Einige Ausgewählte Betrachtungen zur digitalen Fotografie I. Digitale Kamera Entscheidend für die Qualität Bilder ist die Qualität der Kamera. In der Kamera befindet sich ein so genannter CCD-Sensor, also ein Chip, ein lichtempfindliches elektronisches Bauelement, dessen Wirkungsweise auf innere Photoeffekte beruht. CCD ist hierbei die Abkürzung von Charge-coupled Device, was das Wirkungsprinzip beschreibt (übersetzt etwa: ladungsgekoppeltes Bauteil). CCD s wurden im Jahr 1969 von Willard Boyle und George E. Smith in den Bell Laboratories USA entworfen. Diese Prinzip kam1970 erstmals in einer digitalen Film-Kamera zur Anwendung. 1973 begann die kommerzielle Nutzung der Bildfotografie. Wesentliche Qualitätsmerkmale der digitalen Kamera: 1. Parameter des Sensors - Auflösung (Anzahl der Pixel) Anzahl der Fotozellen auf dem Chip = Anzahl der Pixel - Kontrast - Leuchtkraft - Farbtiefe; mögliche Darstellung der Farbnuancen u.a. Schematische Darstellung möglicher aufgesetzter Farbfilter Für herkömmliche Kameras beträgt die Chipgröße ca. 8 x 6 mm. Das Bild baut sich also im Gegensatz zum analogen Silberbild, aus einem gleichmäßigen Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 1 von 11 Seiten
Raster unterschiedlich heller und unterschiedlich gefärbter Punkte auf. 2. Parameter des Objektivs - Brennweite (Weitwinkel; Tele) - echter Zoom (z.b. 3x; 8x, 12x usw.) - Schärfentiefe - Makrobereich (Nahaufnahmen) 3. Parameter des Autofocus - Schnelligkeit (Bildschärfeneinstellung) - Kontrastmessung (Belichtung; Blende, Verschlußzeit berechnen) 4. Parameter der Bildaufzeichnung, -erfassung - Schreib- u. Lesegeschwindigkeit des Speichermediums z. B.: SD-Karten; Mini-SD und die noch kleinere Micro-SD - Zeit zur Komprimierung in das Speicherformat z.b. JPG (Software in der Kamera) 5. Parameter der Stromversorgung - Sparsamer Energieverbrauch der Kamera - Leistungsfähigkeit des Akkus - Externes Netzteil um Akkus zu laden 6. Parameter des Display - Abmessung, Auflösung, Helligkeit; Kontrast - evt. Kamera mit separaten Sucher 7. Parameter der Bildübernahme in den Computer - mit Kabel vom Fotoapparat - verwendete SD-Karte sollte sich mit dem Kartenleser des PC auslesen lassen Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 2 von 11 Seiten
II. Bildformate Für eine effektive Speicherung, Bearbeitung und Internetverwendung von digitalen Bildern wurden in der Vergangenheit von den verschiedenen Markt führenden Unternehmen die unterschiedlichsten Bildformate entwickelt. 1. RAW (von englisch raw = roh) Ein RAW-Format ist ein unkomprimiertes und unbearbeitetes Dateiformat, das direkt von der Digitalkamera (CCD-Sensor) erzeugt wird. Der Vorteil beim RAW-Format ist, dass die Bilder mit der bestmöglichen Qualität abgespeichert werden. Der Nachteil ist, dass die Daten sehr groß sind und viel Speicherplatz verbrauchen. So belegen die umkomprimierten Bilddaten (RAW) einer 5-Megapixel-Kamera 15 Mbyte pro Bild und die eines 2-Megapixel-Kamera immerhin noch 6 Mbyte. Selbst, wenn es heute große Speicherkapazitäten gibt, wäre die Bearbeitung der Bilder für Amateure auf ihren PC s aufwendig (spezielle Software, Bildschirmauflösungen, Rechenzeiten usw.). Herkömmliche Kameras speichern in der Regel deshalb die Bilder auf dem Chip im Format JPG. Bei besseren Digitalkameras und digitalen Spiegelreflex-Kameras kann es Einstellungsmöglichkeiten zum Speichern im RAW-Format geben. 2. JPEG (Joint Photographic Experts Group) In der Praxis hat sich das JPG Format weit verbreitet durchgesetzt. Das Dateiformat JPEG (ausgesprochen dschei-peg) mit der Datei-Endung.jpg ist am besten für Fotos geeignet, die am Computer angeschaut oder per Email weiter verschickt werden sollen. Dieses Format gewährleistet eine gute Komprimierung. So kann die JPEG-Kompression den Platzbedarf selbst in der höchsten Qualitätsstufe noch auf ein Fünftel bis zu einem Zehntel reduzieren. Doch Vorsicht! Man sollte stets daran denken, dass jede Komprimierung einen Qualitätsverlust bedeutet, den man nicht wieder Rückgängig machen kann. Beispiel: Bildqualität bei einer JPG-Komprimierung von: 10% 50% Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 3 von 11 Seiten
80 % 99% Die Fotobearbeitungsprogramme bieten meist die Möglichkeit beim Speichern eine Qualitätsstufe auszuwählen. 3. GIF (Graphics Interchange Format) Das GIF-Format wird in erster Linie für Darstellungen im Internet verwendet. Die bewegten Bilder und Schriftzüge auf den Internetseiten sind in der Regel solche GIF-Dateien. Da GIFs nur eine geringe Farbtiefe haben, können Farb-Verläufe und Fotos nicht sonderlich gut dargestellt werden. Das wird besonders bei größeren Bildern sichtbar. 4. PNG (Portable Network Graphics) Ein großer Vorteil von PNG-Bildern ist, dass sie mit transparentem Hintergrund abgespeichert werden kann. Im Gegensatz dazu werden bei JPGs die Hintergründe automatisch Weiß dargestellt. Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 4 von 11 Seiten
Ein Beispiel: Eine einzelne Blume soll in eine Vase eingefügt werden. Ausschneiden bei gleichfarbigem Hintergrund mit Zauberstab relativ bequem. Bei Mehrfarben mühevoll, da auch mit dem Radiergummi gearbeitet werden muss. Kopiert man das Bild nachdem der Hintergrund entfernt wurde, wird nur die Rose in das neue Bild (Vase) eingefügt. Beim speichern des Bildes bei dem der Hintergrund entfernt wurde, bleibt der Hintergrund aber nicht transparent, sondern wird in der Regel weiß abgelegt. Öffnet man das Bild muss die Rose erneut ausgeschnitten werden. Das kann man verhindern, indem man diese Bild im PNG-Format speichert. Das verwendete Fotobearbeitungsprogramm muss es natürlich ermöglichen. Bei Photoshop Speichern unter und Dateiformat PNG auswählen. Auf dem folgenden Fenster Transparent auswählen. Das Bild wird nun ohne Hintergrund gespeichert und beim erneuten öffnen kann die Rose sofort als einzelne Blume verwendet werden Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 5 von 11 Seiten
4. Weitere Bildformate Es gibt natürlich noch viele andere Bildformate, die sowohl von Kameras oder Scanner ausgegeben werden können oder in die man je nach Verwendungszweck Bilder konvertieren kann. Eine Auswahl an Bildformaten wie sie das Programm IrfanView bei Speichern unter bietet. III. Bildauflösung Ein digitales Foto besteht aus kleinsten Bildbausteinen, den so genannten Pixeln. Jeder Pixel repräsentiert eine Farbinformation, die sich aus einem roten, einem grünen und einem blauen Bestandteil zusammensetzt. Eine gebräuchliche Angabe der Bildauflösung ist die Anzahl der Pixel pro Inch oder Zentimeter (1 Inch = 2,54 cm). dpi - dots per inch, englisch für Punkte pro Zoll, ppi - pixel per inch, englisch für Pixel pro Zoll, lpi - lines per inch, englisch für Zeilen pro Zoll. Diese Angaben findet man vor allem auch bei Druckern und Scannern. D.h. wie viel Punkte kann das Gerät innerhalb dieser Länge realisieren. Hier findet man oft solche Angaben wie 300 dpi, 360 dpi oder 600 dpi u.v.a. Fotodrucker beispielsweise sollten ein Bild mit 150 bis 350 Bildpixel pro Zoll bzw. Inch (ppi) auf das Papier bringen. Arbeitet ein Tintenstrahldrucker zum Beispiel mit einer Auflösung von 1440 oder 2880 dpi, so kann er bei einer A4-Seite, die 21 cm oder 8,6 Zoll breit ist, 167 ppi oder 335 ppi drucken. Bilder für Internetseiten sollten eine Auflösung von 72 ppi haben. Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 6 von 11 Seiten
1. Darstellung auf Bildschirmen Ältere Monitore und Fernsehbildschirme besitzen ein Seitenverhältnis von 4:3, d.h. es liegt ein Faktor 1,33 zwischen langer und kurzer Seite (4 geteilt durch 3 = 1,33). Die heute üblichen Monitore und Fernsehbildschirme (Flachbildschirme) besitzen ein Seitenverhältnis von 16:9, d.h. es liegt ein Faktor 1,77 zwischen langer und kurzer Seite (16 geteilt durch 9 = 1,77). Die Auflösungen analoger Videoformate der PAL-Norm sind ungefähr: Format a / d Breite in Spalten Höhe in Zeilen Seitenverhältnis Pixel VHS analog 576 240 4:3 138.240 (0.14 MP) DVD max. digital 720 576 wahlweise 4:3 oder 16:9 414.720 (0.41 MP) HDTV ( 1080p ) digital 1920 1080 16:9 2.073.600 (2.07 MP) D.h. um ein Bild vollständig auf einem Bildschirm der genannten Abmessungen darzustellen reichen die angegebenen Pixel aus. Bildgröße für Monitor und Web Auf dem Bildschirm verhält sich die Größe eines digitalen Bildes 1:1 zu der in den Systemeigenschaften des Monitors eingestellten Auflösung. Die Einstellung kann man über Start Einstellungen Systemsteuerung Anzeige Einstellungen überprüfen und ändern. Auf einem Monitor mit einer Auflösung von 1600 x 1200 Pixel kann also ein Bild in der Größe 1600 x 1200 Pixel vollständig dargestellt werden. Ein größeres Foto muss verkleinert werden, damit es ganz zu sehen ist, ein kleineres füllt nicht die gesamte Fläche des Bildschirms aus. Die üblichen Monitore geben 72 oder 96 Bildpixel auf einem Zoll Bildschirmfläche wieder. Wenn man also Fotos nur auf dem Monitor betrachten will, würde es bei einem 19-Zoll-Monitor beispielsweise ausreichen, sie in einer Größe von etwa 1600 x 1200 Pixel zu speichern. Das wären dann 1.920.000 Pixel also rund 2MByte. Eine größere Bildgröße hat nur den Vorteil, dass man sich Details durch Vergrößern genauer ansehen kann. Gestochen scharfe Bilder auf dem HDTV-Fernseher Auf den bisherigen TV-Geräten, die das betagte deutsche PAL Signal mit 720 x 576 Bildpunkte empfangen, macht es keinen Spaß, digitale Fotos zu betrachten. Wer seine Bilder in gestochener Schärfe und mit brillanten Farben vorführen möchte, kommt nicht umhin, früher oder später auf ein HDTV-Gerät umzusteigen. Die Gesamt Pixelzahl beim HDTV-Signal steigt von 400 000 bei PAL auf bis zu zwei Millionen bei HDTV. Um das Bild optimal wiederzugeben, muss auch der Fernseher eine entsprechende Auflösung haben. Die neuen Plasma- oder LC-Fernseher bieten eine maximale Auflösung von 1920 x 720 beziehungsweise 1920 x 1080 Bildpunkten. Auf solchen Geräten erscheinen digitale Fotos scharf und leuchtend wie auf dem Computer-Monitor aber noch viel größer! Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 7 von 11 Seiten
2. Zum Druck von Papierbildern Hinweis! Das herkömmliche Kleinbildformat (Dias 24x36 mm) besitzt ein Seitenverhältnis von 3:2, d.h. dass die längere Seite 1,5-mal länger ist als die kürzere (3 geteilt durch 2 = 1,5). Beispiele der Pixelanzahl zum Drucken von Papierbilder Bildgröße in Pixel Pixelanzahl in Millionen Rechn. Bildformat bei 300 dpi in cm Optimale Abzüge im Format (cm) Gute Qualität bis (cm) Seitenverhältnis 1536 x 1024 1,68 13,00 x 8, 67 9 x 13 10 x 15 3:2 1600 x 1200 2,10 13,55 x 10,16 10 x 15 13 x 18 4:3 1800 x 1200 2,30 15,24 x 10,16 10 x 15 13 x 18 3:2 2048 x 1536 3,34 17,34 x 13,00 13 x 18 20 x 30 4:3 3264 x 2448 7,99 27,64 x 20,73 20 x 30 30 x 45 4:3 Will man Ausschnitte aus Bildern im Rahmen der Bildbearbeitung verwenden und diese vergrößern, so ist möglichst mit einer höheren Auflösung zu fotografieren. Beim Vergrößern von Bildern bzw. Bildausschnitten entsteht folgender Effekt: Originalbild: Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 8 von 11 Seiten
Vergrößert man den markierten Bildausschnitt auf die Größe des Originalbildes, so werden schon die einzelnen Pixel sichtbar. Vergrößert man den markierten Bildausschnitt erneut auf die Größe des Originalbildes, so wird das Bild unbrauchbar. Bilder, die man für eine späteren Bearbeitung benötigt, sollten immer unbearbeitet gespeichert werden Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 9 von 11 Seiten
Bildgröße für Monitor und Web Auf dem Bildschirm verhält sich die Größe eines digitalen Bildes 1:1 zu der in den Systemeigenschaften des Monitors eingestellten Auflösung. Die Einstellung kann man über Start Einstellungen Systemsteuerung Anzeige Einstellungen überprüfen und ändern. Auf einem Monitor mit einer Auflösung von 1600 x 1200 Pixel kann also ein Bild in der Größe 1600 x 1200 Pixel vollständig dargestellt werden. Ein größeres Foto muss verkleinert werden, damit es ganz zu sehen ist, ein kleineres füllt nicht die gesamte Fläche des Bildschirms aus. Die üblichen Monitore geben 72 oder 96 Bildpixel auf einem Zoll Bildschirmfläche wieder. Wenn man also Fotos nur auf dem Monitor betrachten will, würde es bei einem 19-Zoll-Monitor beispielsweise ausreichen, sie in einer Größe von etwa 1600 x 1200 Pixel zu speichern. Das wären dann 1.920.000 Pixel also rund 2MByte. Eine größere Bildgröße hat nur den Vorteil, dass man sich Details durch Vergrößern genauer ansehen kann. Gestochen scharfe Bilder auf dem HDTV-Fernseher Auf den bisherigen TV-Geräten, die das betagte deutsche PAL Signal mit 720 x 576 Bildpunkte empfangen, macht es keinen Spaß, digitale Fotos zu betrachten. Wer seine Bilder in gestochener Schärf und mit brillanten Farben vorführen möchte, kommt nicht umhin, früher oder später auf ein HDTV-Gerät umzusteigen. Die Gesamt Pixelzahl beim HDTV-Signal steigt von 400 000 bei PAL auf bis zu zwei Millionen bei HDTV. Um das Bild optimal wiederzugeben, muss auch der Fernseher eine entsprechende Auflösung haben. Die neuen Plasma- oder LC-Fernseher bieten eine maximale Auflösung von 1920 x 720 beziehungsweise 1920 x 1080 Bildpunkten. Auf solchen Geräten erscheinen digitale Fotos scharf und leuchtend wie auf dem Computer-Monitor aber noch viel größer! Da man die künftige Entwicklung nicht absehen kann, sollten Sie bei Fotos, die Sie voraussichtlich auch in vielen Jahren noch anschauen möchten, nicht mit der Pixelzahl geizen. Speicherplatz wird immer preiswerter, aber 2-Megapixel-Bilder könnten in wenigen Jahren zu klein für die künftigen Präsentationsmedien sein. Bilder für das Internet Für Webseiten und E-Mail-Versand kommt es darauf an, möglichst kleine Dateigrößen zu haben. Wobei wichtig ist, wie der Empfänger die Bilder verwenden möchte. Bilder für Webseiten müssen je nach Layout auf die passende Größe zugeschnitten und können auf eine Auflösung von 72 oder 96 dpi reduziert werden. Die maximale Größe sollte 800 x 640 Pixel nicht überschreiten, für Miniaturgrößen reichen zwischen 96 und 128 Pixel Bildbreite aus. Für die Webseitengestaltung bei Feier@bend.de ist die Bildbreite auf 640 Pixeln beschränkt. Abzüge, die von einem Bilderdienst gefertigt werden Fotos, von denen man Abzüge machen lassen möchte, bringt man am PC ins rechte Verhältnis. Wenn der Bilderdienst nur Abzüge im 3:2-Verhältnis fertigt, also z.b. 10 x 15 Zentimeter, sollte das Original beschnitten werden. Manche Labore wie Photocolor.de sind sehr flexibel und liefern Abzüge in variabler Breite. Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 10 von 11 Seiten
Beispiel: Ein Bild im 10er-Format, das 10 Zentimeter hoch ist, kann je nach Vorlage zwischen 10 und 15 Zentimeter breit sein. Am einfachsten lässt sich die richtige Größe mit einer speziellen Bestell-Software festlegen, die viele Online-Bilderdienste zum Download anbieten. Sie hilft dabei, die Bilder in Ruhe offline vorzubereiten und, nachdem sie mit den nötigen Angaben versehen sind, zum Labor zu übertragen. Karl-Heinz Frosch 2011 für Feierabend Seite 11 von 11 Seiten