Digitale Dateiformate

JPEG
TIFF
RAW

 

 

Was sind JPEG-Dateien

Das JPEG-Komprimierungsverfahren zählt zu den verlustbehafteten Komprimierungstechniken. Zusammen mit dem GIF-Format ist es im Internet am häufigsten anzutreffen. JPEG steht für Joint Photographic Expert Group, das ist eine Untergruppe der ISO, die das Verfahren 1990 standardisierte.

JPEG eignet sich besonders gut für die Komprimierung 'natürlicher' fotorealistischer Abbildungen. Die verwendete Komprimierungstechnik basiert auf der diskreten Cosinus Transformation (DCT) in Verbindung mit der Huffmann-Kodierung.

Für die Bilddaten, die mit dem JPEG-Verfahren komprimiert wurden, entwickelte man ein entsprechendes Datenformat, das JPEG File Interchange Format (JFIF), das es ermöglicht, JPEG-kodierte Information zwischen inkompatiblen Computersystemen auszutauschen. 

Was sind TIFF-Dateien

TIFF (engl. Tagged Image File Format) ist ein Dateiformat zur Speicherung von Bilddaten.
Das TIF-Format wurde ursprünglich von Aldus (1994 von Adobe übernommen) und Microsoft für gescannte Rastergrafiken für die Farbseparation entwickelt.
Zusammen mit EPS ist es das wichtigste Format zum Austausch von Daten in der Druckvorstufe.
Das Format erlaubt die unkomprimierte Abspeicherung von Daten und ist flexibler als JPEG in Bezug auf die Farbtiefe (8 oder 16 Bit pro Farbkanal)

Was sind RAW-Dateien

Bei ausgabeorientierten Bildformaten, wie TIFF und JPEG, wird jedem Bildpunkt (Pixel) eine Farb- und Helligkeitsinformation zugeordnet.
Bei eingabeorientierten Bildformaten, wie praktisch allen RAW-Formaten, wird jedem Bildpunkt nur eine Farb- und Helligkeitsinformation zugeordnet.
Die üblichen CMOS/CCD-Sensoren mit Bayer-Matrix sind praktisch farbenblind.
Die Farbinformation für die einzelnen Bildpunkte wird durch Interpolation der Helligkeitswerte von jeweils vier benachbarten Bildpunkten des mit einem Bayer-Filters versehen Sensors ermittelt.

Bayer-Sensor mit 10x10 Bildpunkten (als Beispiel für nachfolgende Beispielrechnung)

Speichergrößenbeispiel für 10x10 Bayer-Sensor

RAW unkompr. (mit 12 Bit Farbtiefe)
10x10x12x1/8 = 150 Bytes (8 Bit = 1 Byte)

TIFF unkompr. (mit 8 Bit Farbtiefe pro Kanal)
10x10x8x3/8 = 300 Bytes

TIFF unkompr. (mit 16 Bit Farbtiefe pro Kanal)
10x10x16x3/8 = 600 Bytes

Arbeitsschritte
bei der Speicherung von Bilddaten in Abhängigkeit vom verwendeten Bildformat.

 

- Farbinterpolation (z.B. Bayer-Interpolation), um an jeder Stelle alle drei Grundfarben zu repräsentieren. 
- Schärfen (zur Rückgewinnung von feinen Strukturen nach der Farbinterpolation). 
- Weißabgleich (zum Ausgleich der Helligkeitsverfälschungen der Farbfilter des Sensors und zur Anpassung an
   Farbtemperatur der Umgebungsbeleuchtung). 
- Anpassung an den Zielfarbraum und nichtlineare Tonwertkurven. 
- Rauschunterdrückung 
- Konvertierung in das Zielformat (TIFF,JPEG) ggf. mit irreversibler Kompression.

Vorteile von RAW-Dateien
Alle Parameter der o.a. Verarbeitungsschritte können „nach der Aufnahme“, selbst Jahre später, noch verlustfrei verändert werden, man kann in Ruhe optimieren, selbst die Meinung ändern.
Unterschiedliche Programme zur RAW-Konvertierung liefern unterschiedliche Ergebnisse, selbst ohne Eingreifen des Benutzers liefern sie oft Ergebnisse, die den kamerainternen Algorithmen überlegen sind. 
Man kann das Bild in verschiedenen Richtungen „entwickeln“. 
Man kann z.B. mehrere Helligkeitsstufen entwickeln und mit DRI DRI-Software zusammenfügen (sofern man nicht gleich mit 16 Bit pro Farbe arbeiten kann oder will).
Man kann mehr Einzelheiten aus dem Bild herausholen.
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Blendenstufe

Helligkeitsabstufungen
8 Bit 

Helligkeitsabstufungen
12 Bit

1am hellsten

69

 2048

2 hell 

50

1024

3 mittel 

37

512

4 dunkel 

27

256

5 am dunkelsten

20

128

Vorteile von JPEG-Dateien direkt aus der Kamera
Bilder sind direkt verwendbar, keine Nachbearbeitung nötig. 
Drucken direkt aus der Kamera möglich.
JPEGs belegen pro Bild weniger Speicherplatz auf der Speicherkarte. Ggf. kann die Qualität der JPEGs zusätzlich abgesenkt werden, wenn eine niedrigere Auflösung für die Anwendung reicht. 
Bei einigen Kameras lassen sich längere Serien-Aufnahmen mit JPEG realisieren als mit RAW. 

Bearbeiten von RAW-Dateien
Für die Bearbeitung von RAW-Dateien gibt es verschiedene Möglichkeiten: 
Vom Kamerahersteller mitgelieferte Software. 
Spezielle RAW-Konverter von Fremdherstellern.
Plugins für div. Bildbearbeitungsprogramme, z.B. Photoshop, Gimp, IrfanView, iPhoto, …

Nachteile von RAW-Dateien
Als Nachteil von RAW Dateien wird oft genannt, daß diese von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sind. Tatsächlich sind sogar die RAW-Dateien so gut wie jeder Digitalkamera, auch des selben Herstellers, unterschiedlich und weitestgehend undokumentiert oder gar teilweise verschlüsselt! Mittlerweile gibt es über 100 Kamera-RAW-Formate und mit jeder neuen Kamera werden es mehr. Zu Recht befürchten viele Benutzer, daß sie in wenigen Jahren ihre RAW-Dateien mangels Softwareunterstützung nicht mehr lesen könnten.

DNG - die Lösung?
Dies hat Adobe zur Entwicklung des herstellerunabhängigen RAW-Formats DNG bewegt. So gut wie jedes propietäre Kamera-RAW-Format lässt sich mittels des kostenlosen Adobe DNG Converters
(http://www.adobe.com/products/dng/main.html) in das offene und weitgehend dokumentierte DNG-Format konvertieren.

OpenRAW
Wegen der verwirrenden Vielzahl der propietären Kamera RAW Formate hat sich die Initiative OpenRAW.org (http://www.openraw.org/) zum Ziel gesetzt die Kamerahersteller dazu zu bewegen ihre bereits vorhandenen RAW-Formate offen zu dokumentieren und für die Zukunft ein gemeinsames, universelles, offenes RAW-Format zu verwenden.

Entscheidungshilfen

RAW
Aufnahmeformat wenn größtmögliche Flexibilität und Qualität gefordert ist.

DNG
Langzeitarchivierungsformat für digitale Negative.

JPEG
Aufnahmeformat wenn es schnell gehen soll und evtl. der Speicher knapp werden könnte.
Speicherformat für Web.

TIFF (oder PSD)
Verlustfreie Archivierung von bearbeiteten Bildern.

Quellen
http://www.fotocommunity.de/info/RAW
http://www.fotohifi.de/raw.htm
http://www.digitalkamera.de/Tip/21/81.htm
http://www.digitalkamera.de/Tip/19/11.htm
http://www.kefk.net/Fotografie/Digital/Rohdatenformat/index.asp
http://www.photographie.de/workshops/digitipp_09_03_.cfm
http://www.pcwelt.de/know-how/hardware/35125
http://www.luminous-landscape.com/tutorials/understanding-series/u-raw-files.shtml
http://www.raw-converter.com/
http://openraw.org/

Zusammenstellung durch Dr. Michael Paus

 

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Siehe auch: Dateiformate:
Speichern der Digitalbilder im richtigen Dateiformat für die optimale Bildqualität