Know-how | Grafikdesign & Formate

Grafikdesign

Unter Grafikdesign oder Kommunikationsdesign versteht man die Gestaltung von visuellen Inhalten in verschiedenen Medien (Plakate, Printmedien, Film,...) die durch ihre Darstellung, ihre Gestaltung, anderen Menschen etwas kommunizieren, mitteilen. Dabei kommen vielfältige künstlerische und technische Mittel zum Einsatz.

Komplexe Zusammenhänge werden mittels Bildern geordnet, Zeichen werden entworfen und funktionell eingesetzt.

Neben den klassischen Druckmedien wie Zeitschriften und Bücher sind seit etwa 1990 vermehrt elektronische Medien mit interaktiven Eigenschaften die Anwendungsgebiete des Grafikdesign.

Grafikdesign ist fest mit den Anforderungen moderner Gesellschaften verankert. Schwerpunkte sind Werbung und Öffentlichkeitsarbeit sowie die Kommunikationsaufgaben von Wissenschaft und Kultur.

Der Begriff Grafikdesign wurde von William Addison Dwiggins 1922 geprägt. Vorher waren Drucker, Typografen, Schriftsetzer, Grafiker und Designer oft ein und die selbe Person.

Grafikformat

Ein Grafikformat ist ein Datenformat, das den Aufbau eines Bildes beschreibt. Die Dateiendung gibt darüber Auskunft um welches Grafikformat es sich handelt. Es gibt die verschiedensten Formate und nur wenige haben sich im großen Maßstab durchsetzen können. Verbreitet sind zum Beispiel JPG, GIF, PNG und auch BMP hat seine Bedeutung noch nicht verloren. Viele Grafikformate sind herstellerabhängig und unterscheiden sich daher durch ihre Qualität und Dateigröße.

JPG - Joint Photographic Experts Group

JPEG, kurz JPG ist eines der am weitesten verbreiteten Formate zur komprimierenden, digitalen Speicherung von Bildern.

JPEG ist die Abkürzung für Joint Photographic Experts Group, ein Gremium der ITU, und bezeichnet auch das von diesem Gremium entwickelte verlustbehaftete Kompressions-Verfahren für digitale Bilder. Der zugrundeliegende Algorithmus heißt Diskrete Kosinustransformation (engl. Abkürzung: DCT).

Das JPEG-Dateiformat erlaubt die Spezifizierung einiger Parameter, zum Beispiel eines Koeffizienten für eine Tiefpassfilterung und eines Qualitätsfaktors (Abschneidefrequenz bei der Kosinustransformation).

Die Tiefpassfilterung (Weichzeichnung) eines Bildes vermindert Kontrastübergänge und erlaubt höhere Kompressionsraten. Einfache Speicherprogramme begnügen sich mit der Spezifikation nur des Qualitätsfaktors.

Die Komprimierungsartefakte bei einem Qualitätsfaktor von 90%, entsprechend einer Datenreduktion von ca. 1:3, sind nahezu unsichtbar. Bei einem Qualitätsfaktor von 20% ist das Bild künstlerisch unbrauchbar, dafür schrumpft das Datenvolumen auf 1:10. Bei hoher Komprimierung zeigen sich 8x8 Pixel große Quadrate. Diese (Kompressionsartefakte) treten besonders bei großen Flächen mit sanften Farbübergängen auf, während Helligkeitsmodulationen an Kanten beobachtet werden. Diese Effekte mildert der Nachfolger JPEG2000, der ein Wavelet-Kompressionsverfahren verwendet.

GIF - Graphics Interchange Format

GIF (Abkürzung aus dem Englischen für Graphics Interchange Format) ist ein digitales Bildformat mit guter verlustfreier Komprimierung für Bilder mit geringer Farbtiefe (2 bis 256 Farben). Die geringe Farbtiefe macht das Format nach heutigen Maßstäben völlig ungeeignet zur Speicherung digitaler Fotos.

GIF wurde 1987 von dem US-Onlinedienst CompuServe eingeführt. Es wurde vor allem wegen seiner effizienten Kompression LZW populär. Die entstandenen Bilddateien benötigten deutlich weniger Speicherplatz, als andere zu der Zeit übliche Grafikformate wie PCX oder MacPaint. Selbst große Bilder konnten so in vernünftiger Zeit übertragen werden, auch mit langsamen Modems. Zudem ermöglichte die offene Lizenzpolitik von CompuServe jedem Programmierer, das GIF-Format für eigene Anwendungen kostenlos zu implementieren, sofern dieser einen Hinweis auf das Urheberrecht des Online-Dienstes anbrachte.

Bei GIF sind die Farb-Informationen in einer so genannten Farbpalette abgelegt. Diese kann bis zu 256 verschiedene Einträge enthalten. Als das Bildformat vorgestellt wurde, war dies keine wesentliche Einschränkung, da nur wenige Leute Hardware besaßen, die mehr Farben anzeigen konnte. Typische Zeichnungen, Cartoons, Schwarz-Weiß-Fotografien und ähnliches benötigen normalerweise nur 256 Farben.

Ein Farbeintrag in der Palette kann als transparent definiert werden. Dadurch kann man den Eindruck erwecken, ein GIF-Bild hätte eine nicht rechteckige Form.

Die erste GIF-Version war die Version 87a. 1989 veröffentlichte CompuServe eine erweiterte Version, die 89a genannt wird. Diese ermöglicht u.a. das Speichern mehrerer Bilder in einer GIF-Datei, was vor allem für einfache Animationen verwendet wird. Man kann die Version an den ersten sechs Bytes einer GIF- Datei erkennen. Interpretiert man diese als ASCII-Zeichen, so steht dort "GIF87a" bzw. "GIF89a".

PNG - Portable Network Graphics

Portable Network Graphics (Akronym PNG, sprich: ping) ist ein Dateiformat zur Speicherung von Bilddaten. Es wurde als freier Ersatz für das ältere proprietäre Format GIF entworfen und ist weniger komplex als TIFF. Die Daten werden verlustfrei komprimiert abgespeichert (im Gegensatz zum verlustbehafteten JPEG-Dateiformat).

Das PNG-Format hat keine Patentbeschränkungen, wie dies bei GIF bis 2004 durch Verwendung des LZW-Algorithmus der Fall war, und kann daher frei und kostenlos von jedem gelesen und geschrieben werden. Es ist ein universelles, vom World Wide Web Consortium anerkanntes Format und wird von modernen Web-Browsern unterstützt.

PNG hat mit Ausnahme von Animationen und einigen nur selten genutzten Eigenschaften alle Möglichkeiten, die auch GIF kennt. Dies macht es zu einem sehr zweckmäßigen Format. Hinzu kommen weitere Merkmale:

Wie auch GIF kann PNG Pixel aus einer Farbpalette mit bis zu 256 Einträgen verarbeiten. Darüber hinaus ist die Speicherung von Graustufenbildern mit 1, 2, 4, 8 oder 16 Bit und Farbbildern (RGB) mit 8 oder 16 Bit pro Kanal (also 24 beziehungsweise 48 Bit pro Pixel) möglich.

PNG-Dateien können Transparenzinformationen enthalten, entweder in Form eines Alphakanals oder für jede Farbe der Farbpalette. Ein Alphakanal ist eine zusätzliche Information, die für jeden Pixel angibt, wieviel vom Hintergrund des Bildes durchscheinen soll. PNG unterstützt Alphakanäle von 8 oder 16 Bit, was 256 beziehungsweise 65536 Abstufungen der Transparenzstärke entspricht. Bei GIF ist nur möglich, einen einzigen der Paletteneinträge als vollständig transparent zu deklarieren.

Das PNG-Format erlaubt somit, unabhängig vom Hintergrund die Kanten von Text und Bildern zu glätten. Man kann echte Schlagschatten verwenden, die im Hintergrund ausblenden oder Bilder erzeugen, die beliebig geformt sind - wenn das Programm zur Anzeige der Bilder PNG-fähig ist.

Manche Browser wie etwa Internet Explorer für Windows und Netscape Navigator haben immer noch viele Probleme mit der Darstellung von PNG-Dateien, insbesondere bei Bildern mit Alphakanal. Die neuesten Versionen der Browser Mozilla/Firefox, Opera und Internet Explorer für Macintosh scheinen den PNG-Standard weitgehend fehlerfrei zu implementieren. Es gibt Workarounds für die fehlerhaften Browser; letztlich aber sollten die Hersteller die Fehler korrigieren.

Obwohl die Komprimierungsmethode bei PNG in der Regel deutlich kleinere Dateien erzeugt als bei GIF, speichern viele Programme PNG-Dateien nicht optimal ab, was zu unnötig großen Dateien führt. Beispiele für Programme, die PNG-Dateien weiter verkleinern können, sind OptiPNG, PNGOUT und PNGCrush.

Seit der ersten Spezifikation hat sich das PNG-Format kaum weiterentwickelt. 1995 begonnen, wurde es März 1997 als RFC 2083 veröffentlicht. Im November 2003 hat das W3C das Dateiformat PNG zu einer W3C-Empfehlung gemacht. Es wird damit auch gleichzeitig zum ISO-Standard ISO/IEC 15948:2003 erhoben, der nunmehr die neueste Version beschreibt. PNG hat den MIME-Typ image/png.

BMP - Microsoft Windows Bitmap

Das Microsoft Windows / OS/2 - Bitmap-Format BMP ist ein Dateiformat zur verlustfreien Speicherung von Rastergrafiken.

Unter Windows wird es meist mit der Dateiendung *.bmp gekennzeichnet. Vorteil dieses Formats ist sein einfacher Aufbau, was das Einlesen und Speichern vereinfacht. Außerdem ist es das Standardformat unter Windows, sodass es weit verbreitet ist. Ein Nachteil des Formates ist der große Speicherbedarf.

BMP-Dateien enthalten einen Header, in dem Informationen über das Bildformat und über die Datei selbst enthalten sind, gefolgt von dem eigentlichen Datenbereich. Dieser besteht wiederum aus einer eventuellen Farbpalette und den eigentlichen Pixel-Daten. Gespeichert wird das Bild im RGB-Farbraum, mit einer Farbtiefe von 1, 4, 8, 16, 24 oder 32 Bit; dies entspricht 2, 16, 256, 65536, 16,7 Mio. und 4 Mrd. Farben. Werden 256 oder weniger Farben benutzt, enthalten die Pixeldaten Verweise auf die Farbpalette, bei 16, 24 und 32 Bit Farbtiefe ist die Farbe direkt in den Daten enthalten. Bei 1, 4 oder 8 Bit Farbtiefe ist eine Datenkompression mittels einer einfachen Lauflängenkodierung möglich. Diese wird aber selten eingesetzt. Die OS/2-Variante des BMP-Formats bietet erweiterte Möglichkeiten zur Kompression, u.a. kann teilweise das Huffman-Verfahren benutzt werden.

Die Anzahl der Bytes je Zeile muss durch 4 dividierbar sein. Um dies zu gewährleisten, werden gegebenenfalls ein bis drei Null-Bytes angehängt.

TIFF - Tagged Image File Format

TIFF (engl. Tagged Image File Format) ist ein Dateiformat zur Speicherung von Bilddaten. Das TIF-Format wurde ursprünglich von Aldus (1994 von Adobe übernommen) und Microsoft für gescannte Rastergrafiken für die Farbseparation entwickelt.

Zusammen mit Encapsulated Postscript ist es das wichtigste Format zum Austausch von Daten in der Druckvorstufe.

Die Kodierung von Zahlen (Byte order) kann entweder Big Endian oder Little Endian sein. In einer Datei können mehrere Bilder abgelegt werden (Multipage- TIFF). Das können, müssen aber nicht, verschiedene Versionen desselben Bildes sein, z. B. ein Vorschaubild (Thumbnail) und das Originalbild. TIFF kennt verschiedene Farbräume und Algorithmen zur Datenkompression. Dabei unterstützt es sowohl verlustlose (z. B. LZW, Lauflängenkodierung) als auch verlustbehaftete Kompressionsverfahren (z. B. eines der JPEG-Verfahren). Es ist auch möglich, IPTC-Metadaten in der TIFF-Datei unterzubringen.

Einzelne Bildpunkte können bei TIFF aus beliebig vielen Einzelwerten (Samples) bestehen. Samples können neben dem Standardfall "ein Byte gleich ein Sample" Teile eines Bytes einnehmen (z. B. 1, 2 oder 4 Bits), oder aus mehreren Bytes bestehen. Neben Ganzzahlen können auch Fließkommazahlen als Bilddaten abgelegt werden. Die Möglichkeit zur Speicherung von Transparenzinformation (Alphakanal) existiert ebenfalls.

Bilddaten werden in Gruppen von Pixelzeilen, so genannten Stripes (Streifen) oder als rechteckige Tiles (Kacheln) abgelegt. Die Speicherung erfolgt dabei für jeden Streifen bzw. für jede Kachel unabhängig von den anderen, so dass Bildteile je nach Wahl der Größe der Streifen bzw. Kacheln relativ schnell geladen werden können. Andere Formate erfordern hier das Laden sämtlicher Bilddaten vor dem gewünschten Ausschnitt. Ziel der Unterteilung beim Entwurf war allerdings vor allem, dass Einzelteile komplett im Speicher gehalten werden können. Die 1992er Spezifikation empfiehlt dafür acht Kilobyte Maximalgröße.

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