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Pixel und Bildgröße

Dienstag, 05. Januar 2016

Digitale Fotos bestehen aus vielen einzelnen quadratischen Bildpunkten, Pixel genannt. Sie sind die kleinste Einheit eines Bildes und einfarbig. Diese Pixel werden in einem Raster zusammengesetzt. Wie bei einem Mosaik entsteht durch die Kombination vieler Pixel, mit unterschiedlichen Farben, ein Bild.

Pixel aus dem Bild links Beispiel 1
Einzelne Pixel aus dem Bild rechts. Können Sie erkennen um welchen Bereich es sich handelt?

Jedes digitale Foto besteht aus einer bestimmten Anzahl von Pixeln, angeordnet in Spalten und Reihen.
Ein Beispiel: Das Foto oben rechts ist 300 Pixel breit und 200 Pixel hoch. Wenn Sie mit der rechten Maustaste auf das Foto und dann auf “Eigenschaften” klicken, können Sie die Bildgröße überprüfen. 300 x 200 Pixel ergeben 60.000 Pixel.

Wegen der Anordnung der Pixel wird ein digitales Foto auch Rastergrafik (oder Bitmap) genannt. Somit sind Digitalfotos immer rechteckig. Die Pixel stehen immer genau senkrecht bzw. waagerecht, vergleichbar mit einem DIN A4-Blatt mit Karos. Jedes Karo ist vergleichbar mit einem Pixel.

Woher kommen die Pixel?

Wenn Sie mit Ihrer Digitalkamera ein Foto machen oder ein Papierbild einscannen verarbeitet der Chip in der Kamera bzw. im Scanner die einzelnen Lichtinformationen und weißt den einzelnen Pixel die entsprechenden Farben zu. Je nach gewählter Einstellung werden dabei Bilder mit mehr oder weniger vielen Pixeln erzeugt.

Z. B. kann eine Kamera mit 12 Megapixeln Fotos mit bis zu 4000 x 3000 Pixeln erzeugen. Über die Einstellungen lassen sich kleinere Werte wie 3264 x 2448 Pixel (8M) oder 1600 x 1200 Pixel (2M) festlegen. So passen wesentlich mehr Bilder auf die Speicherkarte, aber je weniger Pixel ein Bild hat umso schlechter wird das Bild bei einer größeren Darstellung:

Das kleine Foto mit dem Pferd hat eine Größe von 200 x 140 Pixel. Auf dem Monitor wirkt es ausreichend scharf. Vergrößert man nun nachträglich das Bild wird es unscharf und ’pixelig’.

In der vergrößerten Darstellung ist die Qualität unbefriedigend. Soll das vergrößerte Bild brillant aussehen, braucht es (am besten von vorne herein) mehr Pixel.
Meine Empfehlung an alle Digitalfotografen da draußen: Stellt eure Kamera immer auf die volle Auflösung und die beste Qualität und habt zur Not noch weitere Speicherkarten dabei. Denn nichts ist schlimmer als ein super Foto zu haben, mit dem man nichts anfangen kann, außer es auf dem kleinen Monitor der Kamera zu betrachten.

Bildschirm und Bildschirmauflösung bestimmen die Größe des Bildes am Monitor

Zum Verständnis: das oben links gezeigte Foto mit dem Pferd mit 200 x 140 Pixeln erscheint auf meinem Bildschirm 6 x 4,5 cm groß. Wie groß bzw. klein es auf einem anderen Bildschirm abgebildet wird, hängt von der gewählten Bildschirmauflösung ab, also wie groß der Monitor die einzelnen Pixel darstellt.

Bei einem Monitor mit einem 15-Zoll-Bildschirm und eingestellter Bildschirmauflösung von 1280 x 1024 Pixeln, wird das Bild nur so groß wie eine Briefmarke angezeigt. Vergleichsweise bei eingestellten 640 x 480 Pixeln auf einem 21-Zoll-Bildschirm, kann man die Pixel des Bildes bereits mit bloßem Auge erkennen.

Das bedeutet: je höher die Bildschirmauflösung, desto kleiner sind die Pixel am Monitor.

Röhren-Monitore können problemlos jede gängige Bildschirmauflösung darstellen, sind aber nie 100 % scharf. LCD-Monitore haben, ebenso wie digitale Fotos, ein festes Pixelraster, also eine feste Bildschirmauflösung, und erreichen so eine optimale Schärfe. Diese erreichen sie allerdings nur, wenn sie auf die passende Bildschirmauflösung eingestellt wurden.

Fotos ausdrucken

Wenn Sie ein digitales Foto ausdrucken oder einen Abzug davon bestellen möchten muss die Größe der Pixel festgelegt werden. Dies geschieht über die Auflösung, einem Umrechnungsfaktor, der bestimmt wie viele Pixel auf einer Linie von einem Zoll (2,54 cm) untergebracht werden müssen, also im Prinzip die Größe der Pixel.
Die Auflösung wird in dpi (dots per inch - Punkte pro Zoll) angeben.

Die Auflösung lässt sich bei einfachen Bildbearbeitungsprogrammen (z. B. Adobe Photoshop Elements) beliebig ändern. Wichtig hierbei ist darauf zu achten, dass man die tatsächliche Pixelzahl des Bildes nicht verändert.

Die meisten Digitalkameras speichern die Aufnahmen mit einer Auflösung von 72 dpi. Für einen brillanten Ausdruck eines Fotos reichen 72 dpi allerdings nicht aus. Papier kann bei gleicher Darstellungsgröße viel mehr Details darstellen. Für eine gute Qualität sollte man mindestens eine Auflösung von 150 dpi, für die beste Qualität sollten schon 300 dpi eingestellt sein.

Das bedeutet ein 12-Megapixel-Bild mit 4000 x 3000 Pixeln wäre bei 300 dpi 33,8 x 25,4 cm.
Die Rechenformel hierzu ist: Länge in Pixel geteilt durch die Auflösung (dpi)Länge in Zoll.
Multipliziert man das Ergebnis mit 2,54 erhält man die Länge in cm.

Auf dieser Tabelle können Sie schnell und einfach ablesen, wie groß Sie Ihre Bilder
ausdrucken oder bestellen können:

Auflösung
der Kamera
Pixelmaß
des Bildes
Dateigröße Bildgröße bei
300 dpi
optimale
Bildgröße
akzeptable
Bildgröße
350.000 640 x 480 120 KB 5,42 x 4,06 cm
850.000 1.024 x 768 250 KB 8,67 x 6,50 cm 9 x 13 cm
1,3 Mio. 1.280 x 960 380 KB 10,8 x 8,1 cm 9 x 13 cm 10 x 15 cm
1,6 Mio. 1.536 x 1.024 450 KB 13 x 8,6 cm 9 x 13 cm 10 x 15 cm
2,1 Mio. 1.600 x 1.200 550 KB 13,5 x 10,1 cm 10 x 15 cm 13 x 18 cm
2,3 Mio. 1.800 x 1.200 750KB 15,2 x 10,1 cm 10 x 15 cm 13 x 18 cm
3,3 Mio. 2.048 x 1.536 1,2 MB 17,3 x 13 cm 13 x 18 cm 20 x 30 cm
4,0 Mio. 2.240 x 1.680 1,5 MB 18,9 x 14,2 cm 13 x 18 cm 20 x 30 cm
5,1 Mio. 2.560 x 1.920 1,7 MB 21,6 x 16,5 cm 13 x 18 cm 20 x 30 cm
6,1 Mio. 3.024 x 2.016 2,2 MB 25,6 x 17,0 cm 13 x 18 cm 20 x 30 cm
8,0 Mio. 3.264 x 2.448 3,3 MB 27,6 x 20,7 cm 20 x 30 cm 30 x 45 cm
10 Mio. 3.648 x 2.736 4,3 MB 30,8 x 23,1 cm 30 x 45 cm 40 x 60 cm
12 Mio. 4.000 x 3.000 5,4 MB 33,8 x 25,4 cm 30 x 45 cm
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Megapixel-Klasse (MP),
Seitenverhältnis

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12 MP, 4:3
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12 MP, 3:2
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16 MP, 4:3
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18 MP, 3:2
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20 MP, 4:3
.
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24 MP, 3:2
Pixelzahl 4000 x 3000 4256 x 2848 4608 x 3456 5184 x 3456 5152 x 3846 6000 x 4000
Druckmaß / cm bei Auflösung
(60 ppcm /152 dpi)
66,7 x 50 70,9 x 47,5 76,8 x 57,6 86,4 x 57,6 85,9 x 64,1 100 x 66,7
Druckmaß / cm bei Auflösung
(25 ppcm / 63 dpi)
160 x 120 170,2 x 113,9 184,3 x 138,2 207 x 138 206,1×153,8 240 x 160

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Ob eine Bilddatei mit 72 dpi oder mit 300 dpi gespeichert wurde, ist für die Darstellung am Bildschirm unbedeutend. Entscheidend ist die absolute Pixelzahl, also die Kantenlängen des Bildes. Die beiden folgenden Bilder wurden mit unterschiedlicher Auflösung gespeichert.

Beispiel 5 - 300 dpi Beispiel 6 - 72 dpi

Wer Papierbilder im Internet bestellt, bekommt in der Bestellsoftware des FotoShop (FOTOSERVICE) angezeigt, ob das ausgewählte Motiv genügend Pixel besitzt. Die Software erkennt, wie viele Pixel das Bild in horizontaler und vertikaler Richtung hat und errechnet die Auflösung. Hat das Bild ausreichend viele Pixel, um es mit annähernd 300 dpi zu drucken, zeigt dies ein grüner Punkt an. Reichen die Pixel nicht ganz, erscheint ein gelber Punkt. Ein Foto, das nur für die Bildschirmdarstellung reicht, wird rot markiert. Bei gelbem oder rotem Punkt erhalten Sie nur eine geringe bzw. schlechte Bildqualität. Wählen Sie dann ein kleineres Format oder beschaffen Sie ein Foto mit einer höheren Auflösung.

Analoges und digitales Kontrastverhalten

Freitag, 01. Januar 2016

Die Datenblätter für Amateur-Kleinbildfilme (ISO200) gaben Mitte der 90er Jahre einen Blendenumfang von ca. 6 Blendenstufen (ohne nennenswerte Artefaktbildung) an. Das entspricht etwa einem Empfindlichkeitsumfang von ISO 25 bis ISO 1600. Durch diese hohe Qualitätsreserve konnten bei der Fertigung von Kleinbildtechnik hohe Toleranzen bei der Belichtung eingeplant werden. Denn die Fehlbelichtungen konnten während des autmatischen Optimierungsprozesses problemlos korrigiert werden.

Die durchschnittliche Amateur-Digitalkamera bietet heutzutage etwa vier Blendenstufen Kontrastumfang. Das entspricht einem Empfindlichkeitsumfang von ISO 50 bis ISO 800. Bedingt dadurch, muss eine Digitalkamera wesentlich präzisere Belichtungen erreichen, um dem Film vergleichbare Schärfeleistungen zu erreichen.

Eine durchschnittliche Digitalkamera hat eine Auflösung von mehreren Millionen Pixeln. Gleichzeitig besitzt jeder Pixel eine Kontratsdifferenzierung von mehreren Millionen Abstufungen (bei 24 bit Farbtiefe). Ein durchschnittlicher Kleinbildfilm besitzt eine vergleichbare Auflösung, aber ein wesentlich größeren Umfang an Kontratsdifferenzierungen. Das sorgt dafür, dass analoge Fotografie in der Regel schärfere Ergebnisse liefert, als digitale Fotografie.

Um diesen Qualitätsmangel auszugleichen, wird ausnahmslos bei allen digitalen Bildern durch automatische Optimierungssysteme die Schärfe verbessert.

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