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Tutorialbeschreibung

Von Pixeln und Bildgrößen

Von Pixeln und Bildgrößen

Inspiriert durch diverse Fragen bei meinem ersten Workshop sowie durch das eigene Unvermögen, Probleme so zu beschreiben, dass ein anderer dazu auch eine konkrete Antwort geben kann (die Premium Supporterin 2 Jenni wird es mir hoffentlich verzeihen), habe ich versucht, Ordnung in mein Gedankenchaos zu bringen. Diverse Versuche zur Bildkomprimierung und Skalierung von Fotos sowie die dabei gewonnenen Ergebnisse wurden nachstehend zusammengefasst. Falls Interesse zur Veröffentlichung besteht, biete ich dieses Tutorial hiermit an. Über Pixel gibt es einen sehr interessanten Workshop, dabei werden aber vorrangig Linien betrachtet. Sollten dennoch die nachstehenden Zusammenhänge bereits anderweitig erläutert worden sein, bitte ich um eine entsprechende Nachricht. Hier werden anhand von Bildbeispielen die Begriffe Komprimierung, Dateigröße, Pixel, Skalierung und Bildgröße betrachtet.


Von Pixeln und Bildgrößen

Dieser Workshop ist für alle gedacht, bei denen Zusammenhänge zwischen Pixeln, Bildgrößen, Bildqualität, Auflösungen und dem Speichern eventuell noch Fragen aufwerfen. Hier soll kein Grundlagenwissen im Sinne einer theoretischen Abhandlung vermittelt, sondern aus den praktischen Erfahrungen bei der Arbeit mit Photoshop berichtet werden. Über Ergänzungen zum Thema oder die Weitergabe eigener Erfahrungen würde sich der Autor freuen.

Die meisten Digitalfotografen werden ihre Kamera wohl so konfiguriert haben, dass sie als Fotoergebnis Bilder im JPG-Format erhalten. Wer seine Fotos später mit guter Qualität ausdrucken möchte, wählt zudem den Modus mit der geringsten Komprimierungsrate. In diesem Workshop soll nun gezeigt werden, was mit den Bildern bei der Bearbeitung, Skalierung und Aufbereitung für das Web hinsichtlich der Bildqualität und Dateigröße geschieht.


Komprimierung

Zum Test laden wir ein JPG-Bild von der Kamera auf den Computer und stellen mit einem Dateibrowser ihre Größe fest. Die gleiche Datei laden wir mit Photoshop und speichern sie unbearbeitet in einem anderen Verzeichnis unter dem gleichen Namen (weil der Dateiname minimal zur Größenveränderung beiträgt) und als JPG-Datei ab. Diese zuletzt gespeicherte Datei öffnen wir wieder mit Photoshop und speichern sie in einem neuen Verzeichnis wiederum mit dem gleichen Namen ab. Wenn man diese Prozedur zehnmal wiederholt hat, ist die Datei um das fast 1,5-fache größer geworden, ohne dass auch nur ein Pixel dazugekommen wäre, aber die Bildqualität hat sich etwas verschlechtert.

Dazu die ermittelten Daten:

Kameradatei                  1.595.703 Byte (*.jpg)
Photoshopdatei(1)       2.086.751 Byte (*.jpg) -> Kameradatei in PS geladen und wieder gespeichert
Photoshopdatei(10)     2.335.306 Byte (*.jpg) -> 10. Speicherung der Datei(1)

Aus dem Ursprungsbild und dem Bild der zehnten Speicherung wurde ein Ausschnitt von 400 x 300 Pixeln entnommen, in eine Datei von 800 x 600 Pixeln kopiert und zur Veranschaulichung auf Bildgröße ohne Interpolation skaliert.

Nachstehend das Ausgangsbild mit dem markierten Auswahlbereich und den Speicheroptionen für alle der zehn vorgenommenen Speicherungen

Bilder


Auswahlbereich

Bilder


Auswahlbereich des Ausgangsbildes auf 800 x 600 Pixel skaliert

Auf dem Monitor sieht man beim unteren Bild im Vollbildmodus und mehrfacher Vergrößerung bereits kleine Fehler. Dunkle Bildteile weisen auch schon ein geringes Rauschen auf. Bei Bildern mit größeren Schattenpartien wird der Effekt noch deutlicher.

Bilder


Auswahlbereich nach der zehnten Speicherung auf 800 x 600 Pixel skaliert

Mit dem Hilfslinienwerkzeug wurden in beiden Vergrößerungen gleiche Punkte fixiert und mit der Pipette die Farbe aufgenommen. Dabei sind bereits kleine (nicht gravierende) Farbabweichungen feststellbar. Das alles sind keine spektakulären Veränderungen und für reine Webpublikationen zu vernachlässigen.

Photoshop komprimiert, obwohl keine Veränderungen am Bild vorgenommen wurden, die Datei stets erneut. Die Schlussfolgerung ist simpel und wird wohl von den meisten auch beherzigt:

Alle Bearbeitungsschritte im Photoshop-Format speichern und erst das Endergebnis in das Ausgabeformat konvertieren. Dazu gehört auch die endgültige Skalierung.


Dateigrößen

Öffnet man ein JPG-Bild mit Photoshop und speichert dieses unbearbeitet im PSD-Format wieder ab, wird man feststellen, dass die Dateigröße auf das Mehrfache der Ursprungsdatei angewachsen ist. Dabei hat sich die Anzahl der Bildpixel nicht verändert. Die Ursachen dafür wollen wir hier nicht näher betrachten, es soll jedoch an die Tatsache erinnert werden, mit welchem Datenvolumen bei der Bearbeitung zu rechnen ist. Bei einem Photoshop-Dokument mit 16 Ebenen, und das ist bei umfangreicheren Bildmanipulationen nicht ungewöhnlich, muss mit einer Dateigröße von schon 120 MB (und größer, abhängig vom Ausgangsbild) gerechnet werden. Das sollte beim Festplattenplatz und dem Hauptspeicher Berücksichtigung finden.

Je nach Farb- und Helligkeitsverteilung hat eine Datei mit gleichen Abmessungen auch unterschiedlichen Speicherbedarf. Dazu ein kleines Beispiel:
Wir erstellen in Photoshop eine neue Datei (800 x 600 Pixel) mit transparentem Hintergrund und speichern sie als Test.psd ab. Anschließend füllen wir die Fläche mit Schwarz und speichern die Datei in einem neuen Ordner wieder als Test.psd. Die gleiche Prozedur wiederholen wir mit den Farben Grau und Weiß, wobei jeweils ein neuer Ordner sowie der gleiche Dateiname verwandt werden. Sehen wir uns anschließend die Dateigrößen an, werden wir merkliche Unterschiede feststellen.

Transparent     60.792 Byte
Schwarz            89.430 Byte
Grau                  89.444 Byte
Weiß                 89.456 Byte

Die Datei mit dem transparenten Hintergrund ist faktisch nur ein Container, in dem Farb- und Helligkeitsinformationen gespeichert werden können.


Pixel

Pixel sind die kleinste Informationseinheit eines Bildes. Jeder dieser Bildpunkte trägt eine definierte Farbinformation. Werden durch Verkleinerung eines Bildes Pixel entfernt, gehen Informationen verloren. Bei der Vergrößerung eines Bildes können durch mathematische Funktionen fehlende Pixel zwar neu erzeugt werden, aber die Qualität der Originalvorlage wird damit keinesfalls mehr erreicht.

Wie viele Pixel ein Bild enthält, hängt von dem Gerät (Kamera, Camcorder, Scanner etc.) ab, mit dem wir es erzeugen. Dabei sollten wir uns stets an der größtmöglichen optischen Auflösung orientieren. Digitalzoom oder interpolierte Auflösungen bei Scannern sind Augenwischerei. Es erfolgt dabei nur eine mehr oder weniger schlechte Interpolation von Pixeln.

Ein JPG-Bild, beispielsweise von einer Sony-Kamera mit 3,3 Megapixeln, besitzt 2.048 x 1.536 Pixel. Egal, mit welchen Werkzeugen wir dieses bearbeiten, die Anzahl der Pixel ändert sich nicht. Verkleinern wir das Bild (gleich mit welchen Methoden) auf beispielsweise etwa 25%, also 800 x 600 Pixel, dann verlieren wir

(2.048 x 1.536 = 3.145.728) minus (800 x 600 = 480.000) gleich 2.665.728 Pixel

Diese fehlenden Bildinformationen sind nach dem Abspeichern unwiderruflich verloren.

Dazu eine Metapher:

Wollte man ein Gefäß, das randvoll mit 1000 Pixeln gefüllt ist, in ein halb so großes Gefäß umgießen, würden 500 Pixel danebenlaufen. Und so lässt sich eben eine Datei mit vorgegebener Größe auch nur mit einer bestimmten Anzahl von Pixeln füllen.

Die in den letzten Photoshop-Versionen implementierte Ebenenfunktion in Smart-Objekt konvertieren speichert intern beim Skalieren die Gesamtmenge der Pixel nur so lange, wie wir uns im Photoshop-Format bewegen. Nach dem Umwandeln in ein anderes Format werden diese Pixel verworfen.


Skalieren von Bildern

Es ist nicht immer zu umgehen, seine Bilder in ein vorgegebenes Datei- und Bildgrößenformat zu transferieren. Dafür bieten sich verschiedene verlustbehaftete Methoden an, von denen nachfolgend vier Möglichkeiten getestet wurden.

Das Originalbild einer Pentax ist DL (3.008 x 2.000 Pixel) wurde auf ein Seitenverhältnis von 4:3 beschnitten und ein Ausschnitt von 300 x 300 Pixeln markiert.

Bilder


Originalbild mit markiertem Ausschnitt

Anschließend wurde das Bild wie folgt auf 800 x 600 Pixel verkleinert:

- skaliert mit Photoshop
- mit Photoshop für Web und Geräte speichern verkleinert
- mit Photoshop bikubisch interpoliert (ist auch beim Verkleinern möglich, aber wenig sinnvoll!)
- mit PhotoZoom (Zusatzsoftware) verkleinert

Der markierte Bereich, nach dem Verkleinern nur noch etwa 92 x 92 Pixel groß, wurde jeweils freigestellt und zur Veranschaulichung auf 300 x 300 Pixel ohne Interpolation skaliert.

Bilder


Vollbild skaliert und Ausschnitt wieder auf 300 x 300 Pixel skaliert

Bilder


Vollbild mit Photoshop für Web und Geräte speichern verkleinert und Ausschnitt wieder auf 300 x 300 Pixel skaliert

Bilder


Vollbild mit Photoshop beim Verkleinern bikubisch interpoliert und Ausschnitt wieder auf 300 x 300 Pixel skaliert

Bilder


Vollbild mit der Zusatzsoftware PhotoZoom verkleinert und Ausschnitt wieder auf 300 x 300 Pixel skaliert

Bilder


direkter Ausschnitt von 300 x 300 Pixeln aus dem Originalbild

Beim Vergleich der Ausschnitte erkennt man sehr deutlich, dass sich durch die verworfenen Pixel die Bildqualität deutlich verschlechtert hat.

Bei Bildern für das Web mag man unter Umständen derartige Qualitätsverluste noch tolerieren. Für den, der seine Bilder auf einem Drucker ausgeben möchte, ist das nicht mehr hinnehmbar.

Als bessere Lösung hat sich die Zusatzsoftware PhotoZoom erwiesen. Mit den drei Photoshop-Funktionen erzielt man etwa identische Ergebnisse. Der Pixelverlust ist bei den hier gewählten Bildvergrößerungen von rund 330% deutlich erkennbar. In der täglichen Praxis wird aber wohl kaum jemand auf die Idee kommen, so extrem nach unten und oben zu skalieren.


Bildgröße

Der folgende Dialog nach dem Aufruf Datei/Neu ist gewiss jedem bekannt:

Bilder


Hier kann man die gewünschten Abmessungen (Pixel, Zoll, cm etc.) und die Auflösung einstellen. Wenn man Bilder für das Web produzieren will, kann die vorgegebene Auflösung von 72 ppi belassen werden.

Nach dem Anlegen einer neuen Datei lässt sich mit Bild/Bildgröße die Ausgabegröße (Druckgröße) bestimmen. Gleich, welcher Wert für die Auflösung eingestellt wird, die Pixelmaße ändern sich nicht.

Bilder


Beim vorgegebenen Beispiel würde das Bild etwa formatfüllend auf einer DIN A4-Seite ausgedruckt. Das ist bei einer Auflösung von 72 ppi wenig sinnvoll. Für ein Foto in handlicher Größe (ab 9 x 12 cm) und einer Druckauflösung von wenigstens 360 ppi (größer ist besser – wenn es der Drucker erlaubt) betragen die notwendigen Bildabmessungen schon 1.276 x 1.701 Pixel. Von Bildern, die man aus dem Internet bezieht, sollte man deshalb keine Wunder erwarten.

Wer mit Photoshop Collagen herstellen möchte, bei denen es notwendig ist, aus unterschiedlichem Ausgangsmaterial Ausschnitte, freigestellte Objekte oder Grafiken in das Arbeitsdokument einzufügen, sollte für alle Quellen von vornherein die gleiche Auflösung einstellen und mit dem gleichen Zoomfaktor arbeiten. Damit ist eine bessere Beurteilung der endgültigen Größenverhältnisse möglich.

Angenommen, wir laden ein Bild aus dem Internet hoch. Es besitzt die übliche Auflösung von 72 ppi und hat eine Ausgabegröße von 14,11 x 10,58 cm.

(Das nachfolgende Bild stammt natürlich nicht aus dem Internet, sondern aus dem heimischen Garten!)

Bilder



Dieses Bild soll in eine Collage eingefügt werden, für welche wir eine Datei in DIN A4-Größe und 360 ppi Auflösung angelegt haben. Durch Kopieren (STRG+A und STRG+C) aus der Internetdatei und Einfügen (STRG+V) in die Arbeitsdatei wäre die Abbildung des Nashornkäfers in der Druckausgabe nur noch rund 28 x 21 mm groß. Das ist gewiss keine umwerfende Neuigkeit, aber man kann sich gelegentlich an diesen Effekt erinnern.

grauhaar

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Kommentare
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Portrait von Modder
  • 06.02.2012 - 19:49

Gute Informationen, danke!

Portrait von steffi007
  • 30.09.2010 - 13:45

super gut, hat mir sehr geholfen

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-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)

  • 19.03.2010 - 16:19

gut erklärt. hat mir geholfen, danke.

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-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)

  • 21.01.2009 - 15:36

Vielen vielen Dank,
so konnte ich jemandem eine richtige Freude machen.
Super! Das ist wirklich sehr hilfreich um sich in der Welt von Pixeln zurecht zu finden.
LG Steffi

Portrait von Lucca669
  • 20.01.2009 - 22:49

Sehr gut, vielen Dank:-)
Genau DAS konnte ich gerade prima gebrauchen.

Portrait von kurCo
  • 19.06.2008 - 16:27

Wow, sehr umfangreich. Ich danke dir!

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-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)

  • 12.02.2008 - 22:40

sehr schön. hat geholfen

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-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)

  • 30.01.2008 - 22:10

Perfekt ! hätte diese Tut eine Woche vorher lesen sollen.
Mir wäre so vieles erspart geblieben ...

Portrait von Teufelskerl1977
Portrait von gretchen1
  • 23.12.2007 - 11:33

Ohne Fleis kein Preis
Ich bedanke mich bei all den Menschen die sich die Mühe machen - selbst erlerntes (oft mühsam) einfach so an unbekannte weitergeben.

Also Schnurrbart
ich bedanke mich bei Dir für die Erkentnisse die ich durch Dich gewonnen habe
Gruß Peter

Portrait von grauhaar
  • 24.12.2007 - 11:48

Hallo Peter, welcher von den drei Peters, die ich kenne, es auch sein mag, Dein Kommentar ist erfrischend und macht Mut, alsbald ein weiteres Tutorial zu verfassen.

grauhaar

Portrait von ikarie83
  • 25.11.2007 - 11:32

Prima gemacht! Danke! Hat für einige Klarheit gesorgt.

Portrait von francepeer
  • 24.11.2007 - 17:11

danke - sehr informativ! Gefiel mir gut und freue mich auf weitere tutorials!

Portrait von tiroler
  • 23.11.2007 - 23:29

super tolle Erläuterung- Danke dafür !

Portrait von trolli4
  • 23.11.2007 - 15:53

Sehr gut. Danke dafür!!!

Portrait von Magixx
  • 22.11.2007 - 21:55

Danke für die Mühe, ist sehr informativ!!

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-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)

  • 22.11.2007 - 19:35

Alles verstanden ohne lang zu überlesen.
Auch relativ informativ.
Super

Portrait von ledavi
  • 22.11.2007 - 08:56

genau und gut erklärt! vielen dank

Portrait von sfischer
  • 20.11.2007 - 14:35

ein echt starkes stück!

Portrait von nerfone
  • 19.11.2007 - 15:10

gut gemacht...danke.....

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