JPEG: Besser als sein Ruf

JPEG oder JPG ist das Bilddatenformat schlechthin, das alle Ausgabemedien «verstehen». Was steckt hinter der verlustbehafteten Kompression?

Gestandene Fotografen oder Bildverarbeiterinnen neigen dazu, bei der Erwähnung von JPEG (gesprochen Tscheipäg) die Nase leicht zu rümpfen. JPEG ist ein offenes Datenformat (wie PDF), das alle Betriebssysteme, Softwares oder Apps verarbeiten können. JPEG steht für Joint Photographic Experts Group. Früher konnte Windows nur drei Buchstaben als Kürzel verwenden, deshalb existiert der Suffix JPG immer noch. Das gleiche Problem besteht bei TIFF und TIF oder bei HTML oder HTM.

JPEG ist eine Norm, die festlegt, wie Pixeldaten komprimiert werden. Salopp ausgedrückt, werden Ansammlungen von fast gleichen Pixeln zu einem «Einheitsklumpen» zusammengerechnet, was zu einer wesentlich kleineren Datei führt. Die Ränder an den Blöcken werden leicht unscharf dargestellt, was zu den unbeliebten Artefakten führen kann. JPEG ist also immer mit «Verlusten» behaftet, die je nach Einstellungen verschieden stark ausfallen können. Es gibt also bei den Kameraeinstellungen und auch in Photoshop verschiedene Kompressionsstufen.

JPEG unterstützt 8 Bit (16,7 Millionen Farben), nimmt Metadaten mit, unterstützt aber keine Transparenz. Im Gegensatz zu JPEG ist das Format PNG (Portable Network Graphics) verlustfrei und kann mit Transparenz umgehen.

Der Verlust, der mit JPEG einhergeht, sollte immer im Zusammenhang mit dem Ausgabeformat betrachtet werden, alles andere ist Nonsens. Ein CMOS-Sensor liefert zum Beispiel eine Bilddatei von 20 Megapixel. Wenn diese Datei im Druck wie hier im Pub­lisher zweispaltig mit 92 mm Breite und 300 ppi ausgegeben wird, wird die Datei auf rund 4% geschrumpft. Das heisst, die Bilddatei verliert mit oder ohne Kompression 96% aller im Ursprungsbild vorhandenen Pixel. Ein intelligenter Algorithmus entscheidet, welche Pixel dabei auf der Strecke bleiben. Es ist ja nicht so, dass einfach regelmässig Pixel herausgelöscht werden. Es ist schon einigermassen erstaunlich, dass die Druckqualität überhaupt etwas hergibt. Tut sie ganz entschieden.

Artefakte in der Ursprungsdatei spielen in diesem Verkleinerungsprozess schlicht überhaupt keine Rolle – sie werden herausinterpoliert. Auf Webseiten, Tablets oder Handys werden Bilddaten gleichartige «Verluste» erfahren. Der Verlust geht dabei nicht auf die Kappe von JPEG, sondern ist dem Verkleinerungsmassstab geschuldet. Für Printmedien, Fotobücher, Fine-Art-Prints, Plakate und anderes wird weltweit das Format JPEG verwendet, und wohl noch niemand hat sich je darüber beklagt, es seien Verluste und Artefakte zu bemerken, sofern die Datei nicht übertrieben vergrössert wird. Man darf JPEG also getrost Vertrauen schenken und sich sogar über dessen Vorteile freuen.

Wer andersherum eine kleine Datei als Originaldatei (zum Beispiel aus dem Internet) vergrössert, erhält daraus die denkbar schlechteste Qualität, weil Pixel zwar herausgerechnet werden können, umgekehrt es nicht möglich ist, Pixel bildgerecht einzusetzen. Die Artefakte oder Klumpenbildungen werden einfach so vergrössert und somit besser sichtbar.

Was passiert bei der Kompression?

Die JPEG-Kompression macht sich den Umstand zunutze, besser sichtbare und weniger gut sichtbare Bildunterschiede in den Bilddaten herauszuarbeiten. Unser Auge reagiert empfindlicher auf Hell-Dunkel-Unterschiede, wie sie bei harten Kanten entstehen. Farbunterschiede können wir weniger gut wahrnehmen. In einem vierstufigen Verfahren werden durch JPEG in einer Achtermatrix 8 × 8 Pixel analysiert und rechnerisch platzsparend durch andere Tonwerte beziehungsweise durch Vektoren (Positionsangaben) ersetzt. Bei der Druckauflösung von 300 ppi hat ein Pixel eine Dimension von 0,08 mm im Quadrat, 64 Pixel haben eine Flächenausdehnung von 0,64 mm im Quadrat. Bei einem 80er-Raster wird diese Fläche etwa mit 25 Rasterpunkten dargestellt, die integral dem gleichen Grauwert entsprechen. Wer im Zusammenhang mit JPEG-Kompression das Wort verlustbehaftet ins Feld führt, muss immer auch sagen, wie weit Verluste wahrnehmbar oder nur theoretischer Natur sind. Im zweiten Fall können wir sie nämlich gänzlich ignorieren und die Diskussion Mathematikern überlassen. Wer aus Photoshop heraus JPEGs speichert, hat im Massstab 1:1 sehr wohl mit Verlusten zu rechnen.

Flächige Bildteile sind von der Kompression nicht tangiert; nach meiner Erfahrung werden alle Farbwerte so wiedergegeben, wie sie in Photoshop definiert sind. Änderungen finden sich bei Strukturen, Bildkanten usw., dort, wo die Pixel sich deutlich unterscheiden.

Dateigrösse

Eine Originaldatei, die mit einem Vollformatsensor in RAW auf die Karte aufgezeichnet wird, hat eine Dateigrösse von etwa 45 Megabye. In Photoshop geöffnet, ist die PSD-Datei dann etwa 260 Megabyte gross. Eine solche Datei zu stacken, mehrere Ebenen, Masken usw. anzulegen, zwingt Photoshop in die Knie. Sternspuren aufzuzeichen, die aus 50–100 Bildern bestehen, geht nicht mehr. Da kommt JPEG ins Spiel. Die gleiche Datei kann mit der grössten Kompressionsrate auf 1,1 MB Grösse heruntergerechnet werden. So sind ganze Bilderordner wesentlich platzsparender aufzubewahren oder gar per E-Mail zu versenden.

JPGmini Pro

JPEGmimi Pro ist ein kleines Programm, welches JPEG-Daten zusätzlich komprimiert. Ein Beispiel: Die Originaldatei umfasst 62 MB. Aus Lightroom als JPEG-Datei gespeichert, sind 10 solche Dateien 54,2 MB gross. Diese 10 Dateien werden einfach per drag & drop aufs Fenster von JPEGmini Pro gezogen, der Rest macht das Programm. Die Daten im Ordner werden jetzt überschrieben, sie sind total nur noch 18,2 MB gross. Es gibt auf der Webseite www.jpeg mini.com eine Free-Trial-Version. Die Stand-alone-­Version kostet 59 USD, die Version mit Plug-ins für Photoshop und Lightroom schlägt mit 89 USD zu Buche.

Ralf Turtschi ist Inhaber der R. Turtschi AG, ­visuelle Kommunikation, 8800 Thalwil. Der ­­Autor ist als Journalist und Fotoreporter für die Gewerbezeitung, unteres linkes Zürichseeufer und Sihltal, unterwegs. Er ist als ­Dozent beim zB. Zen­trum Bildung, Baden, tätig, wo er beim ­Diplomlehrgang Fotografie Fotobuchgestaltung lehrt und an der Höheren Fachschule für Fotografie das ­Studienfach Design unterrichtet. ­Kontakt: agenturtschi.ch, ­turtschi@agenturtschi.ch, Telefon +41 43 388 50 00.