Das optimale Speicherformat: JPEG, TIFF oder Raw?

Digitalfotografen haben es leicht: Sie müssen keine Filme kaufen und brauchen sich also auch keine Gedanken darüber zu machen, was für ein Film wohl jeweils der Geeignetste wäre. Aber selbst wenn sie sich nicht zwischen Dia- und Negativfilm, Farbe oder Schwarzweiß entscheiden müssen, bleibt noch die Wahl des optimalen Speicherformats für die digitalen Bilder. Welche Bilder der Sensor auch registriert haben mag – was man nach Hause trägt, sind die meist komprimierten Daten auf der Speicherkarte, und was zwischen Aufnahme und Speicherung verloren geht, lässt sich später nicht mehr zurückholen.

JPEG

Wenn Digitalkameras die Wahl zwischen unterschiedlichen Qualitätsstufen bieten, so handelt es sich meist um unterschiedliche starke Formen der JPEG-Kompression, benannt nach ihren Erfindern, der „Joint Photographic Experts Group“. JPEG-Dateien sind das verbreitetste Speicherformat für Digitalbilder und bei Einsteigerkameras durchweg das einzige zur Wahl stehende Format. Die anhaltende Popularität dieses für die Verhältnisse der schnelllebigen Computerbranche schon sehr alten Standards hat gute Gründe: Während die umkomprimierten Bilddaten einer 5-Megapixel-Kamera 15 Megabyte pro Aufnahme belegen und die eines 2-Megapixel-Modells immerhin noch 6 Megabyte, reduziert die JPEG-Kompression den Platzbedarf selbst in der höchsten Qualitätsstufen noch auf ein Fünftel bis zu einem Zehntel, sodass die Speicherkarte fünf bis zehnmal so viele Bilder fasst. Das Kompressionsverfahren ist zudem sehr schnell, womit sich auch die Bildfolgezeit verkürzt: Es spart viel Zeit, ein Bild erst zu komprimieren und dann die so verkleinerte Datei auf die Speicherkarte zu schreiben, denn die Schnittstelle zur Speicherkarte ist, digitale Spiegelreflexkameras ausgenommen, der stärkste Bremser auf dem Weg zur erneuten Aufnahmebereitschaft.

Die Vorteile des JPEG-Formats werden mit einer verlustbehafteten Kompression erkauft: Ein wieder dekomprimiertes JPEG-Bild ist nicht mehr identisch mit dem Original, wenngleich die Unterschiede bei geringen Kompressionsraten kaum erkennbar sind. Das JPEG-Verfahren geht bei der Datenreduktion recht intelligent vor: Zunächst werden die Farb- von den Helligkeitsinformationen getrennt und die Farbinformationen vergröbert – eine geringere Farbauflösung nimmt das menschliche Auge nämlich kaum wahr. Die Farb- und Helligkeitswerte von je 64 Pixeln werden in eine andere Darstellung umgewandelt, in der wiederum 64 Werte Bilddetails absteigender Wichtigkeit beschreiben. Je nach gewünschtem Kompressionsgrad kann man nun einzelne Werte weglassen oder vergröbern, und beginnt dabei mit den unwichtigsten, deren Fehlen dem Betrachter später nicht auffällt. Übertreibt man es jedoch, bleiben in Bildbereichen mit geringem Kontrast wie beispielsweise blauem Himmel nur noch einfarbige Quadrate von 64 Pixeln zurück, während in Bereichen mit starkem Kontrast Schlieren und Geisterbilder erscheinen. Eine Kompression auf 1/5 bis 1/10 führt jedoch noch nicht zu sichtbaren Qualitätseinbußen. Die Dateigröße JPEG-komprimierter Bilder hängt vom Bildinhalt ab: Fotos mit geringem Kontrast sowie unscharfe Bilder werden stärker zusammengestaucht als Bilder mit vielen feinen Details oder auch stark verrauschte Fotos. Stark nachgeschärfte Bilder nehmen etwas mehr Platz ein als solche ohne kamera-interne Scharfzeichnung; auch aus diesem Grund empfiehlt es sich, darauf zu verzichten, zumal man eine Scharfzeichnung jederzeit nachholen kann.

Seit Jahren steht mit JPEG2000 der designierte Nachfolger des JPEG-Formats bereit, konnte in der Digitalfotografie aber bislang nicht zum Zuge kommen. JPEG2000 verlangt eine höhere Rechenleistung, die zwar keinen aktuellen PC überfordert, sehr wohl aber die weniger energiehungrigen Prozessoren von Digitalkameras. Die theoretischen Vorzüge von JPEG2000 zeigen sich in der Praxis erst, wenn man sehr stark komprimiert: Während JPEG-Bilder dann kaum noch verwendbar sind, büßen JPEG2000-Bilder nur an Schärfe ein. Für die Speicherung aufbewahrenswerter Fotos kommt aber ohnehin keine so starke Kompression in Betracht.

TIFF

Digitalkameras der Mittel- und Oberklasse bieten neben zwei oder mehr JPEG-Kompressionsstufen meist noch eine höchste Qualitätseinstellung, in der die Aufnahmen als TIFF-Dateien gespeichert werden. Das TIF-Format („Tagged Image File Format“) ist zwar sehr flexibel und erlaubt auch die Kompression der Bilddaten, jedoch handelt es sich in diesem Fall stets um unkomprimierte Dateien. Wer nun aber glaubt, mit der TIFF-Option ein sichtbares Mehr an Bildqualität herausholen zu können, wird enttäuscht werden. Bildfehler in mäßig komprimierten JPEG-Dateien sind meist auf den CCD-Chip und die kamerainterne Bildbearbeitung zurückzuführen und zeigen sich daher in den TIFF-Dateien ebenso wie in ihren speicherplatzsparenden JPEG-Pendants. Es ist nicht die Verfügbarkeit des TIF-Formats, die eine höherwertige Digitalkamera ausmacht, sondern die Bildqualität vor der Speicherung, der auch eine behutsame JPEG-Kompression nichts anhaben kann. Die Größe der TIFF-Dateien – selbst auf ein 1 Gigabyte fassendes Microdrive passen nur etwa 65 Aufnahmen einer 5-Megapixel-Kamera – zwingt zum Kauf größerer Speicherkarten oder den häufigeren Download der Bilder auf einen Computer oder Bildzwischenspeicher. Schwerer noch wiegt die Zeit, die das Speichern der TIFF-Bilder in Anspruch nimmt: statt weniger Sekunden benötigt ein TIFF leicht eine halbe Minute, bevor es dauerhaft gespeichert und die Kamera erneut aufnahmebereit ist. Spontane Fotos sind so kaum noch möglich, und selbst wenn man mit langen Bildfolgezeiten leben kann, geht doch so der Hauptvorteil der Digitalfotografie, Aufnahmen sofort kontrollieren und nötigenfalls wiederholen zu können, teilweise verloren.

Raw

Nur wenige Digitalkameras erlauben die Speicherung der Rohdaten. Die aus dem Sensor ausgelesenen Daten durchlaufen mehrere Bearbeitungsschritte, in denen die Kamera fehlende Farbinformationen interpoliert, Tonwerte korrigiert, Farbstiche ausfiltert und die Bilder nachschärft; erst danach werden die Bilder komprimiert im JPEG- oder unkomprimiert im TIF-Format gespeichert. Rohdatenformate hingegen enthalten die Bilddaten in einer Fassung, bevor sie den größeren Teil der Bearbeitungsstufen durchlaufen haben, weshalb man so gespeicherte Bilder erst auf dem PC in ein Standardformat umwandeln muss. Da die Rohdaten kameraspezifisch sind, gibt es kein einheitliches Raw-Format. Meist muss man auf die Betrachtersoftware des Herstellers zurückgreifen, um die Rohdaten zu konvertieren, wobei man die sonst in der Kamera ablaufenden Verarbeitungsschritte kontrollieren und beeinflussen kann. Einige Hersteller haben ihre Raw-Formate offengelegt; Canons CRW- und Nikons NEF-Format kann daher auch von manchen Programmen von Drittanbietern gelesen werden.

Da jede Bildbearbeitung zwar idealerweise das Bild verbessert, aber unweigerlich einige in den Rohdaten noch vorhandene Informationen zerstört, hält man sich mit der Speicherung in einem Raw-Format alle Bearbeitungsoptionen offen. Obwohl also Raw-Dateien mehr Bildinformationen als TIFF-Bilder enthalten, sind sie dennoch kleiner. Sie können zwar meist mehr Tonwerte auflösen, beispielsweise 1024 statt der 256 unterscheidbaren Helligkeitswerte eines TIFF- oder JPEG-Bilds, aber dafür müssen sie für jeden Bildpunkt nur den Farbwert speichern, der vom CCD tatsächlich erkannt wird. Da der Sensor an jedem Punkt nur für entweder Rot, Grün oder Blau empfindlich ist, muss die Kamera die beiden fehlenden Farben aus den Nachbarpixeln interpolieren, um ein vollständiges TIFF- oder JPEG-Bild zu erzeugen; nur bei der Speicherung im Rohdatenformat kann man auf diese redundanten Daten verzichten. Eine Raw-Datei enthält also die konzentrierte Essenz eines Bildes, aus der man später, bei der Konversion in ein Format wie TIFF oder JPEG, durch Zugabe interpolierter Farbwerte die vollständigen Bilddaten erzeugt.

Fazit

Das altbewährte JPEG-Format ist noch immer die erste Wahl zur Bildspeicherung in der Kamera. Dank seiner effektiven Kompression erhöht es die Kapazität der Speicherkarten und sorgt für kurze Speicherzeiten, die überhaupt erst schnelle Bildfolgen ermöglichen. Wenn man die verlustbehaftete Kompression nicht übertreibt und nur die geringste verfügbare Stufe wählt, wird man kaum jemals aus Qualitätsgründen auf ein anderes Format ausweichen müssen. Der designierte Nachfolger JPEG2000 bietet bei geringen Kompressionsgraden keine Vorteile, braucht aber mehr Rechenzeit und kann seine Vorteile erst bei sehr starker Kompression ausspielen, weshalb der Durchbruch dieses Verfahrens weiter auf sich warten lässt.

Rohdatenformate, wie sie viele Kameras der gehobenen Preiskategorie anbieten, enthalten alle aus dem Bildsensor ausgelesenen Informationen ohne die sonst übliche Bearbeitung in der Kamera und ohne Kompression der Bilddaten. Wer das Äußerste aus seinen Bildern herausholen will und dafür einen größeren Platzbedarf in Kauf nehmen kann, sollte ein solches Raw-Format wählen.

TIFF hingegen steht zu unrecht in dem Ruf, das von Profis bevorzugte Speicherformat zu sein. Unkomprimierte TIFF-Bilder benötigen noch mehr Speicherplatz als die Rohdaten, enthalten aber kaum mehr Informationen als ein gering komprimiertes JPEG-Bild. So nützlich das TIF-Format bei der Speicherung bearbeiteter Bilder auf der Festplatte des PCs auch ist, so vergleichsweise unwichtig ist die TIFF-Option als vermeintliches Profi-Feature einer Digitalkamera.

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