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Landesarchiv >> Projekte >> Digitalisierung von Archiv- und Bibliotheksgut >> Dateiformate >> Dateiformate im Vergleich

Dateiformate im Vergleich

Abbildungsqualität, Komprimierungsfaktor, Dateigröße

1. Die wichtigsten Dateiformate im Überblick

1.1 TIF (Tagged Image File)-Format

Vorteile:

Nachteile:

1.2 JPEG (Joint Photographic Experts Group)-Format

Vorteile:

Nachteile:

1.3 GIF (Graphics Interchange Format)-Format

Vorteile:

Nachteile:

1.4 PNG (Portable Network Graphics)-Format

Vorteile:

Nachteile:

1.5 Dateiformate mit Wavelet-Komprimierung

Bisher angetestete Formate:

  1. LWF (LuRaTech Wavelet)-Format (LuRaTech Gesellschaft für Luft- und Raumfahrttechnologie)
  2. SID (MrSID-Wavelet)-Format (LizardTech)

Vorteile:

Nachteile:

2. Komprimierung und Farbtiefe beim JPEG- und PNG-Dateiformat im Vergleich

Für Präsentationsformen sind momentan zwei Dateiformate von Bedeutung, das JPEG-Format und das neue PNG-Format. Aufgrund der Lizenzproblematik von GIF wird dieses Format hier nicht verwendet.

Die Auswirkungen unterschiedlicher Farbtiefen und Komprimierungsfaktoren beim PNG- und JPEG-Dateiformat wurden in verschiedenen Testreihen ermittelt und können an einem Testmodell mit dem Majestätssiegel Kaiser Karls IV. von 1347 (HStAS, H 51, U 487) betrachtet werden. Gleichzeitig können an diesem Modell auch die Unterschiede in der Bildqualität zwischen Direktdigitalisierung und Filmdigitalisierung betrachtet werden.

Im Folgenden wird der Dateiformatevergleich am Beispiel der Direktdigitalisierung des Majestätssiegels erläutert. Als Ausgangsform für dient dabei ein unkomprimierter 24 Bit-TIFF-Master, mit eine Bildgröße von 4464x3300 Pixeln und einer Dateigröße von 44,2 MB.

  1. Der TIFF-Master wurde für das Testmodell auf 424x439 Pixel verkleinert und hat nun unkomprimiert eine Dateigröße von 545KB (100%).
  2. Die Konvertierung ins PNG-Format mit Komprimierung, aber in voller Farbtiefe, führt zu einer Reduzierung mit 441 KB auf 81% des Testmasters. Zusätzlich wurde eine Tonwert- und Farbwertkorrektur durchgeführt.
  3. Die Konvertierung ins PNG-Format mit Komprimierung und Farbreduktion auf 256 Farben führt zu einer Reduzierung mit 151 KB auf 28%.
  4. Die Konvertierung ins PNG-Format mit Komprimierung und Anwendung der WWW-Farbpallette (216 Farben) führt mit 87 KB zu einer deutlichen Reduktion auf 16% der Ausgangsgröße bei noch akzeptabler Qualität.
  5. Die Konvertierung ins PNG-Format mit Komprimierung und Farbreduktion auf 128 Farben (mit Dithering, Thumbs Plus-Farbpalette) führt zu einer Reduzierung auf 130 KB.
  6. Die Konvertierung ins PNG-Format mit Komprimierung und Farbreduktion auf 128 Farben (mit Dithering, Photoshop-Farbpalette) führt zu einer Reduzierung auf 133 KB.
  7. Die Konvertierung ins PNG-Format mit Komprimierung und 16 Farben bringt eine weitere Reduktion der Dateigröße mit 77 KB auf 14%, allerdings ist sie bei Farbbildern mit Verlust von Information verbunden, deutlich sichtbar am Ausfall von Farben am mehrfarbigen Seidenfaden des Siegels.
  8. Die Konvertierung ins JPEG-Format (Photoshop Stufe 0: hohe Komprimierung) bringt mit 38 KB eine Komprimierung auf 7%. Die hohe Komprimierung ist aber erkauft mit Qualitätsverlust durch Unschärfe, hergerufen durch Weichzeichnung und Sättigungsverlust der Farben
  9. Die Konvertierung ins JPEG (Photoshop Stufe 8: niedrige Komprimierung) führt zu einer guten Reduktion der Dateigröße auf 32% mit 174 KB, bei geringer Bildverschlechterung (Herabsetzung der Sättigung, d.h. schlechterer Farbqualität).

Ergebnis:

Vergleichbar in Qualität und Dateigröße sind Bild Nr. 3 (PNG) und Bild Nr. 9 (JPEG). So zeigt Bild Nr. 3 eine für Online-Präsentationen optimierte PNG-Datei mit einer Farbtiefe von 256 Farben (151 KB, Reduktion auf 28%), während Bild Nr. 9 eine solche im JPEG-Format mit Komprimierungsstufe 8 (174 KB, Reduktion auf 32%) zeigt. Das PNG-Format bietet in diesem Fall bei gleicher oder eher besserer Bildqualität (höhere Bildschärfe) einen 4% höheren Komprimierungsfaktor. Da aber beim JPEG-Format im Vorfeld keine Farbreduktion durchgeführt werden kann, behält das Bild auch im Zuge der Dekomprimierung bei der Darstellung im Webbrowser den 24 Bit Farbmodus bei, was zu einer höheren Ressourcenbelastung des Systems führt. Bei der PNG-Version, die im Vorfeld manuell farbreduziert wurde, wird die geringe Dateigröße vorrangig durch die Farbreduktion bestimmt und nicht durch den verwendeten Komprimierungsalgorithmus, so dass beim Betrachten keine stärke Systembelastung eintritt und gleichzeitig keine schärfenreduzierende Weichzeichnung erfolgt.

Diagramm: Komprimierung und Farbreduktion bei PNG und JPEG
Diagramm: Komprimierung und Farbreduktion bei PNG und JPEG

Das Diagramm zeigt als Ergebnis der Testreihe den Vergleich der Dateigrößen im Verhältnis zur unkomprimierten Fassung in % bei der jeweiligen Farbtiefe (PNG) bzw. Komprimierungsstufe (JPEG). Entscheidend ist dabei, dass bei entsprechender "Handarbeit", d.h. manueller Reduktion der Farbtiefe, bei PNG im Vergleich zu JPEG teilweise bessere Komprimierungsverhältnisse erzielt werden können bei gleicher oder besserer Bildqualität wie dies vor allem für eine auf 256 Farben reduzierte PNG-Datei (28%) im Vergleich zu einer JPEG-Datei, gespeichert in Stufe 8, gilt.

Eine verbindliche Empfehlung für eines der genannten Dateiformate als Benutzungsversion kann zum jetzigen Zeitpunkt nicht gegeben werden, da die jeweilige Auswahl von Fall zu Fall durch die Art der Vorlagen (Text/Strich, Halbton, Farbe) mitbestimmt wird.

Für digitale Farb- und Graustufen-Master (8-36 Bit) bietet sich weiterhin das TIF-Format in seiner unkomprimierten Variante als momentaner Quasi-Standard an, während es als TIFF-G4 mit verlustfreier Komprimierung für 1 Bit-Master sinnvoll erscheint. Die Lage könnte sich aber mit einer weiteren Verbreitung des PNG-Dateiformats ändern, das ebenfalls aufgrund seiner verlustfreien Kompression und anderer Vorteile nicht nur ein zukünftiges Dateiformat für digitale Nutzungsformen werden könnte, sondern bei entsprechender Weiterentwicklung (z.B. Möglichkeit der Einbindung von Farbprofilen) auch für digitale Master.

Bei der Erstellung von digitalen Nutzungsformen für Präsentationen ist man momentan immer noch mit Verwendung des JPEG-Dateiformats auf der sicheren Seite, da dieses Format auch von älterer Browser-Software gelesen werden kann. Das GIF-Format (Graphics Interchange Format) - geeignet für 1 Bit-Bilder und für 8 Bit-Graustufen- und Farbimages - wird aufgrund seines lizenzpflichtigen Komprimierungsalgorithmus nicht empfohlen. Daher wird auf dieses Format hier auch nicht näher eingegangen. Die vorteilhafte Eigenschaft des GIF-Formats gegenüber dem JPEG-Format, nämlich die Bewahrung einer guten Konturschärfe bei Schriftvorlagen trotz Komprimierung, besitzt auch das unversalere PNG-Dateiformat.

Die neue Wavelet-Technologie wird sich wohl erst dann stärker verbreiten, wenn es kostengünstigere Kompressionssoftware geben wird, und sich ein gemeinsamer Standard, d.h. ein Dateiformat, am Markt durchgesetzt hat. Bisher gibt es hier nur proprietäre Lösungen, so dass momentan noch keine Empfehlung in diesem Bereich ausgesprochen werden kann.