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02. Juli 2009 Lesezeit: ~5 Minuten

Über die Farbtiefe

Über die FarbtiefeDies ist ein Gastartikel von Hannes Trapp. Wer mag, kann gerne auf seiner Seite hannestrapp.de vorbeischauen.

8-Bit, True Color, 12 oder 14 Bit beim RAW – all das sind Angaben die man in den Datenblättern der Kameras lesen kann, die aber vielen Leuten, die sich noch nicht genauer mit dem Thema auseinandergesetzt haben, nicht besonders viel sagen. Das Thema um das es geht heißt Farbtiefe, und die Farbtiefe ist ein Begriff aus der Digitaltechnik, und ist gemeinsam mit der Auflösung ein Maß für die (technische) Qualität eines Bildes.

Dass eine digitale Kamera oder ein Monitor keine „echten“, kontinuierlichen Linien abbilden kann, wie sie in der Natur vorkommen, und das Bild statt dessen durch eine Vielzahl kleiner Punkte aufgebaut wird, dürfte für niemanden etwas neues sein. Je mehr Bildpunkte (Pixel) es gibt, desto mehr Information enthält das Bild, desto Höher die Anzahl der Pixel pro Fläche ist, desto schärfer scheint das Bild dem menschlichen Auge. Technisch spricht man hierbei von einer „Quantisierung“ – die kontinuierlichen Helligkeitswerte der Umgebung werden durch diskrete Werte im digitalen Gerät angenähert.

Bei der Farbtiefe geht es im Prinzip um genau das gleiche – nur dass hier nicht die ortsbezogenen Daten quantisiert werden, sondern die Farben. Am leichtesten kann man sich das mit einer Farbtabelle (wie beim GIF-Format) vorstellen – als Modell kann man dazu kleine Fliesen benutzen, aus denen ein Mosaik gelegt werden soll.

Ein Modell

Stellt Euch also vor, Ihr habt quadratische Fliesen in vier Farben (rot, gelb, hellblau und dunkelblau) zur Verfügung, außerdem eine große Fläche auf der diese Fliesen angeordnet werden können. Das Ziel ist es, das Bild eines Sonnenuntergangs zu legen. Die Größe der Fläche und der Fliesen legt hierbei die Auflösung fest, und Eure Farbpalette besteht aus den vier genannten Farben.

Über die Farbtiefe

Um Euer Bild verbessern zu können, könnt Ihr nun entweder kleinere Steine bzw. eine größere Fläche verwenden, oder Eure Farbpalette erweitern. Beides führt zu mehr Arbeitsaufwand und mehr Platzbedarf – womit wir bei von der Farbtabelle zu den Bits kommen.


Von Modell zu den Zahlen

In einem Computer (also auch in einer digitalen Kamera) werden Informationen in Bits gespeichert. Ein Bit kann genau zwei Zustände haben – beispielsweise 1 und 0, oder in unserem z.B. Fall rot und blau. Möchte man mehr als rot und blau darstellen, muss man sich mehrerer Bits bedienen – und in unserem Fall die Farbpalette erweitern. Die Anzahl der darstellbaren Farben ergibt sich dann, indem man die Bit-Zahl als Exponent der 2 benutzt. 1 Bit entspricht also 21 = 2 Farben, 2 Bit entspricht 22 = 4 Farben, 3 Bit entspricht 23 = 8 Farben, und so weiter. Als Beispiel möchte ich hier die Anwendung verschiedener GIF-Farbtabellen auf ein Bild zeigen.

Über die Farbtiefe

Nun bezieht sich die Bitzahl beim GIF aber auf die gesamte Farbtabelle – in der Farbtabelle können bei 8 Bit also insgesamt 28 = 256 Farben verwendet werden (siehe Wikipedia). Dies unterscheidet eine Farbtabelle, wie sie beim GIF verwendet wird, von der Farbtiefe, wie sie bei anderen Bildformaten und auch Kameras angegeben wird. Hierbei bezieht sich die Bitzahl der Farbtiefe nämlich auf die einzelnen Farbkanäle, und nicht auf die gesamte Palette.

Von der Farbtabelle zum Farbraum

Bei einem bei Kameras üblichen RGB-Farbraum (mit allen Unter-Farbräumen wie sRGB oder AdobeRGB) gibt es beispielsweise drei Kanäle (rot, grün, blau), was bei 8 Bit wiederum zu (28)3 = 2563 = 16.777.216, also knapp 17 Mio Farben führt.

Ist die Kamera in der Lage, höhere Bitzahlen aufzunehmen, erhöht sich diese Zahl. Die Canon EOS 400D (Digic II Prozessor) kann beispielsweise 12 Bit RAW aufnehmen, was (212)3 = 68.719.476.736 (≈ 69 Mrd) Farben entspricht. Bei der Canon EOS 450D wurde die Farbtiefe mit dem Digic III Prozessor auf 14 Bit RAW angehoben, was wiederum (214)3 = 4.398.046.511.104 (≈ 4 Billionen) Farben entspricht.

Ob man diese 4 Billionen Farben braucht oder nicht, steht auf einem anderen Blatt und ist Ansichtssache. Für meine Augen ist die Grenze, an der ich keine Verbesserung der Bildqualität mehr feststellen kann, meist schon sehr viel früher erreicht. Allerdings hat eine hohe Farbtiefe – gerade bei aufwändiger Nachbearbeitung – sicherlich sehr große Vorteile.

Weitere Informationen

Wer eine ausführlichere Erklärung zum Thema Farbtiefe sucht, die unter anderem auch auf den CMYK-Farbraum eingeht, dem möchte ich diese Seite empfehlen.

Der Begriff der Farbtiefe ist neben der Digitaltechnik übrigens auch in der Farbenlehre definiert, und hat in beiden Gebieten eine verschiedene Bedeutung. In der Farbenlehre bezieht sich die Farbtiefe nämlich auf die scheinbare Farbstärke von Farbmitteln und Konzentrationen verschiedener Pigmente – mehr dazu findet man auf Wikipedia.

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