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Bit-Tiefe

Allgemeines

Die für Farbinformationen verwendete Menge an möglichen Zahlenwerten wird in Bit pro Pixel (bits per pixel) angegeben. Normalerweise werden Farben am Computer mit einer Bit-Tiefe (bit-depht) von 8 Bit pro Farbkanal verarbeitet und gespeichert. 8 Bit ergeben 256 mögliche Kombinationen (28). Bei 3 Farbkanälen (z.B. bei RGB oder L*a*b) spricht man daher von 24 Bit (3×8), was in der Kombination zu über 16 Millionen möglichen Farben führt. Grauwerte werden normalerweise ebenfalls mit 8 Bit kodiert. Nachdem Grauwertbilder nur einen einzigen Kanal besitzen, ergibt das 256 Helligkeitsstufen.

Zwar sind für die Druckausgabe 256 Tonwerte pro Farbkanal ausreichend, zu wenig sind sie aber dann, wenn im Zuge der Bildbearbeitung massive Eingriffe in der Tonwertverteilung nötig sind. Wird z.B. ein sehr dunkles Bild stark aufgehellt, bleiben von den ursprünglichen 256 Tonwerten ggf. nur mehr 80 oder weniger übrig (=Tonwertspreizung). Derartiges ist in der Druckausgabe bereits sichtbar. Speziell wenn weiche Übergänge oder Farbverläufe vorliegen, werden in solchen Fällen Streifen sichtbar (=banding).

Um diesen Effekt zu vermeiden, gibt es in der professionellen Bildverarbeitung die Möglichkeit, Farbinformationen mit höheren Bit-Tiefen zu verwenden. 10 Bit ergeben bereits 1024 Tonwerte, 16 Bit erlauben 65.536 Helligkeitsstufen. Wirklich sinnvoll ist diese Arbeitsweise aber nur dann, wenn die Farbinformationen bereits bei der Bilderfassung (Scanner, Kamera) mit höheren Bit-Tiefen gewonnen werden können.


Bit-Tiefe und Color Management

Bei Farbkonvertierungen treten im Prinzip ähnliche Probleme auf wie bei manuellen Tonwertveränderungen. Auch hier steigt durch wiederholte Umrechnungen von Farbwerten (vor allem bei großen Farbräumen) die Tonwertspreizung. Das L*a*b-Farbmodell mit 8 Bit pro Kanal ist besonders anfällig für Verluste, denn L*a*b beschreibt Farben mathematisch – ganz anders als RGB oder CMYK. Das an sich führt bei Konvertierungen von und nach L*a*b schon zu vielen Interpolationen. Zudem muss L*a*b alle sichtbaren Farben darstellen können - für diesen großen Farbbereich bieten 8 Bit pro Kanal eigentlich zu wenige »Farbpositionen«. Dazu kommt, dass in der Praxis von den im L*a*b-Modell möglichen Farben nur ein kleiner Teil genutzt wird. L*a*b mit 8 Bit pro Kanal ist daher keine optimale Lösung, 16 Bit pro Kanal hingegen - also 48-Bit-L*a*b - ist für Color Management quasi perfekt und wird möglicherweise Standard zur medienneutralen Kommunikation hochqualitativer Farbdokumente.


Warum also nicht gleich 16 Bit pro Kanal?

16-Bit Dokumente haben maximal doppelt so viele Informationen pro Kanal, macht im RGB-Modus also das 3*2 = 6-fache (CMYK 4*2= 8), dementsprechend groß ist der Speicherplatzbedarf. Der zweite Grund ist, dass viele Bilderfassungsgeräte - zumindest im unteren Preissegment - noch nicht wesentlich über 8 Bit pro Kanal hinauskommen bzw. die mitgelieferte Software und auch viele Applikationen höhere Bit-Tiefen nicht korrekt verarbeiten.