent am 18. Juni Inwieweit das GIF-Format durch alternative Formate wie PNG (siehe 3.5) abgelöst wird, ist zurzeit noch nicht abzusehen. Die vollständigen technischen Spezifikationen für die GIF-Version 89a können von CompuServe Incorporated bezogen werden. 3.2 JPEG Dateiformate (JFIF und SPIFF) JPEG ist weniger ein Dateiformat sondern vielmehr ein Grafikkomprimierungsalgorithmus, der 1990 von der Joint Photographic Experts Group entwickelt wurde. Die Originalspezifikation beinhaltete kein Dateiformat für den Datenaustausch. Allerdings entwickelten die Independent JPEG Group und C-Cube Microsystems 1992 ein JPEG File Interchange Format (JFIF). Dieses ist mittlerweile ein de facto-standard und stellt das Format dar, das allgemein als JPEG bezeichnet wird wurde Teil 3 des JPEG-Standard mit den Spezifikationen für ein offizielles Dateiformat herausgebracht. Dieses Format trägt den Namen SPIFF (Still Picture Interchange File Format). Es ist komplexer als JFIF und unterstützt auch andere Komprimierungsmethoden. Darüber hinaus ist es aber mit JFIF kompatibel. Der JPEG- Algorithmus wird auch von einer Reihe anderer Rastergrafikformate unterstützt, darunter TIFF. JFIF und SPIFF sind 24-Bit Farbformate. Sie benutzen Komprimierung mit Verlust, wobei auch eine Komprimierungserweiterung ohne Verlust für JPEG verfügbar ist, die aber nicht sehr häufig eingesetzt wird. JPEG eignet sich besonders für die Speicherung von komplexen Farbgrafiken wie Fotografien. Die arithmetische Verschlüsselungserweiterung für JPEG ist patentrechtlich geschützt. Für den Basis-JPEG Discrete Cosine Transform Komprimierungsalgorithmus wurde 2002 von Forgent Networks ein Patentanspruch eingereicht. Dieser Anspruch wird vom JPEG- Ausschuss bestritten. Der Ausgang ist bislang offen, wobei das fragliche Patent im Jahr 2004 auslief. Seite 10 von 18

11 Die vollständigen technischen Spezifikationen für die aktuelle JFIF-Version 1.02 sind kostenlos über die offizielle JPEG-Website ( und von C-Cube Microsystems erhältlich. Die vollständigen technischen Spezifikationen für SPIFF sind als Auszug aus ISO/IEC 10918, Teil 3 kostenlos über die offizielle JPEG-Website erhältlich. 3.3 JPEG 2000 (JP2) JPEG 2000 ist ein Ersatz für den JPEG-Algorithmus. Das Format wurde von der ISO JPEG Group im Jahr 2000 entwickelt. Der JPEG 2000-Standard definiert ein Minimum- Dateiaustauschformat (JP2) ähnlich dem von JFIF und SPIFF. JPEG 2000 bietet Komprimierung sowohl mit als auch ohne Verlust. Es verwendet die sogenannte Wavelet- Komprimierung, um höhere Komprimierungsergebnisse mit gleichzeitig weniger Bildqualitätverlust zu erzielen. Diese Komprimierungsart unterstützt Farbtiefen von bis zu 24 Bit (True Colour) und eignet sich besonders für komplexe Farbgrafiken wie Fotografien. JPEG 2000 benutzt zwar einige patentierte Technologien, soll aber ohne Lizenzen und Abgaben nutzbar sein. Das Format wird mittlerweile nach und nach von einer Reihe kommerzieller Softwarepakete unterstützt. Die vollständigen technischen Spezifikationen für die Kernbereiche des JPEG 2000-Formats wurden als internationaler Standard ISO/IEC 15444, Teil 1 veröffentlicht. 3.4 PCX Das PCX-Format wurde von ZSoft für seine MS-DOS PC Paintbrush Grafikanwendung entwickelt. Im Jahr 1990 erwarb Microsoft die Lizenz für PC Paintbrush und integrierte die Anwendung als Microsoft Paintbrush in sein Windows 3.0 Betriebssystem. Dadurch wurde PCX zu einem der am weitesten verbreiteten Rasterformate der Windows- Plattform. Seine Popularität hat in den letzten Jahren allerdings etwas nachgelassen, seit andere, weiter entwickelte Formate aufgekommen sind. Die neueste Version 5 von PCX stammt aus dem Jahr PCX unterstützt 1-Bit bis 24-Bit Farbtiefen, wobei die Grafikdaten mit RLE komprimiert werden. Das Format wird nach wie vor von einer Vielzahl von Anwendungen unterstützt. Die vollständige technische Spezifikation für PCX Version 5 wurde 1991 im Technical Reference Manual, Revision 5 von Zsoft veröffentlicht. Diese Firma gibt es allerdings nicht mehr und die Spezifikationen werden anscheinend nicht mehr offiziell weitergeführt. Im Internet sind sie aber noch problemlos zu finden. 3.5 Portable Network Graphics (PNG) Das Format Portable Network Graphics (PNG) wurde 1996 von der PNG Development Group als offene Alternative zu GIF und den damit verbundenen Lizenzstreitigkeiten Seite 11 von 18

12 hinsichtlich der LZW-Komprimierung (siehe 3.1) entwickelt. PNG unterstützt Farbtiefen von 1 Bit bis 48 Bit. Die Bilddaten werden stets in komprimierter Form gespeichert. Dabei wird eine Variation des Deflate-Komprimierungsalgorithmus verwendet, der auf der LZ77- Komprimierung ohne Verlust basiert. Dieser Algorithmus ist nicht patentiert und daher frei verfügbar. Die Funktionen Interlacing und Transparenz werden ebenfalls unterstützt und das Format beinhaltet eine Reihe von Fehlerentdeckungsmechanismen. Die PNG-Spezifikation ist in seiner Gänze Public Domain und daher frei verfügbar. Diese Tatsache, seine vielfältigen Eigenschaften und die steigende Verbreitung von PNG machen es zu einem der vielversprechendsten Rastergrafikformate, die es gegenwärtig gibt. Die vollständigen technischen Spezifikationen für PNG 1.0 wurden als RFC-2083 und als eine W3C-Empfehlung veröffentlicht. Die Version 1.2 soll als internationaler Standard ISO/IEC herausgegeben werden. 3.6 Sun Raster (RAS) Das Sun Rasterformat ist ein natives Rasterformat des SunOS Unix Betriebssystems und das am meisten verbreitetste Unix-spezifische Rastergrafikformat. Es wurde 1990 von Sun Microsystems Incorporated entwickelt und unterstützt Farbtiefen von bis zu 32 Bit (True Colour). Zusätzlich bietet es optional eine RLE-Komprimierung ohne Verlust. Das Format wird von den meisten UNIX-basierten Bildbearbeitungsprogrammen unterstützt. Informationen zu den technischen Spezifikationen von RAS können von Sun Microsystems Incorporated bezogen werden. 3.7 Tagged Image File Format (TIFF) Das TIFF-Format wurde ursprünglich von der Aldus Corporation hauptsächlich für Scanning- und Desktop Publishing-Anwendungen entwickelt. Aldus veröffentlichte die TIFF-Spezifikation erstmalig im Jahr Als die Adobe Systems Incorporated 1994 Aldus aufkaufte, erwarb sie auch die Rechte an der TIFF-Spezifikation, die sie seither innehat. Die aktuelle Version der Spezifikation (Revision 6.0) wurde 1992 herausgebracht. TIFF unterstützt Farbtiefen von 1 bis 24 Bit (z.b. Monochrom bis True Colour) sowie eine Vielzahl von Komprimierungstypen (RLE, LZW, CCITT Group 3 und Group 4, JPEG) und unkomprimierte Daten. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Implementierung der JPEG-Komprimierung, wie sie in der Revision 6.0 beschrieben wurde, fehlerhaft ist: Stattdessen wurde mit der TIFF Technical Note #2 eine überarbeitete Formulierung herausgebracht, die nun maßgeblich ist. TIFF beinhaltet außerdem die vielleicht umfangreichste Metadatenunterstützung aller Rasterformate. Das Format ermöglicht das Hinzufügen einer Vielzahl von technischen Informationen und Ressourcen. TIFF ist ein erweiterungsfähiges Format, neue Tags können bei Adobe registriert werden. Es gibt bereits eine Reihe offizieller und inoffizieller Seite 12 von 18

13 Erweiterungen, diese sollten aber mit Vorsicht behandelt werden, denn eine entsprechende Unterstützung ist nicht gewährleistet. Adobe ist zwar im Besitz der TIFF-Spezifikation, macht sie aber für den Gebrauch frei verfügbar. Bei Verwendung der LZW-Komprimierung für TIFF-Dateien gelten dieselben Lizenzbestimmungen wie für GIF (siehe 3.1). Unter Verwendung des analog zum PNG- Format (siehe 3.5) gleichen Deflate-Algorithmus wurde eine inoffizielle TIFF-Erweiterung entwickelt, die aber im Allgemeinen nicht unterstützt wird. Das TIFF-Format ist eines der flexibelsten, verbreitetsten und am weitesten unterstützten Rasterformate, die heute benutzt werden. Die vollständige technische Spezifikation für die aktuelle TIFF-Revision 6.0 ist kostenlos über die Adobe-Website erhältlich. Seite 13 von 18

14 3.8 Windows Bitmap (BMP) Das BMP-Format (manchmal auch als Device Independent Bitmap bezeichnet) wurde von Microsoft als natives Rasterformat des Windows Betriebssystems entwickelt. Verschiedene Versionen dieses Formats wurden daher zeitgleich mit neuen Windows- Releases herausgebracht. Die erste Version erschien 1985 mit Windows 1.0. Weitere Versionen wurden für die Verwendung mit dem IBM-Betriebssystem OS/2 entwickelt. Das BMP-Format unterstützt Farbtiefen von 1 bis 32 Bit und bietet optional die RLE- Komprimierung ohne Verlust (nur Windows-Versionen ab 3.0 und später). Das Format ist zwar proprietär, kann aber kostenlos genutzt werden und wird zudem aufgrund seiner Eigenschaft als Bestandteil von Windows von vielen Applikationen unterstützt. Seine Popularität hat in den letzten Jahren allerdings etwas nachgelassen, seit andere, weiter entwickelte Formate aufgekommen sind. Eine formale technische Spezifikation für BMP wurde zwar bislang von Microsoft nicht herausgebracht, allerdings sind Informationen gegebenenfalls über Microsofts Developers Network Knowledge Base erhältlich. 4 Vektorgrafiken 4.1 AutoCAD Drawing Format (DWG) Die AutoCAD Software von Autodesk ist wahrscheinlich das derzeit am weitesten verbreitete Computer-Aided Design (CAD)-Programm. In der Folge hat sich DWG, das native Zeichenformat von AutoCAD, zu einem de facto-standard für Vektorgrafiken entwickelt. Die DWG-Spezifikation wird mit jedem neuen Release von AutoCAD ebenfalls überarbeitet. Die ursprüngliche Version wurde 1982 mit AutoCAD 1.0 herausgebracht und die neueste Version ist AutoCAD DWG unterstützt Farbtiefen von bis zu 24 Bit (True Colour) und 3-D-Modelle. Das DWG-Format gehört der Firma Autodesk und ist nicht herausgegeben worden. Für den Datenaustausch empfiehlt Autodesk stattdessen die Benutzung des DXF-Formats (siehe 4.2). Dessen ungeachtet hat sich DWG für den Austausch von CAD-Daten zu einem de facto-standard entwickelt. Das Format wird von den meisten CAD-Programmen unterstützt, wenn auch mit einem unterschiedlichen Maß an Zuverlässigkeit. Gegenwärtig sind weltweit schätzungsweise über 4 Milliarden DWG-Dateien im Umlauf. Die OpenDWG Alliance, eine Interessenvereinigung von Softwareherstellern, setzt sich für DWG als offenen Standard ein. Einzelspezifikationen sind über die Website dieser Vereinigung erhältlich, es handelt sich dabei allerdings nicht um offizielle Spezifikationen. 4.2 AutoCAD Drawing Exchange Format (DXF) Seite 14 von 18

15 Das Drawing Exchange Format (DXF) wurde von Autodesk Incorporated als Datenaustauschformat mit anderen CAD-Applikationen entwickelt. Die DXF-Spezifikation wird mit jedem neuen Release von AutoCAD ebenfalls überarbeitet: Die ursprüngliche Version wurde 1982 mit AutoCAD 1.0 herausgebracht und die neueste Version ist AutoCAD DXF-Dateien können entweder mit 7-Bit ASCII oder binär verschlüsselt werden. Sie unterstützen 8-Bit Farbtiefen (256 Farben), 3-D-Formen und sind nicht komprimiert. DXF stellt ein komplexes Format dar. Seine Qualität und Ausgereiftheit in der Umsetzung mit verschiedenen Applikationen variiert von Fall zu Fall beträchtlich. Die häufigen Änderungen der Spezifikation kann außerdem zu Kompatibilitätsproblemen führen. Insbesondere müssen Benutzer damit rechnen, dass einige Anwendungen DXF-Dateien nur unvollständig lesen können, was dazu führen kann, dass bestimmte Datei- Eigenschaften nicht angezeigt werden unter Umständen, ohne dass der Benutzer dies gleich bemerkt. Die DXF-Spezifikation ist Eigentum von Autodesk, kann aber kostenlos genutzt werden. Sie wird weithin für den Austausch von Vektordaten zwischen verschiedenen Applikationen und Plattformen verwendet, eignet sich aber am ehesten für relativ einfache CAD-Daten. Die vollständigen technischen Spezifikationen für die aktuellsten Versionen des DXF-Formats (zur Zeit die Releases 13 bis 2004) sind kostenlos über die Autodesk- Website erhältlich. 4.3 Microstation Drawing Format (DGN) DGN ist ein natives Dateiformat der Microstation-Software von Bentley Systems Incorporated und der Interactive Graphics Design System-Software der Intergraph Corporation. In dieser Eigenschaft wird es von CAD-Applikationen weithin verwendet. Die Microstation-Software und die DGN-Spezifikation wurden 1984 von Intergraph entwickelt und später von Bentley Systems aufgekauft. Die Einführung von Microstation V8 im Jahr 2001 brachte die erste substanzielle Revision des DGN-Formats mit sich und stellte eine Tendenz hin zu einer engeren Kompatibilität mit dem DWG-Format dar. Das DGN-Format ist Eigentum der Bentley Systems Incorporated. Sein Einsatz beschränkt sich im Allgemeinen auf Microstation-basierte Umgebungen. Informationen zu den technischen Spezifikationen von DGN können von Bentley Systems Incorporated bezogen werden. 4.4 Skalierbare Vektorgrafiken (Scaleable Vector Graphics, SVG) Scaleable Vector Graphics (SVG) ist ein Format zur Darstellung zweidimensionaler Grafiken unter Verwendung von XML. Es wurde 2001 von der SVG Working Group des W3C entwickelt. Die aktuelle Version 1.1 kam 2003 heraus. SVG ist primär ein Seite 15 von 18

16 Vektorformat, obwohl es auch Rastergrafiken (JPEG und PNG) mit einschließen kann. In dieser Hinsicht besteht eine enge Assoziation mit den Metadateien. SVG unterstützt 24-Bit-Farben und ermöglicht die Erstellung von ausgefeilten dynamischen und interaktiven Grafiken. Das Format basiert auf XML, ist erweiterbar und erfüllt die Eigenschaften Interoperabilität und Flexibilität. SVG lässt sich leicht mit Hilfe von Standard-XML-Tools bearbeiten und transformieren oder on-the-fly generieren. SVG ist darüber hinaus ein offenes, nichtproprietäres Format. Es entwickelt sich derzeit schnell zu einem der Standards für die Vektorbildbearbeitung, vor allem im Internet. SVG wird von den wichtigsten einschlägigen Softwareherstellern unterstützt und eine Reihe kostenloser Online- und Offline-Viewer sind ebenfalls verfügbar. Die vollständige technische Spezifikation für SVG 1.1 wurde als W3C-Empfehlung veröffentlicht. Die Version 1.2 erschien Grafikmetadateiformate 5.1 Computer Graphics Metafile (CGM) Das Computer Graphics Metafile-Format wurde von der International Standards Organisation (ISO) und dem American National Standards Institute (ANSI) als ein offenes, plattformunabhängiges Format für den Austausch von Raster- und Vektordaten in technischen Applikationen entwickelt. Die Originalversion der Spezifikation wurde 1986 herausgebracht. Die aktuelle Version 4 stammt von CGM unterstützt alle Farbtiefen und die Komprimierungsmethoden RLE, CCITT Group 3 und CCITT Group 4. CGM hat vielfältige Eigenschaften und verfügt über eine gute Metadaten-Unterstützung. Der CGM-Standard unterstützt des Weiteren drei Verschlüsselungstechniken: zeichenbasiert, binär und einfacher ASCII-Text, wobei nicht alle diese Methoden von jeder CGM-Anwendung unterstützt werden. Viele Softwarehersteller haben außerdem verschiedene CGM-Features implementiert oder ihre eigenen Extensionen hinzugefügt. Daraus ergibt sich, dass CGM nicht in jedem Fall eine tatsächliche Anwendungs- oder Plattformunabhängigkeit erreicht hat. Allerdings findet das Format in vielen Wirtschaftsbereichen breite Anwendung in Bezug auf den Austausch von technischen Konstruktionsdaten. Eine neuere Entwicklung ist WebCGM, ein CGM-Profil für den Gebrauch innerhalb von Webbrowsern. Dabei handelt es sich um einen offenen Standard, der vom CGM Open Consortium entwickelt wurde. Obwohl CGM gewisse Ähnlichkeiten mit dem SVG-Format (siehe 4.4) hat, konzentriert sich WebCGM mehr auf technische Zeichnungen. Beide Formate werden vom W3C als komplementäre Standards übernommen. Die vollständige technische Spezifikation für CGM, Version 4 ist als ISO-Standard (ISO/IEC 8632:1999) erhältlich. Die vollständige technische Spezifikation für WebCGM 1.0, Revision 2, wurde als W3C-Empfehlung veröffentlicht. Seite 16 von 18

17 5.2 Windows Metafile (WMF) Das Windows Metafile-Format wurde von Microsoft für den Gebrauch innerhalb des Windows-Betriebssystems entwickelt. WMF unterstützt Farbtiefen bis 24 Bit, wobei die Grafikdaten aber nicht komprimiert werden können. Eingebettete Rastergrafiken werden im Windows Bitmap (BMP) Format (siehe 3.9) gespeichert. WMF ist mittlerweile zum Teil von EMF ersetzt worden, wird aber nach wie vor von vielen Windows-Applikationen unterstützt. Das Format ist zwar proprietär aber dennoch frei nutzbar. Technische Informationen über die WMF-Spezifikation sind von Microsoft erhältlich. Seite 17 von 18

18 5.3 Windows Enhanced Metafile (EMF) Das Enhanced Metafile-Format wurde von Microsoft 1993 zusammen mit Windows NT eingeführt. Es stellt eine Verbesserung von WMF dar, ist geräteunabhängig und hat optimierte Embedding Features. Das Format unterstützt Farbtiefen bis 24 Bit, bietet aber keine Komprimierung. Eingebettete Rastergrafiken werden im Windows Bitmap (BMP) Format (siehe 3.9) gespeichert. EMF wird von vielen Windows-Applikationen unterstützt. Das Format ist zwar proprietär aber dennoch frei nutzbar. Technische Informationen über die EMF-Spezifikation sind von Microsoft erhältlich. 5.4 WordPerfect Graphics Metafile (WPG) Das WordPerfect Graphics Metafile-Format wurde von der WordPerfect Corporation in erster Linie zur Verwendung mit seinem WordPerfect Textverarbeitungsprogramm entwickelt. Eine WPG-Datei kann Raster- und Vektorgrafiken speichern, wobei Farbtiefen von bis zu 8 Bit (indexierte Farben) verwendet werden. WPG-Versionen, die mit WordPerfect 5.1 oder neuer erstellt wurden, können Raster- und Vektordaten in ein und derselben Datei speichern, frühere Versionen hingegen können nur entweder den einen oder den anderen Datentyp speichern. Rastergrafiken werden unter Verwendung der RLE-Komprimierung gespeichert. Encapsulated PostScript-Daten können gleichfalls in eine WPG-Datei eingebettet werden. Rastergrafiken, die sich in der EPS-Datei befinden, werden dabei in das WPG-Bitmapformat konvertiert. Das WPG-Format ist proprietär und gehört nun der Corel Corporation. Dieses Format wird in der Regel nur im Zusammenhang mit WordPerfect-Produkten benutzt und ist daher als Austauschformat nicht weit verbreitet. Informationen zu den technischen Spezifikationen von WPG können von der Corel Corporation bezogen werden. Seite 18 von 18