Astrofotografie 2021 einfach erklärt – Dateiformate

Dateiformate in der Astrofotografie

Wenn man mit der Astrofotografie beginnt muss sich zwangsläufig mit diversen Bildformaten herumschlagen. Um das richtige Format für den passenden Zweck zu finden muss man sich eingehend damit beschäftigen. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen verlustbehafteter und verlustfreier Kompression verstehen. Verlustfreie Kompression bedeutet immer große Dateien. Verlustbehaftete Kompression bringt kleine Dateien und schnelle Downloads.

PNG – Portable Network Graphics

Seit 2006 Ersatz für das alte patentbelastete GIF Format. Zusammen mit jpeg das meistbenutzte Bildformat im Web. Es wird auf fast 80 Prozent aller Webseiten weltweit benutzt.

Einsatzgebiet aus Astro-Sicht:
– Transparente Buttons und Icons auf Webseiten
– Transferformat für Programme, die kein TIFF können

Vorteile:Nachteile:
-Transparenz (Alphakanal)
-Verlustfreie Kompression
Große Dateien

Farbtiefe:
– 1, 2, 4, 8 oder 16 Bit. Maximal 16 Bit pro Farbkanal (PNG48)


tiff / tif – Tagged Image File Format

Dateiformat TIFF stammt aus dem Jahr 1986. Aktuell ist TIFF v6 aus dem Jahr 1992.
TIFF unterstützt Graustufen, sowie den RBG-, CMYK- und LAB-Farbraum.
Das Format ermöglicht eine Farbtiefe von bis zu 16 Bit pro Farbkanal und ist daher ideal für den Datenaustausch bei einer RAW-Konvertierung geeignet.
Die Hauptverwendung ist inzwischen die Übermittlung von Druckdaten und
Archivieren von monochromen Grafiken (Fax G4 und technische Zeichnungen)

Einsatzgebiet aus Astro-Sicht:
– Verlustfreier Austausch zwischen Grafikprogrammen

Vorteile:Nachteile:
-Unterstützung von verlustfreien und verlustbehafteter Kompression
-Transparenz (Alphakanal)
-Unterstützung von Ebenen und Farbräumen
-Keine Weiterentwicklung
-Komplexität und Kompatibilität des Formats
-Verwendung der verlustbehafteten JPEG-Kompression ist problematisch

Farbtiefe:
– Graustufen, RBG-, CMYK- LAB-Farbraum
– Maximal 16 Bit pro Farbkanal (TIFF48)


jpg / jpeg – Joint Photographic Experts Group

Das von der Joint Photographic Experts Group 1992 entwickelte und genormte Format ist das am häufigsten verwendete Bildformat der Welt. Jede Kamera in jedem Smartphone der Welt speichert in diesem Format. “.jpg” ist quasi ein Synonym für “digitales Bild”.
Auch rund 73 Prozent aller Webseiten verwenden Fotos und Grafiken in diesem Format. Dies hat es in erster Linie seinem Verhältnis von Qualität zu Dateigröße zu verdanken.

Einsatzgebiet aus Astro-Sicht:
– Bilder auf Webseiten
– Fotoarchivierung

Vorteile:Nachteile:
-Geringe Dateigröße
-Kompatibilität
-Unterstützt Metadaten wie GPS-Infos
-Unterstützung von verlustfreien und verlustbehafteter    Kompression
-Kompression sehr fein steuerbar
-Nur 8 Bit pro Kanal
-Qualitätsverlust bei komprimierten JPG-Dateien
(bei jedem Verändern der Bildinformation und anschließendem Speichern gehen Bildinformationen verloren)

Farbtiefe:
– 8 Bit pro Kanal


webp

Der neue Superstar unter den Bildformaten.
Am 30.09.2010 veröffentlichte Google einen neuen offenen Standard (Wikipedia) (Google) für verlustbehaftete Komprimierung von 24-Bit-Grafiken im Web.
WebP-verlustfreie Bilder sind im Vergleich zu PNGs um 26 % kleiner.
WebP-verlustbehaftet sind im Vergleich zu JPGs um 25-34 % kleiner.

Einsatzgebiet aus Astro-Sicht:
– Bilder auf Webseiten
– Fotoarchivierung

Vorteile:Nachteile:
-Sehr hohe Kompression
-Transparenz (Alphakanal)
-Verlustfreie und verlustbehaftete Kompression
-Animationen
-Unterstützt Metadaten wie GPS-Infos
-Nur 8 Bit pro Kanal
-Maximale Bildgröße von 16.383 Pixeln
-Kompatibilität mit alten Programmen

Farbtiefe:
– 8 Bit pro Kanal


fits / fit – Flexible Image Transport System

Das Flexible Image Transport System (FITS) ist das Standardformat für die Darstellung von Bildern und Daten in der Astronomie. Im Jahr 1982, nur 3 Jahre nach der Entstehung des FITS-Formats, verabschiedete die International Astronomical Union (IAU.org) eine Resolution, in der empfohlen wurde, dass alle astronomischen Computereinrichtungen FITS für den Datenaustausch anerkennen und unterstützen.

Einsatzgebiet aus Astro-Sicht:
– Standardformat für die Darstellung von Bildern und Daten in der Astronomie

Vorteile:Nachteile:
-Zahlreiche Zusatzdaten wie Ausrichtung nach WCS
-Histogramm mit Linearer, Logarithmischer oder Quadratwurzel-Skalierung.
-Monumentale Dateigrößen
Wird nur im Astro Bereich verwendet
Geringe Unterstützung von Mainstream-Bildbearbeitungs-Programmen

Farbtiefe:
– 8, 16, 32 Bit, IEEE-32 und IEEE-64 Bit pro Pixel


Beispiele

JPG 100% – 993 kb
JPG 85% – 130 kb
JPG 45% – 35 kb
WEBP 100% – 248 kb
WEBP 100% – 55 kb
WEBP 45% – 20 kb

Fazit Bildformate

Während der Bildbearbeitung sollte man immer darauf achten, dass man verlustfrei und mit möglichst hoher Farbtiefe arbeitet um keine Details zu verlieren.
Beim Publizieren der fertigen Bilder, im Web oder per eMail, sollte man immer darauf achten, dass man den optimalen Punkt zwischen maximaler möglichen Kompression und Bildqualität zu finden. Selbst bei großen Bildern ist damit eine Einsparung von 80 Prozent möglich ohne, dass mit bloßem Auge ein Unterschied zu erkennen ist.

Formatvergleich als Tabelle

DateiendungGeschichte und HintergründeVorteile NachteileEinsatzgebiete (Astro-Sicht)Farbtiefe
png
Portable Network Graphics
Seit 2006 Ersatz für das alte patentbelastete GIF Format.
Zusammen mit jpeg das meistbenutzte Bildformat im Web.
Es wird auf fast 80 Prozent aller Webseiten weltweit benutzt.
Transparenz (Alphakanal)
Verlustfreie Kompression
Große DateienTransparente Buttons und Icons auf Webseiten1, 2, 4, 8 oder 16 Bit.
Maximal 16 Bit pro Farbkanal (PNG48)
tiff / tif
Tagged Image File Format
Dateiformat aus dem Jahr 1986. Aktuell ist TIFF v6 aus dem Jahr 1992.
TIFF unterstützt Graustufen, sowie den RBG-, CMYK- und LAB-Farbraum.
Das Format ermöglicht eine Farbtiefe von bis zu 16 Bit pro Farbkanal und ist daher ideal für den Datenaustausch bei einer RAW-Konvertierung geeignet.
Die Hauptverwendung ist inzwischen die Übermittlung von Druckdaten und
Archivieren von monochromen Grafiken (Fax G4 und technische Zeichnungen)
Unterstützung von verlustfreien und verlustbehafteter Kompression
Transparenz (Alphakanal)
Unterstützung von Ebenen und Farbräumen
Keine Weiterentwicklung
Komplexität und Kompatibilität des Formats
Verwendung der verlustbehafteten JPEG-Kompression ist problematisch
Verlustfreier Austausch zwischen Grafikprogrammen
Graustufen, RBG-, CMYK- LAB-Farbraum,
Maximal 16 Bit pro Farbkanal (TIFF48)
jpg / jpeg
Joint Photographic Experts Group
Das von der Joint Photographic Experts Group 1992 entwickelte und genormte Format ist das am häufigsten verwendete Bildformat der Welt.
Jede Kamera in jedem Smartphone der Welt speichert in diesem Format. “.jpg” ist quasi ein Synonym für “digitales Bild”.
Auch rund 73 Prozent aller Webseiten verwenden Fotos und Grafiken in diesem Format. Dies hat es in erster Linie seinem Verhältnis von Qualität zu Dateigröße zu verdanken.
Geringe Dateigröße
Kompatibilität
Unterstützt Metadaten wie GPS-Infos
Unterstützung von verlustfreien und verlustbehafteter    Kompression
Kompression sehr fein steuerbar
Nur 8 Bit pro Kanal
Qualitätsverlust bei komprimierten JPG-Dateien
(bei jedem Verändern der Bildinformation und anschließendem Speichern gehen Bildinformationen verloren)
Bilder auf Webseiten
Fotoarchivierung
8 Bit pro Kanal
webp
(Wikipedia)
(Google)
Der neue Superstar unter den Bildformaten.
Am 30.09.2010 veröffentlichte Google einen neuen offenen Standard für verlustbehaftete Komprimierung von 24-Bit-Grafiken im Web.
WebP-verlustfreie Bilder sind im Vergleich zu PNGs um 26 % kleiner.
WebP-verlustbehaftet sind im Vergleich zu JPGs um 25-34 % kleiner.
Sehr hohe Kompression
Transparenz (Alphakanal)
Verlustfreie und verlustbehaftete Kompression
Animationen
Unterstützt Metadaten wie GPS-Infos
Nur 8 Bit pro Kanal
Maximale Bildgröße von 16.383 Pixeln
Kompatibilität mit alten Programmen
Bilder auf Webseiten
Fotoarchivierung
8 Bit pro Kanal
fits / fit
Flexible Image Transport System
Das Flexible Image Transport System (FITS) ist das Standardformat für die Darstellung von Bildern und Daten in der Astronomie.
Im Jahr 1982, nur 3 Jahre nach der Entstehung des FITS-Formats, verabschiedete die International Astronomical Union (IAU.org) eine Resolution, in der empfohlen wurde, dass alle astronomischen Computereinrichtungen FITS für den Datenaustausch anerkennen und unterstützen.
Monumentale Dateigrößen
Zahlreiche Zusatzdaten wie Ausrichtung nach WCS
Histogramm mit Linearer, Logarithmischer oder Quadratwurzel-Skalierung.
Wird nur im Astro Bereich verwendet
Geringe Unterstützung von Mainstream-Programmen
Standardformat für die Darstellung von Bildern und Daten in der Astronomie8, 16, 32 Bit,
IEEE-32 und IEEE-64 Bit pro Pixel
Bildformate im Vergleich
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