Fotoformaten Jeroen Horlings - 15 mei 2012, 15:27
Naast het populaire jpeg-formaat, zijn er nog veel andere beeldformaten waarin u foto's en afbeeldingen kunt opslaan. Wanneer slaat u bijvoorbeeld een bestand op als png, en wat doet u met een eps-bestand? In dit artikel bespreken we de zin- en onzin van alle gangbare fotoformaten en bijbehorende zaken als resolutie als compressie.
Deel 1: Een foto maken 1. Instellen in de camera Als we het over beeldformaten hebben, dan zijn er twee eigenschappen waarop we ze eenvoudig kunnen onderscheiden: met en zonder schadelijke compressie. Bijvoorbeeld het jpeg- en raw-fotoformaat. Alle digitale camera's slaan foto's op in het jpeg-formaat. Bij het maken van een foto met een digitale camera, kunt u aangeven wat de kwaliteit van de opgeslagen foto's moet worden. Kiest u voor hoge kwaliteit dan wordt er weinig compressie toegepast, bij een lagere kwaliteit is er veel compressie. Naarmate er meer compressie wordt gebruikt, wordt de omvang (in MB's) kleiner, maar gaan er ook details uit de foto verloren. Digitale spiegelreflexcamera's en de gevorderde klasse compactcamera's ondersteunen naast het jpeg- ook het raw-formaat. Dit formaat slaat de beelden onbewerkt en zonder beeldbewerking op, en gebruikt alleen een vorm van compressie waarbij geen details verloren gaan (zie stap 2). Niet alleen blijft de beeldkwaliteit hierdoor optimaal, ook laten raw-bestanden zich beter bewerken in fotobewerkingssoftware. Alle beeldinformatie, met de exacte kleurgradatie van iedere pixel, is namelijk nog intact. Daardoor is bijvoorbeeld een verkeerde belichting of witbalans van een foto achteraf nog makkelijk te corrigeren. Dit is bij een foto in het jpeg-formaat niet mogelijk.
2. Resolutie en compressie Stel dat een foto bestaat uit 5000 x 4000 pixels, dan gaat het om een bestand met een resolutie van 20 megapixel. De meeste fotobestanden zijn van het RGB-type (rood-groenblauw) waarbij 3 bytes aan kleurinformatie per pixel gebruikt wordt. De omvang van een dergelijk bestand komt dus uit op 60.000.000 bytes, oftewel 60 MB. Omdat 60 MB per foto een enorme aanslag pleegt op de opslagcapaciteit, worden foto's altijd gecomprimeerd zodat ze in omvang afnemen. Hoe meer compressie er wordt toegepast, hoe meer foto's er op een geheugenkaart passen.
-‐ 1 -‐
Er bestaan twee soorten compressie: lossless en lossy. Alleen lossless-compressie heeft geen negatieve impact op de beeldkwaliteit. Met een slim algoritme wordt er onderscheid gemaakt tussen logische en onlogische data, waarbij de volgorde wordt herschikt. Stel dat een foto 10.000 volledig witte pixels bevat, dan neemt het beduidend minder ruimte in beslag om het gebied waar deze witte pixels zich bevinden te onthouden, dan om de locatie van iedere individuele pixel op te slaan. Dit is een non-destructieve compressievorm die ook wordt gebruikt bij zip-bestanden. Alle beeldinformatie blijft intact, dus de kwaliteit gaat niet achteruit. De omvang kan hiermee worden teruggebracht van 60 MB naar circa 20 MB. De andere compressiemethode is lossy. Deze manier leidt wel tot kwaliteitsverlies, maar bij matig gebruik is dat amper merkbaar. In een foto worden bijvoorbeeld de 100% witte pixels en de pixels die erg dicht daar tegenaan zitten (en voor het oog niet te onderscheiden zijn), opslagen als één kleur. De lichte tonen die zeer dicht tegen wit aanzitten worden samengevoegd, evenals de donkere bij zwart. Een blauwe lucht die bijvoorbeeld uit 100.000 kleurgradaties bestaat, wordt teruggebracht naar 30.000 gradaties. Hetzelfde 20 megapixelbestand uit ons voorbeeld wordt dan teruggebracht naar circa 5 MB (een factor 12 verschil met het niet-gecomprimeerde bestand van 60 MB). Het verschil is meestal nauwelijks waarneembaar, maar het is er wel. Lossy compressie is altijd destructief, oftewel de kwaliteit neemt af. De schade is afhankelijk van de mate van compressie. Een jpeg-foto van 5 MB is ook best terug te brengen naar 500 KB met behoud van de resolutie, maar er zal dan wel erg veel kleurinformatie verloren gaan. Dit is vooral terug te zien in egale delen, zoals luchten. Voor hoge kwaliteit, zoals afdrukken op posterformaat of in een glossy magazine, is compressie zeer onwenselijk.
Een voorbeeld van destructieve jpeg-compressie. De foto links is met een kwaliteitsnorm van 90% bewaard (4 MB) en de foto rechts met 10% (450 KB). Door compressie ontstaan zogenaamde artefacten met blokkerige pixels en een vlekkerig kleurverloop.
Megapixel De huidige generatie consumentencamera bevat 12 tot 20 megapixel. Om te bepalen hoeveel u nodig hebt, is het belangrijk om te weten wat een 'megapixel' nu precies betekent. In principe wordt het aantal pixels vaak gezien als kwaliteitsnorm, waarbij geldt 'hoe meer hoe beter'. Deze stelling is echter flink achterhaald, omdat het kwaliteitsverschil tussen een 12 een 20 megapixel-camera vaak minimaal zichtbaar is (en ook sterk afhankelijk is van de sensor en de gebruikte lens). Het aantal megapixel zegt voornamelijk iets over de mogelijkheid om grote afbeeldingen af te drukken. Zo is een foto van 2 megapixel ruim voldoende om af te drukken op het standaard fotoformaat van 10 bij 15 centimeter.
-‐ 2 -‐
Voor een afdruk op A4-formaat hebt u doorgaans zo'n 4 megapixel nodig. Bent u van plan nog grotere afdrukken te maken, dan is het noodzakelijk om meer megapixel te hebben. Reclamemateriaal of publicatie in bladen vraagt een nog hogere afdrukkwaliteit. Dit wordt meestal uitgedrukt in dpi (dots per inch) of ppi (pixels per inch). In de tabel hieronder krijgt u een overzicht van het aantal megapixel (MP) dat nodig is om een beeld af te drukken. We onderscheiden hier redelijke kwaliteit (150 dpi), goede kwaliteit (200 dpi) en superkwaliteit voor bijvoorbeeld glossy magazines of hoogwaardige posters (300 dpi). Dit is slechts een richtlijn, omdat de kwaliteit van een goede foto van meer factoren afhankelijk is dan alleen van megapixel. Bovendien: hoe groter een poster, hoe groter de afstand wordt waarop deze bekeken zal worden. Een grote poster hoeft dus niet perse op 300 dpi te worden afgedrukt. Ook verschilt de eis per afdruktype. Voor een canvas-afdruk is 150 dpi of minder al voldoende, waardoor een (scherpe!) 6 megapixel-foto ook geschikt kan zijn voor een afdruk van bijvoorbeeld één bij één meter.
Deel 2: Standaard beeldformaten 3. Jpeg (.jpg) Jpeg is een standaardformaat dat door alle digitale camera's ondersteund wordt. De mate van (lossy) compressie is meestal in te stellen door middel van verschillende kwaliteitsgradaties (hoog, middel, laag), waarbij weinig tot veel compressie gebruikt wordt.
4. Jpeg 2000 (.jp2 en .jpx) Het jpeg 2000-formaat stamt uit het jaar 2000 en moest de oorspronkelijke jpeg-standaard uit 1992 opvolgen. Jpeg 2000 biedt betere compressiemethoden (zowel lossy als lossless) met minder schade en een kleinere bestandsomvang. De nieuwe standaard is echter nooit echt aangeslagen en wordt niet standaard door camera's ondersteund.
-‐ 3 -‐
5. Tiff (.tif) Tiff is een ideaal formaat om hoogwaardige foto's mee te bewaren. In tegenstelling tot jpeg gaat er geen kwaliteit verloren, omdat er geen lossy compressie wordt gebruikt. Een tiffbestand kan zowel zonder compressie als met lzw-compressie (lossless) worden opgeslagen. Gebruik het tiff-formaat bijvoorbeeld voor een raw-foto die u na beeldbewerking in de hoogst mogelijke kwaliteit wilt bewaren.
6. Gif Dit bestandsformaat wordt vooral gebruikt voor websites, mede omdat het een transparante laag ondersteunt en geschikt is voor korte animaties. Het formaat is niet erg interessant voor foto's, vanwege het lage aantal kleuren (slechts 256). Het is min of meer opgevolgd door het ping-formaat.
7. Ping (.png) Ping wordt vooral gebruik voor plaatjes op websites. Een ping-bestand kan (net als gif) een transparante laag bevatten. Het maakt gebruik van lossless compressie, waardoor het meer geschikt is voor kleine plaatjes dan voor foto's (omdat die vrij veel ruimte in beslag nemen en daardoor traag laden).
Deel 3: Programma afhankelijke beeldformaten 8. Eps (Encapsulated PostScript) Een eps-bestand is een grafisch bestand dat vector-informatie bevat. Meestal is het gemaakt met speciale software zoals Photoshop Illustrator en bevat het een schaalbare afbeelding zoals een logo, tekst of een 3D-beeld. Een eps-bestand kan niet standaard door Windows geopend worden, maar vereist een specifiek programma zoals Photoshop. Na het openen verschijnt de vraag hoeveel dpi de afbeelding moet zijn. Afhankelijk daarvan wordt de resolutie bepaald. Omdat eps-bestanden schaalbaar zijn, zijn ze in principe oneindig te vergroten.
9. Mpo (Multi Picture Object) Een mpo-bestand is een nieuw formaat dat bestaat sinds de opkomst van 3D. Camera's die ook 3D-foto's kunnen produceren, gebruiken hiervoor het mpo-formaat. Een mpo-bestand kunt u niet standaard in Windows openen, maar vereist specifieke software die meegeleverd wordt met de camera. Een mpo-bestand bevat twee of meerdere jpeg-foto's met verschillende standpunten, die samen een 3D beeld vormen. De meeste 3D-tv's kunnen het mpo-formaat (al dan niet via een camera) weergeven.
-‐ 4 -‐
10. Psd (Photoshop Document) Dit is het standaardformaat van Photoshop (Elements). Het psd-formaat slaat beeldinformatie lossless op, zonder kwaliteitsverlies dus. Een psd-bestand bevat ook veel beeldbewerkingsinformatie, zoals verschillende lagen. Voor het openen van dergelijke bestanden is aparte software als Photoshop nodig.
11. Psp (Paint Shop Pro) Een psp-bestand is vergelijkbaar met een psd, maar dan afkomstig van Corel Paint Shop Pro.
12. Verschillende raw-formaten Iedere camerafabrikant gebruikt zijn eigen raw-formaat, dat ook nog eens bij ieder nieuw cameramodel aangepast kan worden. Daardoor is een specifiek programma vereist om de bestanden te kunnen openen. Naast de software van de fabrikant zelf is dat bijvoorbeeld Photoshop, Lightroom of Aperture. Zo gebruikt Canon het cr2- en crw-formaat, Nikon nef, Fujifilm raf, Olympus orf, Panasonic rw2, Samsung srw en Sony arw.
Een foto die in het raw-formaat is gemaakt, moet in speciale software worden geopend.
-‐ 5 -‐
13. Dng (Digital NeGative) Een dng-bestand is een open raw-standaard, bedacht door Adobe. In tegenstelling tot de diverse eigen formaten die camerafabrikanten gebruiken is een dng-bestand universeel. Het kan in elk beeldbewerkingsprogramma geopend worden, en net als bij andere rawformaten, blijft de kwaliteit optimaal dankzij lossless-compressie.
Formaat wijzigen Als u een fotobestand wilt omzetten van het ene formaat naar het andere, kan dat met behulp van software. Gebruik bijvoorbeeld Adobe Photoshop (Elements) of Corel Paint Shop Pro. Er zijn ook gratis alternatieven zoals IrfanView. Dit programma bevat ook een batch-modus, waarbij een hele map met foto's met één klik kan worden omgezet. Het is niet alleen mogelijk om het formaat te wijzigen, maar ook de resolutie (bijvoorbeeld om foto's te verkleinen om ze vervolgens te e-mailen)
Deel 4: Toekomstige beeldformaten De huidige bestandsstandaarden, met jpeg als standaard, zijn alles behalve ideaal. Er zijn betere alternatieven voor jpeg die meer compressie kunnen toepassen met minder kwaliteitsverlies. Microsoft heeft een nieuw formaat voor foto's ontwikkeld (jpeg XR) en Google voor web-afbeeldingen (WebP). Beide formaten zouden aanzienlijk minder ruimte in beslag nemen en betere kwaliteit bieden dan jpeg. Ook zijn er nieuwe webformaten in opkomst met transparante lagen en minimale (lossy) compressie, die een alternatief vormen voor gif en ping. Camerafabrikanten zijn echter huiverig om deze nieuwe standaarden te adopteren, omdat de ondersteuning van software nog beperkt is. En softwaremakers zijn op hun beurt weer afwachtend omdat de formaten toch nog niet in camera's ondersteund worden. Ook is er soms een licentie vereist om een bepaald fotoformaat te gebruiken, wat geld kost. Door al deze factoren is het lastig om een nieuwe standaard te ondersteunen en blijft het oeroude jpeg vooralsnog de standaard.
14. Jpeg XR Microsoft kondigde in 2006 een alternatief voor jpeg aan: Windows Media Photo (wmp). Momenteel is dit type beter bekend als HD Photo of jpeg XR. Dit formaat zou bestanden tot vier keer kleiner kunnen maken dankzij betere compressiealgoritmen. Bij compressie zouden minder artefacten te zien zijn. Ook zou het formaat een grotere kleurruimte krijgen ten opzichte van jpeg (16 bit in plaats van 8 bit). Naast slimmere lossy compressie zou het formaat ook ondersteuning bieden voor lossless compressie.
15. WebP Eind 2010 kondigde Google een nieuw beeldformaat aan, genaamd WebP (uitgesproken als weppie). In vergelijking met jpeg zou het afbeeldingen bijna 40 procent kleiner maken. Google zal dit formaat via haar Chrome-browser ondersteunen en brengt ook hulpmiddelen uit die afbeeldingen op webservers automatisch kunnen omzetten (en daarmee flink wat ruimte besparen). Zolang andere browsers dit formaat niet ondersteunen zal het geen succes worden.
-‐ 6 -‐
Raw versus jpeg De impact van compressie is groot. Zelfs wanneer er geen direct zichtbaar kwaliteitsverlies te zien is door compressie van kleurgradaties, heeft compressie ook indirect negatieve gevolgen. Een beeld met compressie laat zich beduidend minder goed bewerken dan een puur beeld. Een concreet voorbeeld daarvan is het raw-formaat versus jpeg. Raw is een formaat dat door spiegelreflexcamera's, systeemcamera's en de gevorderde klasse compactcamera's ondersteund wordt. Bij raw worden foto's opgeslagen met losslesscompressie in plaats van lossy. Een raw-foto bevat daardoor beduidend meer kleurgradaties (16 bit). Als gevolg daarvan is er meer marge voor correcties zoals het achteraf bijstellen van de belichting of witbalans. Een overbelichte (lees: te lichte) of onderbelichte (lees: te donkere) jpeg-foto kan nauwelijks hersteld worden omdat de beeldinformatie simpelweg niet meer bestaat: wit is wit, zwart is zwart. Een over- of onderbelichte raw-foto is vaak nog prima te herstellen. Zie het voorbeeld hieronder.
De originele foto is flink overbelicht door verkeerde instellingen. Deze foto kan rechtstreeks de prullenbak in, of toch niet? De opname is opgeslagen in zowel jpeg- als raw-formaat.
-‐ 7 -‐
De jpeg-foto laat zich corrigeren, maar veel overbelichte delen zijn simpelweg wit en kunnen dus niet aangepast worden. De brug en het water zien er daardoor zeer onrealistisch uit.
De raw-foto bevat veel meer kleurnuances en laat zich daardoor volledig corrigeren. Het belichtingsfoutje van de fotograaf verdwijnt als sneeuw voor de zon en de foto is gered.
-‐ 8 -‐
