Dateiformate – Das JPG-Format

dateiformate-jpg

In Zusammenarbeit mit SIGMA
In der Fotografie hat die Bilddatei das Dia und das Negativ der klassischen analogen Fotografie abgelöst. Wo vorher belichtete Filme entwickelt wurden und der Fotograf auf seine Ergebnisse wartete, befinden sich die Aufnahmen jetzt auf einem Speicherchip. Je nach Verwendungszweck, ob Bildschirm, Druck oder der Präsentation in der fotocommunity, können Bilddateien in unterschiedlichen Formaten abgespeichert oder konvertiert werden. Doch welches ist das Richtige?

Die wichtigsten Formate
Die möglichen Dateiformate sind vielfältig (zirka 120 verschiedene sind bekannt) und viele dieser eher exotischen Formate haben eher durch spezielle Eigenschaften eine Daseinsberechtigung. Wir werden hier auch auf die meist wichtigen (GIF, TIFF, PNG, BMP etc.) eingehen. Doch die großen zwei Dateiformate, das RAW-Format (*.tif, *.raw, *.cr2, *.raf, .*nef, usw.) und das weitverbreitetste, das JPG-Dateiformat (*.jpg) stehen hier im Fokus.

Während viele genannte Formate standardisiert sind und von den gängigen Internet- Browsern oder Bildverarbeitungsprogrammen verarbeitet werden können, sind andere wiederum nur mit speziellen Programmen zu öffnen. Der Fachbegriff hierfür ist „Proprietär“. Gerade wenn ein Hersteller von Software oder Kameras sich nicht in die Karten schauen lassen möchte nutzt er solche eigenen Formate. Damit bindet er den Nutzer an seine Soft- und Hardware. Zum Glück ist zu mindestens das speichern als JPG-Datei fast überall möglich.

Allgemeines zum JPG-Format
Das Datenformat JPG, eigentlich JPEG,  steht als Abkürzung für „Joint Photografic Expert Group“. Diese Expertengruppe entwickelt seit 1988 internationale Standards. Ausgesprochen wird es außerdem ungefähr „Dschäpeg“.

Das Datenformat *.jpg ist im Gegensatz zu *.gif frei von Rechten Dritter (z.B. Patentrechten). Die Kompressionsverfahren sind für jedermann verfügbar und dürfen in jeder Art von Software eingebunden werden. Daher gibt es eigentlich auch keine Software, die nicht mit diesem Format umgehen kann.

Vorteile
Der große Vorteil von JPG ist die variabel einstellbare Kompressionsrate. Also wieviel Informationen werden optisch oder mathematisch zusammengefasst um sie zu speichern. Es ist also nicht nötig die Pixel- und Farbwerte komplett zu speichern.

Textbeispiel einer Kompression
Hier ein stark konstruiertes Beispiel. So könnten wir Euch ein Bild beschreiben und Ihr könntet es mit Farbe jederzeit nachstellen. Beachtet hier bitte die Anzahl an Buchstaben die wir benötigen, um euch diese Malanweisung zu geben:

Pixel 1 (oben links), Zeile beginnend mit Information 1 und endend mit Information 1980 in 8-bit RGB darstellen. Die Farbwerte entsprechen einer Mischung von 254 Anteilen Rot, 9 Anteilen Grün und 10 Anteilen Blau.

Pixel 2 (oben links), Zeile beginnend mit Information 1 und endend mit Information 1980 in 8-bit RGB darstellen. Die Farbwerte entsprechen einer Mischung von 254 Anteilen Rot, 9 Anteilen Grün und 10 Anteilen Blau.

Pixel 3 (oben links), Zeile beginnend mit Information 1 und endend mit Information 1980 in 8-bit RGB darstellen. Die Farbwerte entsprechen einer Mischung von 253 Anteilen Rot, 11 Anteilen Grün und 15 Anteilen Blau.

Ihr seht hier schon wie simple diese Anweisung zu vereinfachen ist:

Alle Pixel 8bit-RGB, Zeilenlänge 1980
Pixel1= 255,9,10; Pixel2= 254,9,10; Pixel3=253,11,15

Aber diese drei Pixel sind auch noch zu vereinfachen, dieses mal aber mit einem Informationsverlust, da hier ein Verlauf von/bis geschätzt wird:
1-3=255-253;9-11;10-15

Wenn Ihr nun dieses Konstrukt auf eine Fläche erweitert, habt ihr im Grunde schon den vollständigen Algorithmus.

Optionen
Es gibt auch bei diesem Format Optionen. Diese sind im Grunde zu vernachlässigen. Als diese eingeführt worden sind, gab es noch Software, die die progressive Speicherung nicht lesen konnte. Progressiv bedeutet hier im Grunde, dass ein Stapel von Bildern abgelegt werden, die bei der Darstellung nacheinander geladen werden. Bei langsamen Internetleitungen immer noch ein gern gesehenes Feature. Der Gewinn an geringere Dateigröße ist hingegen nicht sehr üppig. Bei den meisten Speicherdialogen steht alles auf Standard um die vermeintliche Kompatibilität sicher zu stellen.

Speichern StandardSpeichern Optimiert Speichern Progressiv

HINWEIS: Es ist übrigens nicht richtig, dass JPEGs mit jedem Öffnen und folgendem Schließen an Qualität verlieren. Erst durch eine Bearbeitung/Veränderung des Bildes wird das Bild neu komprimiert. Aber auch diese Verluste sind dann minimal.

Qualitätsreihe Orginalgröße
Bildreihe eines typischen Reisemotives. Das Foto wurde immer vom Original-RAW ausgehend neu gespeichert. Bitte beachtet die immensen Unterschiede der Dateigröße. In dieser Größe ist kein Unterschied ersichtlich.
Qualitätsreihe Ausschnitt
Hier die gleiche Fotoreihe aber mit einem sehr kleinen Ausschnitt. Auch hier ist es schwierig Qualitätsunterschiede zu entdecken.
Neuspeicherung
Hier seht ihr, dass der Mythos des immensen Verlustes von Qualität wirklich nur ein Mythos ist. In dieser Reihe wurde immer das JPG mit maximaler Speicherqualität geöffnet, ein Pixel verändert und wieder mit maximaler Qualität gespeichert.

Erst die wiederholte Veränderung eines Bildes und die darauf folgende Speicherung mit einer mittleren bis geringen Qualität ist für den Bildeindruck nicht förderlich.

Zusammenfassung
Die Vorteile und daher auch der große Verbreitungsgrad sind, die teilweise sehr hohe Packraten und eine gute verbleibende Bildqualität, der Nachteil sind mögliche JPEG-Artefakte, die bei starker Vergrößerung und Komprimierung auffallen können. Aber hier liegt die Betonung aus „können“ nicht müssen.

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