Wie funktioniert die Bildkomprimierung und Formatkonvertierung?

Bei der Arbeit mit digitalen Bildern stößt man unweigerlich auf Fragen zu Dateigröße, Qualität und dem zu verwendenden Format. Warum nimmt ein Foto so viel Platz in Anspruch? Warum wird ein Bild nach der Komprimierung manchmal noch größer? Wann ist es sinnvoll, eine Datei in ein anderes Format zu konvertieren, und was sollten Sie von diesem Prozess erwarten? Schauen wir uns das alles mal an.

Was die Größe der Bilddatei beeinflusst

Digitale Bilder bestehen aus vielen farbigen Pixeln. Je mehr Pixel es gibt, desto höher ist die Detailgenauigkeit und desto größer ist die Datei. Die Dateigröße wird jedoch nicht nur durch die Anzahl der Pixel bestimmt, sondern auch dadurch, wie die Bilddaten gespeichert werden. Dies hängt vom Dateiformat und der Art der Komprimierung ab, da verschiedene Formate und Komprimierungsmethoden die Bildinformationen auf unterschiedliche Weise speichern.

Bilddateiformate und ihre Unterschiede

Es gibt mehrere weit verbreitete Bildformate, und jedes von ihnen wurde mit unterschiedlichen Zielsetzungen entwickelt. Die Art und Weise, wie ein Format Bilddaten speichert, wirkt sich nicht nur auf die Dateigröße aus, sondern auch auf die Qualität, die Unterstützung von Transparenz und die Kompatibilität mit verschiedenen Anwendungen und Geräten.

JPEG ist das am weitesten verbreitete Format für Fotos. Es verwendet eine verlustbehaftete Komprimierung, d. h. einige Bilddaten werden dauerhaft entfernt, um die Dateigröße zu verringern. JPEG-Dateien sind in der Regel klein und werden schnell geladen, was für die Weitergabe von Fotos im Internet oder per E-Mail ideal ist. JPEG unterstützt jedoch keine Transparenz, und das mehrfache Speichern desselben Bildes kann die Qualität merklich verringern.

PNG wird häufig für Grafiken, Screenshots und Bilder gewählt, die Transparenz erfordern. PNG verwendet eine verlustfreie Komprimierung, so dass alle Bilddetails erhalten bleiben, auch nach wiederholtem Speichern, was es zu einer geeigneten Wahl für Logos, Symbole und Bilder mit Text oder scharfen Linien macht. PNG-Dateien sind in der Regel größer als JPEG-Dateien, insbesondere bei detaillierten oder fotografischen Bildern, aber sie behalten eine perfekte Qualität.

WEBP ist ein neueres, für das Web entwickeltes Format. Es kann entweder verlustbehaftete oder verlustfreie Kompression verwenden und unterstützt Transparenz. WEBP erzeugt oft kleinere Dateien als PNG oder JPEG bei ähnlicher Qualität. Die meisten modernen Browser und viele Anwendungen unterstützen WEBP, aber einige ältere Software möglicherweise nicht.

GIF wird hauptsächlich für einfache Animationen verwendet. Es ist auf 256 Farben beschränkt und unterstützt nur einfache Transparenz (Pixel sind entweder völlig transparent oder völlig undurchsichtig). Aufgrund dieser Einschränkungen ist GIF nicht für die meisten Fotos oder detaillierten Bilder geeignet, aber es bleibt beliebt für kurze, sich wiederholende Animationen.

TIFF wird in professionellen Umgebungen verwendet, z. B. im Verlagswesen und beim Scannen. TIFF-Dateien können verlustfrei oder unkomprimiert sein, und sie sind oft sehr groß. Dieses Format eignet sich nicht für die Verwendung im Internet oder für den alltäglichen Austausch, aber es wird für die Archivierung und die Speicherung hochwertiger Bilder geschätzt.

HEIC/HEIF sind moderne Formate, die von vielen Smartphones, insbesondere Apple-Geräten, verwendet werden. Sie bieten eine effiziente Komprimierung und können mehrere Bilder in einer einzigen Datei speichern (z. B. Live-Fotos). Der Nachteil ist, dass die Kompatibilität mit Nicht-Apple-Geräten und älterer Software bei diesen Formaten eingeschränkt sein kann.

Wie Komprimierung funktioniert

Durch die Komprimierung werden Bilder kleiner, aber nicht alle Komprimierungsmethoden sind gleich. Die verwendete Technik (verlustfrei oder verlustbehaftet) wirkt sich direkt auf die endgültige Dateigröße und Bildqualität aus.

Verlustfreie Komprimierung reduziert die Dateigröße, ohne Informationen aus dem Bild zu entfernen. Wenn Sie eine verlustfrei komprimierte Datei öffnen, sehen Sie genau dasselbe Bild wie vor der Komprimierung - es gehen keine Details verloren. Diese Methode wird von Formaten wie PNG und einigen Einstellungen von TIFF und WEBP verwendet. Eine verlustfreie Komprimierung ist erforderlich, wenn Sie jedes Pixel erhalten möchten, z. B. bei Grafiken, Logos, Screenshots oder Bildern, die Sie mehrfach bearbeiten möchten.

Verlustbehaftete Komprimierung erzielt eine viel größere Verringerung der Dateigröße, indem einige Bilddaten dauerhaft entfernt werden. Dabei geht es darum, Details zu verwerfen, die für das menschliche Auge weniger auffällig sind, insbesondere bei Fotos. JPEG und der verlustbehaftete Modus von WEBP verwenden diesen Ansatz. Die verlustbehaftete Komprimierung eignet sich hervorragend für Fotos, bei denen kleine Verluste in der Regel unsichtbar sind. Sie ist jedoch nicht für Bilder mit Text, scharfen Linien oder Grafiken geeignet, da sie sichtbare Artefakte wie Unschärfe oder Blockbildung verursachen kann. Wenn Sie ein Bild wiederholt in einem verlustbehafteten Format speichern, verschlechtert sich die Qualität mit jeder Speicherung.

Was passiert bei der Formatkonvertierung

Bei der Konvertierung eines Bildes von einem Format in ein anderes geht es nicht nur darum, die Dateierweiterung zu ändern. Jedes Format speichert Bilddaten anders, und der Konvertierungsprozess kann spürbare Auswirkungen auf die Dateigröße, die Bildqualität und die unterstützten Funktionen haben.

Wenn Sie ein Bild konvertieren, liest die Software die Daten aus der Originaldatei und schreibt sie gemäß den Regeln des neuen Formats in dieses. Wenn Sie zwischen Formaten mit ähnlichen Funktionen wechseln (z. B. von PNG zu verlustfreiem WEBP), gibt es in der Regel nur einen geringen oder gar keinen sichtbaren Unterschied. Wenn Sie jedoch zwischen Formaten konvertieren, die unterschiedliche Komprimierungsmethoden verwenden oder unterschiedliche Funktionen unterstützen, können die Ergebnisse dramatisch sein.

Bei der Konvertierung eines PNG-Bildes (das verlustfrei ist und Transparenz unterstützt) in ein JPEG-Bild (das verlustbehaftet ist und keine Transparenz unterstützt) werden beispielsweise alle transparenten Bereiche entfernt und es können Kompressionsartefakte auftreten. Die resultierende Datei wird kleiner sein, aber Sie verlieren die Möglichkeit, einen transparenten Hintergrund zu haben, und scharfe Kanten oder Text können leicht verschwommen werden.

Andererseits wird bei der Konvertierung von JPEG in PNG die Qualität, die bei der JPEG-Komprimierung verloren ging, nicht wiederhergestellt. Das PNG speichert einfach alle verbleibenden Details, einschließlich aller Unschärfen oder Artefakte, die durch JPEG entstanden sind, in einer größeren Datei. Aus diesem Grund ist die Konvertierung von JPEG in PNG nie eine gute Idee, es sei denn, Sie müssen speziell Transparenz hinzufügen und sind bereit, das Bild manuell zu bearbeiten. Andernfalls haben Sie am Ende nur eine größere Datei, die genauso oder sogar schlechter aussieht.

Es ist wichtig zu verstehen, dass einige Konvertierungen nur in eine Richtung gehen können. Wenn ein Detail in einem verlustbehafteten Format verloren gegangen ist, kann es nicht durch einen Wechsel in ein verlustfreies Format wiederhergestellt werden. Ebenso kann die Konvertierung zwischen Formaten mit unterschiedlicher Farb- oder Transparenzunterstützung dazu führen, dass Informationen verworfen oder verändert werden.

Warum Bilder nach der Komprimierung oder Konvertierung größer werden können

Es erscheint logisch, dass die Komprimierung eines Bildes die Datei immer verkleinert. Manchmal ist die resultierende Datei nach der Komprimierung oder Formatkonvertierung tatsächlich größer als das Original. Das kann verwirrend sein, aber es gibt klare Gründe dafür.

Eine häufige Situation ist die Konvertierung von einem verlustbehafteten Format (wie JPEG oder verlustbehaftetes WEBP) in ein verlustfreies Format (wie PNG oder verlustfreies WEBP). Bei verlustbehafteten Formaten werden viele Daten entfernt, um die Dateigröße klein zu halten. Wenn Sie ein solches Bild in einem verlustfreien Format speichern, wird in der neuen Datei jedes Pixel genau so gespeichert, wie es erscheint, einschließlich aller Unvollkommenheiten und Artefakte, die bei der vorherigen Komprimierung entstanden sind. Da bei verlustfreien Formaten nichts weggeworfen wird, kann die Datei viel größer werden, auch wenn sich die visuelle Qualität nicht verbessert.

Ein weiterer Grund ist, dass einige Bilder bereits stark komprimiert sind. Wenn Sie versuchen, sie erneut zu komprimieren, insbesondere mit verlustfreien Einstellungen, kann die Software nicht viel mehr Daten entfernen. In manchen Fällen enthält die neue Datei zusätzliche Metadaten oder eine weniger effiziente Struktur, was die Dateigröße sogar erhöhen kann, anstatt sie zu verringern. Ebenso können bei der Verkleinerung oder Bearbeitung komplexere Muster oder Rauschen entstehen, die der Komprimierungsalgorithmus nur schwer effizient reduzieren kann.

Dies ist kein Fehler oder ein Versagen der Software, sondern ein normales Ergebnis der Funktionsweise verschiedener Formate und Komprimierungsmethoden. Wenn Sie die Dateigröße verringern möchten, sollten Sie immer sowohl das Originalformat als auch das Zielformat und die gewählten Komprimierungseinstellungen berücksichtigen.

Wie man das richtige Format wählt

Da Sie nun die Hauptunterschiede zwischen Bildformaten und Komprimierungsmethoden kennen, können Sie leichter entscheiden, was Sie in bestimmten Situationen verwenden sollten.

Wenn Sie Fotos für die Weitergabe in sozialen Medien oder den Versand per E-Mail vorbereiten, ist JPEG fast immer die beste Wahl. Es hält die Dateigrößen klein und wird von allen unterstützt. Vermeiden Sie es einfach, dasselbe JPEG wiederholt zu bearbeiten und zu speichern, da dies die Qualität allmählich verringert.

Für Website-Grafiken, Interface-Symbole oder Bilder, die einen transparenten Hintergrund benötigen, ist PNG in der Regel die richtige Wahl. Es behält scharfe Kanten und Transparenz bei, was für Logos, Schaltflächen und Screenshots wichtig ist.

Wenn Ihr Ziel die kleinstmögliche Dateigröße für das Web ist und Sie wissen, dass Ihr Publikum moderne Browser verwendet, ist WEBP eine Überlegung wert. Es kann kleinere Dateien mit der gleichen visuellen Qualität wie JPEG oder PNG liefern und unterstützt sowohl verlustbehaftete als auch verlustfreie Komprimierung sowie Transparenz. Vergewissern Sie sich, dass Ihre Plattform WEBP unterstützt, bevor Sie es zum Hauptformat machen.

Wenn Sie jedes Detail für eine spätere Bearbeitung oder einen hochwertigen Druck aufbewahren müssen, verwenden Sie verlustfreie Formate wie PNG oder TIFF. Diese Formate sind auch für die Archivierung von Originalen geeignet, auch wenn die Dateien größer sind.

Animierte Bilder sind ein Sonderfall. GIF ist immer noch weit verbreitet für einfache Animationen, aber für bessere Qualität und kleinere Dateien sind animierte WEBP- oder sogar Videoformate (wie MP4) oft vorzuziehen, wenn sie unterstützt werden.

Wenn Sie Bilder konvertieren, denken Sie daran: Die Konvertierung von einem verlustbehafteten Format (wie JPEG) in ein verlustfreies Format (wie PNG) stellt die verlorene Qualität nicht wieder her und erhöht normalerweise die Dateigröße.

Wenn Sie unsicher sind, speichern Sie eine Kopie und probieren Sie verschiedene Formate und Einstellungen aus. Vergleichen Sie die Ergebnisse visuell und prüfen Sie die Dateigrößen - so finden Sie am besten heraus, was in Ihrem speziellen Fall funktioniert.