Bildbearbeitung

Geschichte - Computer - Neue Medien: Standardanwendungen

 

Bildbearbeitung

 

1. Bilder im Computer

Ein digitales Bild ist eine zweidimensionale Fläche, deren Aussehen durch eine Menge von Pixeln (Bildpunkten) beschrieben wird. Für jedes Pixel liegen digital kodierte Werte vor, die innerhalb eines Farbsystems seine Farbigkeit beschreiben. Diese Repräsentation des Bildes als Daten eröffnet die Möglichkeit der beliebigen Manipulation durch Computer. Verschiedene Ausgabegeräte stellen Bilder auf verschiedene Weise dar. Drucker platzieren Tintenpunkte auf Papier. Monitore geben Bildpunkte durch mehr oder weniger helles und farbiges Licht wieder. Ein schwarzer Bildpunkt hat dann (z.B. in einer 8-Bit Graustufenskala) den digitalen Wert "0" (kein Licht), ein weißer Bildpunkt den Wert 255 (maximales Licht).

2. Bildarten

Bei der Konzeption und Codierung digitaler Bilder lassen sich zwei Grundtypen unterscheiden: Vektorgrafiken und Bitmaps (= Rastergrafik = Pixelgrafik).
Vektorgrafiken sind aus geometrisch definierten Elementen wie Punkten, Linien, Kurven und Flächen aufgebaut. Diese Bilder sind "logisch" definiert, müssen von darstellenden Programmen berechnet werden und haben eine variable Darstellungsgröße.
Bitmaps sind eine Serie einzelner Bildpunkte (Pixel), die eine zweidimensionale Fläche ergeben. Diese Bilder müssen nicht berechnet, sondern können einfach angezeigt werden. Sie haben eine bestimmte Größe (die Menge der Bildpunkte eben), können aber (z.B. durch Pixelverdoppelung) vergrößert oder (z.B. durch das Ignorieren von Pixeln) verkleinert werden.
Die Vor- und Nachteile der Bildarten ergeben sich aus den eben genannten Eigenschaften: Vektorgraphiken können beliebig vergrößert werden, ohne unscharf zu werden. Sie verbrauchen (wenn es um geometrisch beschreibbare Bildinhalte geht) weniger Speicherplatz, beanspruchen aber u.U. großen Rechenaufwand. Es handelt sich hier auch um das (in den Geschichtswissenschaften) weniger weit verbreitete Grafikkonzept, so dass Software zur Erstellung und Darstellung von Vektorgrafiken nicht unbedingt überall vorausgesetzt werden kann.
Bitmaps werden von fast allen Bildbearbeitungsprogrammen, darstellenden Programmen (z.B. Web-Browsern) oder auch Textverarbeitungs- oder Präsentationsprogrammen unterstützt. Große Bitmaps führen leicht zu großen und unhandlichen Dateien, es gibt aber verschiedene Kompressionsverfahren (siehe unten), um kleinere Dateien zu erzeugen. Bitmaps können nicht ohne weiteres über ihre tatsächliche Größe hinaus vergrößert dargestellt werden, ohne unscharf ("pixelig") zu wirken!
Letztlich kommt es auf den Bildinhalt an, welcher Bildtyp zu verwenden ist. Alles, was durch einfache geometrische Formen beschrieben werden kann, eignet sich für eine Vektorgrafik. Alles andere erfordert eher Bitmaps.

3. Farbtiefe, Bildgröße, Auflösung

Der potentielle Farbraum (die Farbpalette) eines Bildes hängt wesentlich davon ab, wie viele Bits bereit gestellt werden, um die Farbinformation eines Bildpunktes zu codieren. Schwarz-Weiß-Bilder können mit einem Bit (0 oder 1 = schwarz oder weiß) pro Pixel codiert werden. Die "Farbtiefe" beträgt hier folglich "1 Bit". 8 Bit ergeben 256 Kombinationsmöglichkeiten. Damit können dann z.B. 256 Graustufen oder eine Palette von 256 Farben abgebildet werden. Mit 16 Bit ("High Color") erreicht man ca. 65.000 verschiedene Farben, mit 24 Bit ca. 16 Millionen Farben. Zu den gängigen Farbräumen gehört das RGB-Modell (RGB = Rot-Grün-Blau). Dabei werden mit drei Bytes jeweils der rote, der grüne und blaue Lichtanteil gesondert codiert und zur Anzeige gemischt: 255-255-255 ergibt dann Weiß (viel Licht), 0-0-0 Schwarz und 100-0-0 ein dunkles Rot (wenig rotes Licht, kein grünes Licht, kein blaues Licht). Für die Welt des professionellen Ausdrucks gibt es weitere Farbräume wie z.B. das CMYK-Modell.

4. Bilddatenformate

Es gibt zahllose Formate, in denen Bilddaten gespeichert werden können. Einige davon sind softwarespezifisch, d.h. sie werden nur von bestimmten Programmen verwendet. Zu den wichtigsten allgemein verbreiteten Bildformaten, deren Eigenschaften man kennen und beachten sollte, gehören:

  • SVG - Scalable Vector Graphics. Ein XML-basiertes Bildformat für Vektorgrafiken.

  • TIF(F) - Tagged Image File Format. Ein Bildformat für Bitmaps. Die Bildpunkte werden tatsächlich alle einzeln gespeichert. Verschiedene Farbräume werden unterstützt. Metadaten können mit abgespeichert werden. Mit der LZW-Kompression steht ein verlustfreier Kompressionsalgorithmus zur Verfügung. Als offenes, einfaches, plattform-unabhängiges und nicht-proprietäres Datenformat, und weil es die Bilder eben verlustfrei komprimiert, wird es vor allem für die Erstellung (z.B. über digitale Fotografie) und Archivierung von digitalen Bildern verwendet.

  • BMP - Ein weit verbreitetes Windows-Datenformat für Bitmaps.

  • JP(E)G - Ein Bildformat der "Joint Photographic Experts Group", das eine starke Kompression von Bitmaps ermöglicht. Die Kompressionsstufe kann eingestellt werden, um zwischen den widerstrebenden Parametern "Bildgröße" und "Bildqualität" einen geeigneten Mittelweg zu finden. Die Kompression in JPEG stellt benachbarte Bildpunkte über ihre berechneten Mittelwerte und ist deshalb verlustbehaftet (sie verändert die tatsächlichen Farbwerte)! Durch den Kompressionsalgorithmus entstehen gerade bei scharfen Kanten "Artefakte" ("Schlieren"). JPEG ist deshalb je nach Bildinhalt besser oder schlechter als Datenformat geeignet (s.u.)

  • GIF - Das "Graphics Interchange Format" ermöglicht ebenfalls eine starke Kompression von Bilddaten. Diese ist grundsätzlich verlustfrei, hängt in ihrer Wirksamkeit aber vom Bildinhalt ab, weil hier nur Pixel mit exakt gleichem Farbwert zusammengefasst werden. GIF verwendet eine Palette von 256 Farben. Bei Bildern mit größerer Farbtiefe (und tatsächlicher Farbdifferenzierung) können deshalb (Farb-)Informationen verloren gehen. Weil es sich bei GIF um ein patentiertes (proprietäres) Datenformat handelt(e) gab es lange Zeit Vorbehalte gegen den Einsatz von GIF im wissenschaftlichen Bereich. Die Patente sind aber inzwischen ausgelaufen, so dass diese Überlegungen hinfällig geworden sind.

  • PNG - Das offene, nicht-proprietäre Dateiformat "Portable Network Graphics" ähnelt von seinen Eigenschaften her GIF. Es bietet ebenfalls eine verlustfreie Kompression, erlaubt aber eine größere Farbtiefe (und Farbdifferenzierung).

Anwendungsregeln. In der Regel wird man für die Darstellung Bilder aus einem Archivformat (TIFF, BMP) in eines der komprimierten Formate JPEG, GIF oder PNG konvertieren.Wegen der jeweiligen Kompressionsalgorithmen ist die Wahl des Formats vom Bildinhalt abhängig. Hat das Bild klare Flächen, Konturen und Kanten (wie z.B. bei Zeichnungen, Diagrammen aber auch gedruckten Texten), dann ist GIF oder PNG zu verwenden (weil JPEG hier zu Artefakten/Schlieren an den Kanten führt). Handelt es sich um ein "Foto" mit komplexen Bildstrukturen (Denken Sie an Porträts, Landschaftsaufnahmen aber auch Handschriften oder Archivalien), dann wird eine GIF- oder PNG-Kompression keine entscheidende Verkleinerung des Bildes erreichen (weil benachbarte Pixel hier selten gleiche Farbwerte haben). Für solche Bilder ist dann JPEG zu verwenden.

5. Wo die bunten Bilder herkommen

Alles schon da? Es gibt bereits eine unendliche Fülle von - auch historischem - Bildmaterial. Spezielle Bildsammlungen auf CD, Fototheken im Internet oder das Internet im Allgemeinen enthalten Millionen von Abbildungen. Das klingt zunächst viel, wenn es aber um eine spezielle Fragestellung, eine spezielle Abbildung geht, werden Sie feststellen, dass es genau diese häufig doch noch nicht gibt. Erwarten Sie also nicht zu viel: Die Chance, etwas zu finden, ist größer als man denkt. Prüfen Sie aber, ob es auch wirklich das ist, was zu Ihrem Thema und zu dem, was Sie sagen wollen, passt! Überlegen Sie dann, ob es mit vertretbarem Aufwand möglich ist, geeignete Bilder selbst anzufertigen oder anfertigen zu lassen.

Internet. Einige der (brauchbaren) Startadressen für historisches Bildmaterial finden Sie auf den Seiten von susas.de (steht allerdings nur noch als Archiv zur Verfügung). Den Weg zu weiteren Ressourcen muss man sich allerdings ergooglen. Beachten Sie hier spezielle Suchmöglichkeiten, wie die Google-Bildersuche (einfach / erweitert).

Übernahme. In der Regel kann man Bilder, die von Programmen angezeigt werden, mit diesen auch speichern oder in die Zwischenablage kopieren (ggf. Menüs oder rechte Maustaste konsultieren) und anschließend weiter verwenden. Denken Sie daran, dass - falls eine solche Möglichkeit nicht besteht - sie grundsätzlich alles, was ihr Bildschirm anzeigt, auch per Screenshot (siehe oben: Shortcuts, hier: "Alt-Drucken") in die Zwischenablage übernehmen können.

Scanner. Bereits gedrucktes Bildmaterial kann mittels (Flachbett-)Scanner in eine digitale Form gebracht werden. Achten Sie hier auf ausreichende Auflösung und Farbtiefe. Diese hängt allerdings, ebenso wie das Bildformat, von den technischen Rahmenbedingungen, der Art des Bildes und dem Verwendungszweck ab. In der Regel wird es aber kein Fehler sein, mit 300dpi und (bei farbigen Abbildungen) 16-Bit Farbtiefe zu scannen und entweder erst eine Archivfassung in TIFF anzulegen oder - je nach Bildart - direkt in GIF/PNG oder JPG zu speichern.

Digitale Kamera. Inzwischen sind digitale Kameras mit akzeptabler Auflösung für jeden erschwinglich. Der Herstellung digitaler Abbildungen durch jedermann steht nichts mehr im Wege. Achten Sie auch hier aber auf eine ausreichende Auflösung! Was in der Kamera oder auf dem Bildschirm gut aussieht, muss für den Ausdruck noch lange nicht ausreichend sein. Bedenken Sie außerdem, dass gute Fotos einiges an Vorwissen (z.B. über Lichtverhältnisse, Belichtung etc.) voraussetzen. Selbst das Fotografieren von gedrucktem Material ist nicht so einfach, wie es scheinen mag, weil Beleuchtung, Belichtung, Blickwinkel, Fokussierung oder Papierwölbung leicht zu unscharfen oder verzerrten Aufnahmen führen können. Hier ist dann ggf. ein Scanner zu bevorzugen oder ein Fachmann zu Rate zu ziehen.

Bibliotheken. Bereits gedruckt vorliegendes Material kann auch von bzw. in Bibliotheken "nach Bedarf" digitalisiert werden. Hier gibt es mindestens drei Wege:
1. Innerhalb von Dokumenten-Lieferdiensten wie "SUBITO" oder innerhalb des normalen Fernleihdienstes Ihrer Bibliothek können Aufsätze oder Bücher bestellt werden, die dann auch in digitaler Form (z.B. in PDF oder TIFF) geliefert werden.
2. Zahlreiche Bibliotheken bieten "Digitalisierung on demand" an, teilweise einfach als Fortsetzung der traditionellen Reproduktionsverfahren der Fotoabteilungen. Wenn es hierzu keine dokumentierte Bestellmöglichkeit gibt, versuchen Sie es einfach mit einer informellen Anfrage.
3. In einigen Bibliotheken besteht inzwischen die Möglichkeit, fertig eingerichtete Scan-Stationen zu benutzen, um aus Büchern aus dem Bestand selbst zu digitalisieren. Siehe z.B. den entsprechenden Service der UB Köln.

6. Software

Verwendung von Bildmaterial. In der Regel werden Sie Bildmaterial in schriftlichen Arbeiten oder Referaten weiter verwenden wollen. Die entsprechenden Programme zur Textverarbeitung oder für Präsentationen unterstützen dabei die Einbindung von Bildern, die sie entweder als Datei laden bzw. importieren oder direkt über die Zwischenablage einfügen. Darüber hinaus sind in Textverarbeitungsprogrammen wie Microsoft Word oder Writer (OpenOffice) auch grundlegende Bildbearbeitungsfunktionen integriert. Dazu können z.B. gehören ...
- Skalieren = proportionale oder nicht-proportionale Größenveränderungen
- Zuschneiden = Ausschneiden von Bildausschnitten
- Farbmodus ändern = z.B. Konversion von Farbbildern in Schwarz-Weiß-Bilder
- Drehen
- Helligkeit und Kontrast einstellen

Spezielle Software. Benötigen Sie Funktionen, die mit Textverarbeitungsprogrammen nicht ausgeführt werden können, dann verwenden Sie besondere Bildbearbeitungsprogramme. Hier ist zunächst zu unterscheiden zwischen einfacher Software, die entweder beim Betriebssystem schon mitgeliefert werden oder kostenfrei zu beschaffen sind, und professionellen Programmen. Bei den letzteren ist wiederum zu unterscheiden zwischen "Grafikprogrammen" einerseits, die Vektorgrafiken erzeugen und bearbeiten und "Bildbearbeitungsprogrammen" andererseits, mit denen Pixelgrafiken/Bitmaps bearbeitet werden können.
Zu den verbreiteten "Grafikprogrammen" gehören z.B. "Corel Draw (Graphics Suite)" und "Adobe Illustrator". Beide sind zwar sehr mächtig, aber auch nicht gerade billig.

Unter den Bildbearbeitungsprogrammen sind besonders verbreitet:

Beachten Sie, dass es sich hier um sehr komplexe Programme handelt, die einen nicht unerheblichen Einarbeitungsaufwand erfordern. Hinzu kommt, dass die einzelnen Programme unterschiedlichen "Philosophien" folgen. Die Regel "kennt man eines, kennt man alle" gilt im Unterschied zu Textverarbeitungssystemen hier ausdrücklich nicht!

7. Grundlegende Funktionen

Zusätzlich zu den bereits oben erwähnten Grundfunktionen, die inzwischen schon in Textverarbeitungsprogramme integriert sind, bieten spezielle Bildbearbeitungssysteme zahlreiche weitere Möglichkeiten, von denen Sie in der Regel nur einige wenige kennen sollten und eventuell verwenden werden. Dazu zählen:

  • Neue Bilder anlegen, Zusammenführen und Kombinieren von Bildern.

  • Ändern von Dateiformaten - Konversion zwischen verschiedenen Dateiformaten, z.B. um aus Archivfassungen Präsentationsfassungen zu generieren.

  • Ändern von Bildgrößen - Bedenken Sie aber, dass eine Vergrößerung von Bildern selten Sinn macht, weil die Qualität dabei nicht zu verbessern ist und die Darstellungsgröße bereits in anderen Programmen bestimmt werden kann.

  • Ändern des Bildmodus - Einstellen der Farbtiefe.

  • Einstellen von Helligkeit, Kontrast, Farbwerten etc.

  • Drehen, Spiegeln, Kippen.

  • Ausschnitte herstellen / freistellen.

  • Bereiche auswählen, kopieren, entfernen, bearbeiten.

  • Malen, Zeichnen, Radieren, Sprühen etc.

  • Einfügen von Texten.

  • Filtereffekte (Weichzeichner, Schatteneffekte, Unschärfe, Reliefeffekte), Verzerrungen etc.

  • Arbeiten mit mehreren Bildebenen.

 

Bedenken Sie bei allen Bildbearbeitungen aber bitte auch fachspezifische Belange: Bleibt die historische Authentizität gewahrt? Sind Bildmanipulationen aus didaktischen oder publikationstechnischen Gründen gerechtfertigt?

[weiter]

 



Erstellt: 29.03.2006

Zuletzt geändert: 10.06.2010


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