Bits, bits, bits?

[bonefish]

Hallo,

zum Thema Bildbearbeitung habe ich mal ein paar grundsätzliche Fragen.

Es geht mir um die Bearbeitung in der "Bits-Kategorie". Soviel ich bis jetzt herausgefunden habe ist das Thema hauptsächlich für den Druck relevant. Will heißen je höher die bits, desto besser die Verläufe und weniger Farbabrüche im Druckergebnis. Für mich stellt sich nun folgende Frage: Was passiert wenn ich höher bearbeite, z.B. in 36bits, der Drucker aber nur 8, 16 oder 24 bits kann. Gibt's da ein Problem mit der Interpretierung beim Druck oder muss die bearbeitet Farbtiefe immer der Farb-Drucktiefe entsprechen?

Ganz generell: Ist das nur ein theoretisches Thema oder erschließt sich der Unterschied der höheren Farbtiefe beim Betrachten des Druckergebnisses?

Grüße vom bonefish

[Man]

Es wird keinen Drucker und vermutlich auch keinen Monitor geben, der tatsächlich 8 bit rgb bzw. cmyk darstellen kann.
Mit 1 Bit kann man 2 Zustände (1 und 0) beschreiben, mit 2 Bit 4, mit 3 Bit 8 usw.
Mit 8 Bit kann man demnach 2^8 =256 Zustände beschreiben.

Beim rgb-Modell (Monitor, Beamer) werden bei 8 bit demnach jew. 256 mögliche Usancen für rot, für grün und für blau beschrieben. Rot/Grün/Blau kann beliebig gemischt werden. Insgesamt gibt es also mit einer 8 bit Datei rd. 16 Mio verschiedene Möglichkeiten (256 x 256 x 256), wie ein Bildpunkt (Pixel) aussehen kann.

Drucker arbeiten im CMYK-Modell. Es gibt 3 Farben (Cyan, Magenta, Yellow) und schwarz (K).
Meiner Erinnerung nach wurde ein unterschiedliches Farbmodell für Drucker notwendig, da der Druck auf einen weissen Untergrund (Papier) erfolgt. Die Farbe Weiss (jew. 100% von rgb) gibt es also schon, dafür fehlt die Farbe schwarz (jew. 0 % von rgb).

Zumindest ich werde ein 8 bit Bild nicht von einem 16 oder 32 bit Bild auf einem Ausdruck oder einem Monitor unterscheiden können. Einerseits kann ich keine 16 Mio Farben zweifelsfrei auseinanderhalten, andererseits kann weder Papierbild noch Monitor 16 Mio verschiedene Farben exakt darstellen.

In der Bildbearbeitung machen höhere Auflösungen wie 8 bit dennoch Sinn: man vermeidet damit mögliche Farbabrisse. Diese können durchaus auch auf eine 5 bis 6 bit Ausgabemedium (Papierdruck, Monitor) zu sehen sein. Das kann sich z. B. darin äußern, dass in einem blauen Himmel die Farbschattierungen nicht sanft und unmerklich ineinander übergehen, sondern Ränder zu sehen sind.

Aus meiner Sicht macht Bildbearbeitung mit 16 oder 32 Bit bei kritischen Bildern (sanfte Farbverläufe, zusammensetzen von HDRs) durchaus Sinn, Weitergabe einer Datei mit mehr als 8 Bit für ein Ausgabemedium, welches noch nicht mal diese 8 Bit darstellen kann, halte ich für unnötig.

vlG

Manfred

[Neonsquare]

Bits sind in erster Linie ein Maß für den Informationsgehalt.

Die Auflösung ist bestimmt durch die Anzahl der Möglichen Werte die mit einer Anzahl an Bits dargestellt werden können.

Bei der Bildverarbeitung hast du die "Bits" (also letztlich auch eine Auflösung) an verschiedenen Stellen:

1) Auflösung der nicht interpolierten Tonwerte
Üblicherweise 12 oder 14 bit. Der Wertebereich darin ist normalerweise linear und wird später für eine "menschliche" Wiedergabe mit einer "Gamma-Kurve" komprimiert - grob: die Lichter und Schatten werden zusammengeschoben.

2) Auflösung der Kanäle in interpolierten Bilddaten
Entgegen der gängigen Vorstellungen sind die Interpolierten Bilddaten nicht notwendigerweise RGB. Es ist durchaus denkbar die Bilddaten z. B. als Lab (Luminanz, blau-gelb, rot-grün) zu repräsentieren. Außerdem sind in der Phase direkt nach der Interpolation üblicherweise 32 Bit Gleitkommazahlen pro Kanal üblich, um genügend Spielraum für die Manipulation der Bilddaten zu haben und Rundungsfehler zu minimieren.

3) Auflösung der Kanäle bei der Ablage
Irgendwann werden die Bilddaten in Form einer Datei abgelegt. Je nach Format ist die Repräsentation sehr unterschiedlich: Es gibt einfach Fälle mit 8 oder 16 Bit/Farbkanal aber es gibt auch Formate speziell für HDR mit größeren Auflösungen der Kanäle. Für eine fertige Weitergabe wird meist JPEG mit 8 Bit/Farbkanal benutzt und für eine Weitergabe zur Weiterverarbeitung sind TIF oder PSD mit 16 Bit/Kanal üblich.

4) Auflösung bei der Darstellung am Monitor
Der Monitor selbst hat ebenfalls eine Farbauflösung. Im Normalfall kann kann man von 8 Bit ausgehen - allerdings sind auch durchaus 6 Bit häufig. Teure Monitore für Bildbearbeitung haben auch mehr.

5) Drucker haben ebenfalls eine native Auflösung ihrer Farbkomponenten

Immer wenn ein höher aufgelöstes Signal auf ein niedriger auflösendes Medium trifft, kommt es dazu das vormals unterschiedliche Werte zu einzelnen zusammengefasst werden müssen. Es findet eine verlustbehaftete Kompression der Daten statt. Damit kann z. B. Banding entstehen, also dass z. B. ein eigentlich sanfter Verlauf aussieht als ob er aus breiteren einfarbigen Flächen besteht.

Dafür gibt es eine recht einfache Lösung: Man kann eine geringe Auflösung der Farbkomponenten verschleiern, indem man eine hohe spatiale (Also Anzahl der Pixel) nutzt und dort ein leichtes Rauschen einbringt. Sowohl Drucker als auch Monitore machen dies um entsprechendes Banding zu vermeiden.

Der Unterschied einer höheren Farbtiefe an irgendeiner Stelle in dieser Verarbeitungskette ist stets im Kontext dieser Verarbeitung zu betrachten. Was nützt es wenn Du Ausgangsmaterial mit 16 Bit/Kanal hast, aber das Mapping auf 8 Bit dann so schlecht gemacht wird, das sichtbares Banding ensteht?

[bonefish]

Hallo Neonsquare,

danke für Deine ausführliche Info.

Betrifft das auch den umgekehrten Vorgang: Beispiel ich bearbeite in 16 bits der Drucker aber in 24 bits?

Grüße vom bonefish

[bonefish]

Hallo neonsquare,

nach Rückfrage beim Fotobuch Hersteller CEWE welcher "bits-Farbraum" für den Druck verwendet wird habe ich die folgende Antwort erhalten: "Bitte achten Sie noch darauf, ausschließlich Bilddaten mit einer Farbtiefe von 24 Bit, also je 8 Bit für Rot, Grün und Blau, zu verwenden. Ihre Bildmotive dürfen selbstverständlich trotzdem schwarz-weiß oder in
Graustufen sein". Da kann ich mir jetzt aussuchen was ich glauben soll!

Entspricht diese Aussge jetzt 8 bit oder 24 bit?

Kannst Du da mit der richtigen Info weiterhelfen?


Grüße vom bonefish

[fhaferkamp]

Entspricht diese Aussge jetzt 8 bit oder 24 bit?


8 Bit je Farbkanal sind bei 3 Kanälen (RGB) eben 24 Bit zusammen.

Ein RAW-Bild hat in der Regel pro Farbkanal mehr als 8 Bits, z. B. 12. Nach der RAW-Entwicklung und Bildbearbeitung wird das Bild dann mit 8*3=24 Bit gespeichert und an den Fotobuchhersteller übertragen.

Der Vorteil der größeren Bittiefe während der Bearbeitung ist eben bei Manipulationen in der EBV zu sehen.
Vergleiche das mit einem Taschenrechner, der mit mehr Nachkommastellen arbeitet, um anschließend auch meist nur auf dem Display z. B. max. 8 Nachkommastellen auszugeben, intern sind es dann aber vielleicht 12, mit denen gerechnet wird, damit Rundungsfehler sich nicht sofort voll auswirken.