Dateiformate und Komprimierung

Transkript

1 Dateiformate und Komprimierung Die Vor- und Nachteile von NEF (Raw) und JPEG Digitale Bilder können in einer ganzen Reihe unterschiedlicher Dateiformate gespeichert werden. Diese Dateiformate unterscheiden sich stark vereinfacht einerseits in der möglichen Bildqualität und andererseits in der resultierenden Dateigröße. Datenkomprimierung Mit der zunehmenden Bildgröße von Digitalfotos kommt der Datenreduktion durch Bildkompression eine nicht unerhebliche Bedeutung zu. Die Datenkomprimierung birgt jedoch neben dem Vorteil der Speicherplatzersparnis auch einige Nachteile in sich. Grundsätzlich lassen sich zwei Komprimierungsmethoden unterscheiden: die verlustfreie Kompression und die verlustbehaftete Kompression. Zu einer verlustfreien Kompression zählen alle Verfahren, bei denen die Farbwerte der Pixel unangetastet und erhalten bleiben (beispielsweise TIFF-LZW oder die Kompression bei NEF-Dateien). Ihr einziger Nachteil ist, dass das Öffnen und Speichern der Datei länger dauert. Unter einer verlustbehafteten Kompression werden alle Verfahren verstanden, bei denen die Verringerung der Dateigröße mit einem Verlust an Bildinformation einhergeht (beispielsweise JPEG). Wie bereits im Zusammenhang mit Bildgröße und Auflösung erwähnt, belegen komprimiert gespeicherte Bilddateien, wenn sie in einem Bildbearbeitungsprogramm geöffnet werden, immer den Speicherplatz, der sich aus der Anzahl der Bildpunkte und der Farbtiefe ergibt. Beim Komprimieren von Bilddateien geht es also lediglich darum, den beim Ablegen der Bilder auf einem Datenträger benötigten Speicherplatz zu verringern. Dies ist erweist sich natürlich besonders direkt bei der Bildaufnahme als sinnvoll, da der Speicherplatz auf der CompactFlash-Speicherkarte der Kamera in der Regel recht begrenzt ist. Dateiformate bei der Bildaufnahme mit der D80 Die D80 stellt beim Einstellen der Bildqualität (Menüpunkt»Bildqualität«im Aufnahmemenü) mehrere Dateiformate und Komprimierungsstufen zur Auswahl, die alle auf den Dateiformaten JPEG und NEF (Raw) basieren. NEF (Raw) Raw-Dateien (engl.»roh«,»unbearbeitet«; es handelt sich nicht um eine Abkürzung!) sind Bilddateien, in denen die Bilddaten ohne weitere Verarbeitung so gespeichert werden, wie sie vom Sensor der Kamera erfasst wurden. Sie enthalten also für jedes aufgenommene Pixel nur Bildinformationen in einem Farbkanal. Kameraeinstellungen wie beispielsweise der Weißabgleich oder die Scharfzeichnung werden nicht in das Bild eingerechnet, sondern lediglich die Einstellungswerte werden mit in der Datei gespeichert.

2 Dateiformate und Komprimierung. Die Vor- und Nachteile von NEF (Raw) und JPEG Seite 2 von 7 Raw ist kein standardisiertes Bildformat, sondern bezeichnet das proprietäre (hauseigene) Dateiformat des jeweiligen Kameraherstellers. Raw-Bilder, die mit einer Kamera des Herstellers A und einer Kamera des Herstellers B aufgenommen wurden, sind nicht zueinander kompatibel und selbst innerhalb der Produktpalette eines Herstellers unterscheiden sich die Raw-Formate, da sie immer speziell auf den jeweiligen Kameratyp oder eine Firmware (die in der Kamera arbeitende Software) hin optimiert sind. In Raw-Dateien werden die erfassten Farbinformationen ohne weitere Berechnungen mit einer höheren Farbtiefe gespeichert und Zusatzinformationen oder Funktionen genutzt, die von anderen Dateiformaten nicht unterstützt werden. Das Raw-Format entspricht daher der höchsten von einer Digitalkamera erreichbaren Qualitätsstufe. Das Raw-Format, das von digitalen Spiegelreflexkameras der Firma Nikon (und somit auch in der D80) verwendet wird, trägt die Bezeichnung NEF (Nikon Electronic Image Format). NEF-Dateien der D80 sind etwa 12,4 MB groß ein aus den Aufnahmedaten des Sensors berechnetes Bild mit einer Farbtiefe von 12 bit würde ca. 43 MB belegen. Um weiter Speicherplatz zu sparen, kann noch eine nahezu verlustfrei Komprimierung aktiviert werden, mit der die Dateigrößen um ca. 40 bis 50% verringert wird. NEF-Dateien lassen sich nur mit Nikon-Software (PictureProject oder Capture NX) weiterverarbeiten, ohne dass die Aufnahmeeinstellungen direkt beim Öffnen endgültig in das Bild eingerechnet werden müssen. Wichtig ist dabei, dass die Software mindestens in der bei Markteinführung der Kamera aktuellen Programmversion vorliegt. Denn in älteren Programmversionen fehlt das Modul, das die Raw-Daten der Kamera interpretieren kann. Im Lieferumfang der Kamera befindet sich auch ein Plug-in für den Import von NEF-Dateien in Adobe Photoshop (Nikon NEF Plugin). Beim Import lassen sich jedoch lediglich der Weißabgleich und eine Belichtungskorrektur einstellen, bevor die in der NEF-Datei hinterlegten Aufnahmedaten in das Bild eingerechnet werden. Programm bzw. Plug-in Mindestens erforderliche Version PictureProject 1.7 Nikon Capture D80 wird nicht unterstützt Capture NX Nikon View Camera Raw für Photoshop CS2 D80 wird nicht unterstützt 3.6 Übersicht über die Programmversionen, die mindestens benötigt werden, damit eine aus der D80 stammende NEF-Datei geöffnet werden kann.

3 Dateiformate und Komprimierung. Die Vor- und Nachteile von NEF (Raw) und JPEG Seite 3 von 7 Adobe selbst bietet mit dem Plug-in Adobe Camera Raw ein Importmodul für Raw-Dateien, in dem sich noch erheblich mehr Aufnahmeeinstellungen optimieren lassen, bevor sie in das Bild eingerechnet werden. Auch hier ist es wichtig, dass Sie eine ausreichend aktuelle Version von Adobe Camera Raw (mindestens 3.6) installiert haben, die die Daten der D80 interpretieren kann. Außerdem bieten einige andere Softwarehersteller spezielle Konvertierungsprogramme für Raw-Dateien an, mit denen sich NEF-Dateien in ein Standardformat wie JPEG oder TIFF konvertieren lassen. JPEG JPEG (Joint Photographic Experts Group) oder JPG wurde vom gleichnamigen Expertenkonsortium als»naturgetreue«komprimierungsart für fotografische Bilder entwickelt. JPEG ist daher in erster Linie ein Komprimierungsverfahren. Obwohl JPEG prinzipiell auch eine verlustfreie Datenkomprimierung erlaubt (diese wird von Digitalkameras jedoch nicht unterstützt), spielt es seine Vorteile vor Oben: Öffnen einer NEF-Datei aus der D80 in Photoshop CS2 mit dem von Adobe kostenlos angebotenen Modul»Camera Raw«(3.6). Links: Öffnen einer NEF-Datei aus der D80 in Photoshop CS2 mit dem von Nikon mitgelieferten Plug-in»Nikon NEF Plugin«.

4 Dateiformate und Komprimierung. Die Vor- und Nachteile von NEF (Raw) und JPEG Seite 4 von 7 allem bei hohen Kompressionsraten aus also bei einer zum Teil enormen Reduzierung der Dateigröße, die immer mit einem Verlust an Bildinformationen verbunden sind. Mit der Auswahl von JPEG als Aufnahmeformat geht immer ein Kompromiss zwischen guter Bildqualität (Detailauflösung) und guter Ausnutzung der Speicherkapazität einher. Die D80 bietet drei Bildqualitäten im JPEG-Format mit unterschiedlich starker Komprimierung, mit denen Sie selbst entscheiden können, ob Sie den Schwerpunkt mehr auf eine hohe Wiedergabequalität oder mehr auf eine ökonomische Speicherausnutzung legen wollen. Die verlustbehaftete JPEG-Kompression wurde speziell für fotografische Bilder entwickelt, um die Dateigröße wesentlich reduzieren zu können, ohne den Gesamteindruck eines Bildes zu schmälern. Ein dekomprimiertes JPEG-Bild ist nicht mehr mit dem ursprünglichen Bild identisch. Der JPEG-Algorithmus bildet Blöcke von 8 x 8 Pixeln und ändert die Farben der Pixel so, dass möglichst viele gleiche Pixelmuster entstehen. Das Verfahren soll sich an die Wahrnehmung des menschlichen Auges anlehnen, so dass die Farbänderung dem Betrachter zumindest in der hohen Qualitätsstufe nicht auffällt. Die Komprimierung kann in einer von bis zu dreizehn Qualitätsstufen durchgeführt werden; die höchste Qualität garantiert die beste Detailtreue, beansprucht aber auch den meisten Speicherplatz, während die niedrigste Qualität zwar mit einem Minimum an Speicherplatz auskommt, aber mit größerem Farb- und Detailverlust verbunden ist. Bei den Bildqualitätseinstellungen der D80 stehen drei der elf JPEG-Qualitätsstufen zur Auswahl:»Fine«(Komprimierung ca. 1:4),»Normal«(Komprimierung ca. 1:8) und»basic«(komprimierung ca. 1:16). Kleinere Bildgröße oder stärkere Komprimierung? Wenn der Speicherplatz auf der Speicherkarte knapp ist, stellt sich die Frage:»Ist es besser, eine kleinere Bildgröße Der JPEG-Algorithmus unterteilt ein Bild in Blöcke von je 8 mal 8 Pixel und wendet zur Farbreduktion komplizierte mathematische Verfahren an, die die 64 Pixel eines Blocks nach einem Zickzackschema linear»durcharbeiten«(sequenzielle Kodierung).

5 Dateiformate und Komprimierung. Die Vor- und Nachteile von NEF (Raw) und JPEG Seite 5 von 7 oder eine stärkere JPEG-Komprimierung zu wählen?«welcher Weg der bessere ist, kann nur unter dem Aspekt der Bildqualität beantwortet werden. Beide Maßnahmen führen zu kleineren Dateigrößen und erreichen dies durch einen Qualitätsverlust bei der Detailwiedergabe. Eine niedrigere Auflösung ist aufgrund der geringeren Pixelanzahl unweigerlich mit einer Vergröberung der Bilddetails verbunden, während die JPEG-Komprimierung zwar die Anzahl der Pixel beibehält, aber die Anzahl der Farben im Bild verringert und so die Kontraste im Mikrobereich abschwächt. Wie kann also die Detailvergröberung einer niedrigeren Auflösung mit der Farbreduktion einer JPEG-Komprimierung in Beziehung gesetzt werden, sodass ein Vergleich der jeweils erzielten Bildqualität möglich wird? Das Kriterium, um das es hier geht, ist der effektive Farbverlust, der sowohl beim Wechsel zu einer kleineren Bildgröße als auch bei der JPEG-Komprimierung zu beobachten ist. Farbverlust bei niedriger Auflösung Dem hier vorgestellten»lösungsweg«liegt folgender Gedanke zugrunde: Bilder, die mit der höchsten Auflösung der D80 von Pixel aufgenommen werden, erhalten viermal so viele Pixel ( Pixel) wie Bilder, die mit der kleinsten Bildgröße von Pixel erfasst werden ( Pixel). Der Informationsverlust der kleineren Bildgröße gegenüber der höheren Auflösung kann hier als Verhältnis 1:4 ausgedrückt werden: Wo in der höchsten Auflösung 4 Pixel für die Wiedergabe eines Details zur Verfügung stehen, muss die kleinere Größe mit einem einzigen Farbwert auskommen. Farbverlust bei JPEG Bei der JPEG-Komprimierung werden die Farben innerhalb von Blöcken mit einer Größe von je 8 mal 8 Pixel aneinander angeglichen. Da JPEG aber nicht die Anzahl der Pixel, sondern die Anzahl unterschiedlicher Farben verringert, entspräche hier ein Informationsverlust im Verhältnis 1:4 einer Reduzierung der 64 unterschiedlichen Farbwerte auf 16 Bildgröße Die Tabelle zeigt die Dateigrößen bei den Größen- und Qualitätseinstellungen der D80. Die drei hervorgehobenen Einstellungen ergeben dieselbe Dateigröße. Trotz der stärkeren Komprimierung erhalten Sie jedoch mit der größten Bildgröße eine bessere Detailwiedergabe als mit den kleineren Bildgrößen. * Durchschnittswerte, die exakte Dateigröße hängt vom Motiv ab Bildqualität Dateigröße* x NEF (Raw) 12,4 MB x JPEG Fine 4,8 MB x JPEG Normal 2,4 MB x JPEG Basic 1,2 MB x JPEG Fine 2,7 MB x JPEG Normal 1,4 MB x JPEG Basic 0,7 MB x JPEG Fine 1,2 MB x JPEG Normal 0,63 MB x JPEG Basic 0,33 MB

6 Das dbook zur Nikon D80 Dateiformate und Komprimierung. Die Vor- und Nachteile von NEF (Raw) und JPEG Seite von 7 JPEG-Komprimierungen im Vergleich: Bei einer Wiedergabe mit 200 ppi (linkes Bild) wird erst bei der mittleren Stufe ein merkbarer Qualitätsunterschied sichtbar. Die Vergrößerung um 400% (rechte Bilder) zeigt die typischen JPEG-Artefakte, die besonders in monochromen Bildbereichen und an Kanten sichtbar werden, wesentlich deutlicher. JPEG maximal (12; 544 kb)* JPEG hoch (8; 264 kb)* JPEG mittel (5; 212 kb)* JPEG niedrig (0; 164 kb)* * In Klammern angegeben: Qualitätsstufe beim Speichern in Photoshop; Dateigröße. Die unkomprimierte Datei ist 2,1 MB groß.

7 Dateiformate und Komprimierung. Die Vor- und Nachteile von NEF (Raw) und JPEG Seite 7 von 7 unterschiedliche Farbwerte (wobei die aneinander angeglichenen Pixel nicht direkt aneinander grenzen müssen, sie müssen nur innerhalb des Blocks liegen). Es ist jedoch nicht das Ziel von JPEG, Farbunterschiede auf solch drastische Weise auszubügeln. Deshalb wird in der Praxis nicht einmal bei der stärksten JPEG-Komprimierung eine Farbreduktion von 1:4 erreicht wenngleich JPEG bei der Datenreduktion weitaus höhere Kompressionsraten erzielt. Bei gleicher Dateneinsparung ist der Farbverlust einer JPEG-Komprimierung im Vergleich zu einer niedrigeren Bildauflösung prinzipiell niedriger. Im Zweifelsfall ist daher die nächsthöhere JPEG-Komprimierungsstufe der nächstkleineren Bildauflösung vorzuziehen. Weiterführende Themen: > Einstellen der Bildqualität > PictureProject > Capture NX > Raw-Konvertierungssoftware > Camera Raw > Nikon NEF Plugin Dateiformate für die Bildbearbeitung Bei der Nachbearbeitung von Digitalfotos in Bildbearbeitungsprogrammen spielen zwei weitere Dateiformate eine ganz wichtige Rolle. Photoshop Das Photoshop-Format ist das optimale Dateiformat bei der Nachbearbeitung von Digitalfotos in Adobe Photoshop. Das programmeigene Format speichert die Farbinformationen nach Bildebenen getrennt (sofern das Bild mehrere Ebenen hat), alle Montageeinstellungen wie Ebenenmasken, Maskierungsgruppen und Einstellungsebenen bleiben erhalten. Auch Pfade, Alphakanäle und Farbprofile sind Bestandteil des Formates. Auch bei der Weiterverarbeitung mit den Adobe-Programmen Illustrator und InDesign ist das Photoshop-Format das optimale Dateiformat. Die Adobe-Programme können Photoshop-Dateien lesen, verarbeiten und in hoher Auflösung anzeigen. Importierte Dateien lassen sich mit einem einfachen Mausklick wieder in Photoshop öffnen und werden nach einer Änderung automatisch aktualisiert. TIFF (Tag Image File Format) Das TIFF-Format wurde einst von der Aldus Corporation in Zusammenarbeit mit einigen anderen Firmen als Spezifikation für den standardisierten Bilddatenaustausch zwischen Ein- und Ausgabegeräten für den DTP-Bereich entwickelt und liegt seit 1992 in der Version 6.0 vor. TIFF behält alle Informationen der Bilddatei wie Alphakanäle, Farbprofile und bestimmte Dateieinstellungen bei. TIFF ist ein sehr gebräuchliches Standardformat und alle Bildbearbeitungsprogramme bieten die Möglichkeit, Bilder als TIFF-Datei zu speichern. Um die Dateigröße von TIFF-Dateien zu verringern, unterstützen viele Programme auch die verlustfreie LZW-Komprimierung für TIFF-Dateien. TIFF-Bilder eignen sich gut für den Import in Layoutprogrammen.