Auflösung

Die Auflösung, in der Regel die Bildauflösung, ist ein umgangssprachlicher Begriff für die Bildschärfe bzw. Bildgröße und beschreibt somit die Wiedergabequalität einer Rastergrafik. Sie wird durch die Gesamtzahl der Bildpunkte oder durch die Anzahl der Spalten (Breite) und Zeilen (Höhe) der Rastergrafik angegeben. Die Auflösung im physikalischen Sinn (Bildelemente pro Länge) bezeichnet die Punktdichte bei der Wiedergabe und ist damit – neben der Farbtiefe – das Maß für die Bildqualität bzw. der Detailgenauigkeit.

Einheiten

Pixel- bzw. Punktdichten werden beispielsweise bei einer Wiedergabe auf Bildschirmen oder im Vierfarbdruck angegeben. Übliche Einheiten im grafischen Gewerbe dazu sind:

• ppi: eng. »pixel per inch«, zu dt. »Pixel pro Zoll¹⁾«
• dpi: eng. »dots per inch«, zu dt. »Rasterpunkte pro Zoll«
• spi: eng. »samples per inch«, zu dt. »Abtastungen pro Zoll« (z.B. für Scanner)
• lpi: eng. »lines per inch«, zu dt. »Linien pro Zoll« (z.B. für den Vierfarbdruck)
• HiDPI: diese Abkürzung steht für eine besonders hohe Punktdichte (z.B. bei Bildschirmen mit 4K-Auflösung)

Umgangssprachlich wird in allen oben genannten Bereichen oft nur der Begriff »Auflösung« verwendet. Im modernen Desktop Publishing und der Drucktechnik hat sich als Maßeinheit das »Inch« (Zoll) etabliert, wobei für die Pixeldichte bei Bildschirmanwendungen die Bezeichnungen ppi und beispielsweise für die Punktdichte beim Vierfarbdruck dpi zur Anwendung kommen. Bei der Umrechnung von Pixel (ppi) in Rasterpunkte (dpi) werden in der Regel aus einem Pixel vier Rasterpunkte gebildet.
Der manchmal verwendete Begriff »relative Auflösung« bezieht sich auf die Pixeldichte in Rastergrafiken, da die Punktdichte von Druckvorlagen eine absolute physikalische Größe ist und direkt gemessen wird.

Anwendung

Im Folgenden sind die wichtigsten Anwendungen im Medienbereich angeführt, in denen die Pixel- bzw. die Punktdichte – und somit die Auflösung – eine wesentliche Rolle spielen.

Bildschirme

Die Angabe einer Auflösung von 72 ppi für Computerbildschirme ist ein historischer Standard, der oft als Default-Wert in Bildbearbeitungsprogrammen – wie beispielsweise Photoshop von Adobe® – genutzt wird. Dieser Wert stammt aus der Zeit des frühen Desktop Publishings, als damalige Röhrenmonitore genau 72 Bildpunkte innerhalb eines Zolls (= 2,54 cm) darstellen konnten.

Moderne Bildschirme bzw. Displays (z.B. LCD/LED/OLED) arbeiten eher mit 96 ppi Auflösung oder deutlich höheren Werten (z.B. Retina-Auflösung oder 5K), wodurch 72 ppi als physischer Wert kaum noch auf aktuellen Bildschirmen zu finden ist, sondern nur noch als Einstellung in den Bilddateien.
Die Einstellung der ppi-Zahl in einer Rastergrafik hat auch keinen Einfluss darauf, wie das Bild auf dem Monitor oder Display dargestellt wird, sondern ist lediglich eine Meta-Information für die mögliche Ausgabegröße der Bilddatei beim späteren Druck.

Die Auflösung bzw. die Pixeldichte von Monitoren oder Displays berechnet sich durch die Anzahl der horizontalen und vertikalen Pixel im Verhältnis zur physikalischen Bildschirmgröße (Bildschirmdiagonale). Die technische Formel dazu lautet:

Beispiele für Bildschirmauflösungen moderner Monitore bzw. Displays

Digitale Kamera

Die Detailgenauigkeit und die mögliche Ausgabegröße bei einem späteren Druck von digital aufgenommenen Bildern wird meist durch die Gesamtpixelzahl des Bildsensors in Megapixel (MP) angegeben. Dabei entspricht ein Megapixel einer Million Pixel. Ein Bildsensor mit beispielsweise 6.000 (B) x 4.000 (H) Pixel besitzt daher eine Auflösung von 24 Megapixel.

Eine höhere Megapixelzahl bedeutet jedoch nicht zwangsläufig eine bessere Bildqualität. Wenn mehr Pixel auf derselben Sensorfläche untergebracht werden, wird jeder einzelne Pixel kleiner, was zu mehr Bildrauschen führen kann. Eine größere Sensorfläche bei gleicher Megapixelzahl bietet wiederum eine bessere Lichtempfindlichkeit und somit weniger Bildrauschen.

Die Wahl für eine optimale Kameraauflösung hängt daher vom jeweiligen Verwendungszweck der Aufnahmen ab. Für den späteren Druck der Fotos auf große Formate oder für das nachträgliche Vergrößern von Bildausschnitten sind größere Sensoren (z.B. Vollformat = 36 x 24 mm) mit hoher Megapixelzahl (z.B. >30 MP) vorteilhaft, während für Bilder auf Websites (z.B. Webshop) kleinere Sensoren (z.B. ASP-C = 23,6 x 15,6 mm) mit geringerer Megapixelzahl (z.B. max. 24 MP) ausreichen.
Zu beachten ist, dass bei modernen digitalen Kameras neben der Auflösung des Sensors auch andere Komponenten, wie beispielsweise professionelle Objektive (optische) und eine Bildverbesserungssoftware in der Kamera (elektronische) die erzielbare Bildqualität wesentlich mitbestimmen.

Rastergrafiken

Für technische Prozesse, die eine Rastergrafik wiedergeben sollen, gilt: Je größer die Rastergrafik (Breite x Höhe in Pixel) ist, …

• desto höher kann die gewünschte bzw. benötigte Auflösung eingestellt werden,
• oder desto größer kann sie mit identischer Qualität wiedergegeben werden.

DARAUS FOLGT: In welchen Abmessungen (B x H) eine Rastergrafik im Druck ausgegeben werden kann, hängt in erster Linie von der Kantenlänge (in Pixel) und von der jeweiligen Rasterweite des späteren Druckverfahrens ab.
Die generelle Behauptung »… eine Bilddatei muss für den Druck 300 ppi aufweisen.« ist zwar grundsätzlich nicht falsch und für die meisten Anwendungen ausreichend, sagt aber nichts über die tatsächliche Ausgabegröße bzw. -qualität der Rastergrafik aus.

Nach dieser »Regel« könnte zwar ein Bild mit 300 ppi Auflösung, aber einer Kantenlänge von nur 640 x 480 Pixel, beispielsweise im Standard-Bogen-Offsetdruckverfahren für Akzidenzdrucksorten²⁾, maximal in einer Größe von knapp 5,5 x 4 cm in bester Qualität gedruckt werden.
In einem hochwertigen Kunstdruckkatalog würde auf Grund einer höheren Rasterfrequenz beim Druck auch eine höhere Auflösung benötigt werden, und unser Bild wäre somit nur mehr in einer Größe von ungefähr 4 x 3 cm verwendbar.
Eine vergleichbare Grafik wiederum könnte mit der gleichen Gesamtpixelanzahl aber im Siebdruckverfahren in einer Größe von rund 11 x 8 cm gedruckt werden, da durch eine geringere Rasterfrequenz bei diesem Druckverfahren auch nur eine Auflösung von ca. 150 ppi notwendig ist.

FAZIT: Je mehr Auflösung (ppi) eine Rastergrafik besitzt, desto besser sind die Voraussetzungen für eine gute Wiedergabequalität im jeweiligen Druckverfahren. Dass dafür die Auflösung jedoch immer 300 ppi sein muss oder vielleicht ausreicht, ist aber nur bedingt richtig!

Vektorgrafiken

Vektorgrafiken zeichnen sich dadurch aus, dass sie keine feste Auflösung haben. Vektorgrafiken basieren auf mathematischen Formeln, die Linien, Kurven und Flächen definieren. Die »Auflösung« entsteht erst in dem Moment des Renderings, d.h. kurz bevor die Vektordatei ausgegeben wird (z.B. vor dem Drucken oder vor der Bildschirmdarstellung). Das Ausgabegerät wandelt dann die mathematischen Pfade für den jeweiligen Ausgabemaßstab in Rasterpunkte (Druck) bzw. in Pixel (Bildschirm) um.
Bei Vektorgrafiken treten generell Pixel nur als Maßeinheit für Koordinaten innerhalb der Anwendungsprogramme (z.B. Illustrator von Adobe®) in Erscheinung.

Vierfarbdruck

Für den Vierfarbdruck wird jedes Pixel einer Rastergrafik entsprechend seiner Farbe in Druckpunk-te (eng. »dots«, daher »dpi«) der vier Prozessfarben (CMYK) aufgelöst. Je feiner die Druckraster aufgelöst sind (Punktdichte), umso besser vermischen sich die Druckpunkte im Ergebnis für das menschliche Auge. Die Feinheit des Druckrasters (siehe unten) beeinflusst auch die benötigte Bildauflösung.

Ein Pixel entspricht zwar nicht 1:1 einem »Dot« (Druckpunkt), aber die im Bild vorhandenen Pixel sollten im Verhältnis zum Druckraster so hoch sein, dass genügend feine Tonwertabstufungen möglich sind. Für eine hochwertige Wiedergabequalität im Offsetdruckverfahren gilt als Faustregel: Um ein Pixel einer Rastergrafik scharf darzustellen sind bei einer Standard-Auflösung von 300 ppi in der Regel vier Rasterpunkte (in einer 2 x 2 Matrix) notwendig.

So eine quadratische Matrix wird Rasterzelle genannt. Damit eine Rastergrafik (Halbtonbild³⁾) im Druck wiedergegeben werden kann, benötigt man eine variable Anzahl von Druckpunkten, die in einer solchen Rasterzelle zusammengefasst werden. Reiht man nun viele Rasterzellen anei-nander, so erhält man eine Linie. Mehrere Linien nacheinander gereiht bezeichnet man als Rasterweite oder Rasterfrequenz des Druckverfahrens. Je nach Druckverfahren und Bedruckstoff variiert die Rasterfrequenz.

Gängige Rasterweiten bzw. Rasterfrequenzen

Die Bildauflösung in der Praxis

Um eine Rastergrafik (z.B. ein Foto) im Desktop Publishing (z.B. in einer Broschüre) in der gewünschten Abbildungsgröße verwenden zu können, reicht etwa nicht allein der Blick auf die Dateigröße(!) oder der Hinweis des Kunden »… die beigestellten Bilder haben 300 ppi Auflösung.«, sondern vielmehr ist eine individuelle Überprüfung der Kantenlänge (B x H) sowie der effektiven Auflösung für die gewünschte Abbildungsgröße des jeweiligen Bildes notwendig. Dabei empfiehlt es sich, nach folgender Checkliste vorzugehen:

• Bestimmung des Druckverfahrens – die effektive Bildauflösung ist vom jeweiligen Druckverfahren abhängig. Daher ist es notwendig, vor dem Bilddaten-Check die spätere Druckausgabe zu kennen.
• Überlegungen zur Abbildungsgröße – vor der eigentlichen Bildverwendung sollte man Kenntnis über das Layout, die jeweiligen Bildplatzierungen und somit über die entsprechenden Abbildungsgrößen der einzelnen Bilder haben.
• Überprüfung der Bilddaten – eine Überprüfung zur Verwendbarkeit eines Bildes kann niemals allein über die Dateigröße, das Dateiformat oder Ähnlichem erfolgen. Das Bild sollte in einem Anwendungsprogramm (z.B. Photoshop von Adobe®) geöffnet werden, um die tatsächliche Abbildungsgröße mit der gewünschten Auflösung ermitteln zu können.
• Ermittlung der Druckfähigkeit – durch Eingabe der effektiven Bildauflösung OHNE Neuberechnung im Dialogfeld »Bildgröße« ergibt sich die maximal mögliche Abbildungsgröße (B x H).

HINWEIS: Wird das Bild im Layout kleiner als die maximale Abbildungsgröße benötigt, sollte die Berechnung auf die tatsächlichen Kantenlängen direkt im Bildbearbeitungsprogramm erfolgen, da dort die entsprechende Methode zur Neuberechnung der Pixel exakter als im Layout- und Satzprogramm erfolgen kann und somit zu einer besseren Wiedergabequalität beiträgt.
D.h. ein Bild mit einer Originalgröße von beispielsweise 50 x 40 cm bei 300 ppi sollte nicht erst im Bildrahmen des Layouts auf ein Endmaß von beispielsweise 9 x 6 cm skaliert werden, sondern schon vorher im Bildbearbeitungsprogramm auf die tatsächlich benötigte Größe heruntergerechnet sein.

Scharf genug?

Grundsätzlich gilt für die Druckproduktion: Je höher die Bildauflösung einer Rastergrafik, desto besser (ugs. »schärfer«) ist die Wiedergabequalität im Druckergebnis. Bis zu einer Größe im Format DIN A3 der Druckvorlage sollten in der Regel Rastergrafiken eine Auflösung von 300 ppi besitzen. Das entspricht im Maßstab 1:1 in etwa einer Kantenlänge von 4.961 (B) x 3.508 (H) Pixel.

Für die Ausgabe auf größeren Endformaten reicht zumeist eine geringere Bildauflösung der Druckvorlage aus, da der Betrachtungsabstand beispielsweise bei Plakaten weit größer ist und daher die Punktdichte des Druckrasters (siehe oben) vom Auge nicht mehr so detailliert wahrgenommen werden kann. Als sinnvoller Betrachtungsabstand (Normbetrachtungsabstand)⁴⁾ wird in der Regel die Diagonale des Ausgabeformats als Referenz herangezogen.
GRUNDSÄTZLICH GILT: Je größer das Endformat und der Betrachtungsabstand sind, desto geringer muss die Bildauflösung gewählt werden.

Bei manchen Druckprodukten müssen die Druckdaten bzw. die Druckvorlagen bereits bei kleineren Endformaten eine deutlich höhere Bildauflösung aufweisen. So ist es zu empfehlen, beispielsweise für den Druck eines Stempels bei der Druckvorlage als Rastergrafik eine Auflösung von 600 ppi zu verwenden.

Werden andererseits Druckvorlagen im tatsächlichen Ausgabeformat mit zu hoher Auflösung erzeugt, ergibt sich für den Druck jedoch keine sichtbar bessere Wiedergabequalität. Das Ergebnis sind vielmehr um ein Vielfaches größere Datenmengen und damit auch längere Produktionszeiten und -kosten.

• ¹⁾ ANMERKUNG: Zoll ist eine angloamerikanische Maßeinheit. Umgerechnet ergibt ein Zoll (1“) die Länge von 2,54 Zentimetern. Die Punktdichte kann auch pro Zentimeter angegeben werden, gebräuchlich ist jedoch die Schreibweise in Zoll.

  ²⁾ Als Akzidenzdrucksorten werden Druckprodukte bezeichnet, die nur gelegentlich produziert werden – wie beispielsweise Visitenkarten, Briefpapiere, Prospekte, Broschüren, Kataloge, Folder oder Flyer. Im Gegensatz dazu sind Periodika Druckprodukte, die regelmäßig erscheinen – wie beispielsweise Zeitungen oder Zeitschriften.

  ³⁾ Ein Halbtonbild ist ein Bild, das aus Mustern oder Punkten so zusammengesetzt ist, dass für das Auge beliebige Helligkeitsabstufungen entstehen. Ein Halbtonbild zeigt ineinander verlaufende Farben in jeder möglichen Farbtonabstufung. Fotografien sind in der Regel Halbtonabbildungen.

  ⁴⁾ Der normale Betrachtungsabstand ist kein starrer Wert, sondern hängt stark von der Größe des zu betrachtenden Objekts ab. Er definiert die Distanz, aus der ein Produkt, ein Bildschirm oder eine Oberfläche betrachtet und visuell bewertet werden. Die Beurteilung erfolgt dabei stets mit dem bloßen Auge und ohne spezielle Hilfsmittel.
  Für Computer-Bildschirme sind zwischen 50 und 80 cm – je nach Bildschirmgröße und -auflösung empfohlen.
  Für moderne TV-Geräte gilt die Faustregel: Sitzabstand = Bildschirmdiagonale x Faktor 1,2.
  Für Printprodukte gilt als optimaler Abstand die Diagonale des Endformats.
  Die Lesbarkeit von Schildern oder Großformatplakaten lässt sich über folgende Formel definieren: Pro Meter Leseabstand beträgt der Schriftgrad 10 bis 12 mm (= 28 bis 34 Punkt, Pt.).

Texte: Eigeninterpretationen des Autors, sowie auszugsweise aus typolexikon.de, Wikipedia und dem Schulbuch »Medien verstehen – gestalten – produzieren«, vereinfacht formuliert und für Berufsschüler·innen aufbereitet.
Grafiken: © Christian Jungmeier