Afbeeldingstypen en hun gebruik

Door T. Zelders

Voor een beginner die met plaatjes in de computer te maken krijgt, kan het verwarrend zijn om type-, resolutie-, afmetingen- en compressieopties te kiezen, wanneer er voor een (genealogisch) archief of programma afbeeldingen moeten worden gescand of bewerkt. Simpele onwetendheid kan resulteren in gigantische grafische bestanden die grote hoeveelheden schijfruimte of systeemgeheugen (RAM) gebruiken, en traag worden geladen. Een verkeerde keuze kan ook tot gevolg hebben dat er zoveel informatie verloren gaat, dat het document onbruikbaar wordt.

Het beeldscherm van een computer bestaat uit vele rode, groene en blauwe elementjes die elk meer of minder licht geven. De verhoudingen waarin zo'n rood/groen/blauw combinatie licht uitstraalt bepaalt de kleur. Een setje met een rood, een groen en een blauw puntje wordt pixel genoemd. Een gebruikelijke beeldafmeting voor een computer is 1024 bij 768 pixels. Om dat vast te leggen zijn dus 786432 getallen nodig. Die getallen nemen elk 1 tot 8 bytes van het computergeheugen in beslag, afhankelijk van de manier van vastleggen en de gewenste (kleur-)nauwkeurigheid. Dat komt er dus op neer dat het vastleggen van een computerscherm 786432 (voor puur zwart wit) tot 6291456 (voor "Ware kleuren"), dus 0,8 tot 6,3 MB, van het computergeheugen gebruikt. Om die gigantische aantallen bytes te reduceren zijn verschillende technieken bedacht die elk hun voor- en nadelen hebben. In het volgende wil ik u enigszins duidelijk maken hoe u daar het meest efficiënt mee omgaat.

Beeldcompressie

In het vervolg wil ik het woord "type" gebruiken voor de verschillende beeldformaten die er zijn, om geen verwarring te scheppen met het woord formaat als we het over de grootte van een afbeelding hebben. De typen waar het hier om gaat zijn: Bitmap (*.bmp), TIFF (*.tif), GIF (*.gif), JPEG (*.jpg) en PNG (*.png).

Bitmap

Bitmap is, zoals het woord al zegt, een kaart van het beeld waarin elke pixel afzonderlijk wordt beschreven. Het is niet gecomprimeerd en gebruikt dus de hoeveelheden geheugen die hierboven werden genoemd, plus nog iets extras, om de computer, die het beeld krijgt aangeboden, te informeren over het soort plaatje. Een (Windows-)bitmap kan namelijk 2, 3 of 4 bytes per pixel bevatten, afhankelijk van de gewenste getrouwheid van de kleurinformatie. Een bitmap kan ook transparante pixels hebben. Wat dat is komt later nog ter sprake. Bitmaps zijn voornamelijk van belang voor kleine afbeeldingen met weinig kleurinformatie, zoals bijvoorbeeld iconen.

TIFF (Tagged Image File Format)

Tiff is een zogenaamd RAW format. Het legt een beeld pixel voor pixel vast. Het is dus ook "gebitmapped". Daarnaast kunnen er nog een groot aantal andere gegevens over het beeld worden vastgelegd, zoals bv. de afmetingen, de kleurtemperatuur en zelfs auteursrechten. Het is een formaat waarmee (semi-)professionele camera's werken, en u zult er dan ook alleen mee in aanraking komen als u zelf met een goede camera archiefstukken vastlegt. Het is geen formaat om in rapporten of op het web te gebruiken, omdat de bestanden veel te groot worden. Het wordt volledigheidshalve hier genoemd.

GIF (Graphics Interchange Format)

Het type GIF is geschikt voor afbeeldingen die hoogstens 256 kleuren bevatten. Het is vooral effectief bij afbeeldingen die grote vlakken met eenzelfde kleur bevatten, zoals posters. Als er meer dan 256 kleuren in het plaatje voorkomen worden die vervangen door andere. Het is ontworpen voor het vroege internet. Oudere iternetbrowsers kunnen niet met de moderne beeldtypen overweg. Een *.gif bestand is betrekkelijk klein, maar geeft veel informatieverlies, vooral in de kleuren. Het is verouderd, en wij raden u af het te gebruiken. Hier onder kunt u zien wat er bijvoorbeeld met het rood gebeurt wanneer u met gif-compressie een plaatje op het internet zet:

JPEG (Joint Photographic Experts Group)

Afbeeldingen met de extensie *.jpg zijn het meest verbreid. Deze compressietechniek wordt ook veel gebruikt in digitale camera's. Het is een techniek die redelijk kleine bestanden oplevert. Je kunt de mate van compressie bij het vastleggen enigszins zelf bepalen. Bedenk echter dat grotere compressie ook meer informatieverlies betekent. Vooral de detaillering lijdt er onder. In deze plaatjes worden namelijk meerdere pixels bij elkaar genomen om een soort gemiddelde te berekenen. JPEG plaatjes kunnen 16 miljoen kleuren bevatten, en wanneer enig detailverlies niet bezwaarlijk is, is dit de aangewezen standaard.

PNG (Portable Network Graphic)

Dit is een "verliesvrije" compressietechniek die de voorkeur heeft wanneer details niet verloren mogen gaan Png kan 48 bits kleuren aan, en het type ondersteunt transparantie. Omdat het geen informatie verdonkeremaant, is dit de aangewezen techniek voor archivering van documenten. Een extra voordeel van deze techniek is, dat er informatie over de z.g. gammacorrectie wordt meegenomen. Hierdoor kunnen verschillende monitoren en ook printers de afbeeldingen zonder veel verschuivingen van helderheid of tint weergeven. Iets wat bij GIF en JPEG bestanden nogal eens verschillen oplevert.

Resolutie

Een tweede factor die in ogenschouw moet worden genomen is de beeldresolutie. Of: Hoeveel punten zijn er nodig om voldoende beeldinformatie te kunnen weergeven. In de volgende tabel kunt u het verschil in bestandsgrootte zien bij het vastleggen van verschillende formaten in verschillende resoluties. We gaan hier uit van het aantal pixels dat gewoonlijk nodig is om het beeld goed te kunnen presenteren. Meer pixels lijkt wel beter, maar als ons oog ze niet meer uit elkaar kan houden kosten ze alleen maar onnodig ruimte. We nemen aan dat het beeld met 24 bits (3 bytes) per pixel wordt weergegeven. Het aantal pixels per centimeter wordt aangegeven in dpi. (Dots per inch. Ter wille van de eenvoud wordt hier dpi met pixels per inch, dus per 2,5 cm, gelijkgesteld.) ppcm = pixels per cm.

Beeld Resolutie

Zoals u in de tabel kunt zien neemt de bestandsgrootte kwadratisch toe met de resolutie. De noodzakelijke resolutie hangt af van de gewenste toepassing van het beeld. Toepassingen kunnen ruwweg in drie categorieën worden ingedeeld: Bekijken op het beeldscherm, (inclusief webpagina's en e-mail bijvoegsels), printerafdrukken, en archiefstukken (en bewerken voor de twee vorige categorieën). De gigantische bestandsgrootten uit deze tabel vragen natuurlijk om compressietechnieken. Een afbeelding, gescand met 72 dpi zal op een beeldscherm ongeveer de oorspronkelijke grootte hebben omdat monitoren veelal met 72 dpi werken. Een plaatje gescand met 300 dpi zal bij afdrukken ongeveer ware grootte krijgen, wanneer de printer met 300 dpi werkt. Een grotere resolutie is nodig wanneer u een te bewerken plaatje scant. In dit geval is 600 dpi, of meer, beter. De meeste grafische programma's laten u een plaatje op verschillende manieren bijsnijden of verbeteren, en ook kunt u de resolutie en de afmetingen veranderen. Bovendien kunt u het bewerkte plaatje in verschillende typen naar keuze opslaan. Door op een resolutie van 600 of meer te werken zult u in het uiteindelijke product weinig of geen detail verliezen. In de tabel hieronder worden de gebruikelijke toepassingen met de bijbehorende bestandstypen opgesomd. De argumentatie daarvoor is, dat: -iconen maar kleine bestanden zijn die scherp blijven als ze bit voor bit worden gereproduceerd -het beeldscherm gemakkelijk omgaat met alle drie de formaten, -niet alle browsers en mailprogrammas met alle formaten goed kunnen omgaan, -alle andere toepassingen gebaat zijn met minimaal detail verlies.

Afbeeldingsgrootte

De derde factor is de feitelijke grootte van de uiteindelijke afbeelding in pixels of dpi. Hoe kleiner het aantal pixels, hoe kleiner het bestand wordt, en dat betekent ook: hoe sneller het plaatje geladen wordt. Voor afbeeldingen in een tekst is 900 pixels over de breedte van een beeldscherm voldoende. Wordt het beeld afgedrukt op papier, dan volstaan 1200 beeldpunten over de breedte van een A4. (150 dpi).

Transparantie

Een beeld heeft hoogte en breedte. Een met JPEG gecomprimeerd bestand vult die gehele ruimte op. Meestal met wit als achtergrond. Dat kan voor sommige plaatjes storend zijn. Als u op een blad met een grijze achtergrond ineens een beeld met wit eromheen krijgt te zien is dat vaak niet mooi. Transparantie, of doorschijnendheid, betekent dat u op de plaatsen waar geen beeld is, de achtergrond er doorheen kunt zien. In het voorbeeld hieronder ziet u het verschil tussn het linkse en het middelste plaatje. Vooral bij iconen op een beeldscherm zult u vaak die transparantie waarderen, als had u het misschien nog niet eens opgemerkt. Als al die icoontjes op het scherm niet transparant waren zou dat er niet fraai uit zien.

JPEG Compressie

Apart besteden wij aandacht aan de JEPEG compressie, omdat daarbij informatie uit het beeld wordt vernietigd. Deze techniek berekent, bij het verkleinen of vergroten van een oorspronkelijk beeld, de nieuwe pixels uit een gemiddelde van de omringende pixels. Dat kan tot hinderlijke effecten leiden. Zie het plaatje hieronder. Het is gemaakt uit een bitmap van twee zwarte en twee rode figuren, op een achtergrond van een netwerk van kleine grijze blokjes. De lijnen zijn oorspronkelijk een pixel breed. In het linkse beeldje ziet u het transparante plaatje, zoals dat oorspronkelijk is gemaakt. In het midden staat een zelfde plaatje, waarin de achtergrond wit is genaakt. Maar ook dat is als bitmap vastgelegd. Het rechtse plaatje is met JPEG gecomprimeerd, en u ziet wat er gebeurt. Omdat hierbij voor het bepalen van de kleur de pixels uit de omgeving volgens een bepaalde rekentechniek worden meegenomen krijgen allerlei pixels een onjuiste kleur, en gaat er ook scherpte verloren.

Iedere keer dat u zo'n JPEG plaatje bewerkt en opnieuw vastlegt, gaat de verandering een stap verder, en na veel veranderingen, opslaan en weer terughalen voor een volgende verandering blijft er op den duur niet veel over. Als u kunt kiezen, kies dan nooit een grotere compressie dan 20%.

Samenvatting

Wanneer u met het bovenstaande in gedachten de plaatjes in uw rapporten en programma's opslaat en verwerkt, zult u zich hopelijk wat minder vaak hoeven te ergeren aan kwaliteit, informatieverlies of kleurveranderingen. Met dit doel is dit stuk geschreven. Kritiek is welkom, en suggesties voor aanvullingen of verbeteringen zullen graag worden geaccepteerd.

Succes!