Die richtige Scan-Auflösung

04.01.2006 09:00:00
Wie viel Auflösung, welche Größe und welchen Qualitätsfaktor benötigt ein Scan? Was Sie beachten und im Vorhinein wissen sollten ...

Das Dilemma beim Scannen ist das richtige Maß zwischen der Qualität, d.h. der Auflösungsfeinheit, und dem hierzu notwendigen Speicherplatz zu finden. Um so detailgenau wie möglich und so platzsparend wie nötig arbeiten zu können, muss aber bereits vor dem Scan die Art der Bildausgabe weitgehend bekannt sein. Denn nur der letztendliche Verwendungszweck, dessen Auflösung, Farbigkeit und Größe lassen Rückschlüsse auf die Scanauflösung und den dabei zu einzustellenden Qualitätsfaktor zu.

Scanner-Typen

Will man Bilder zur Nach- oder Verarbeitung im Grafikprogramm digitalisieren ist hierzu ein Scanner notwendig, der die analogen Informationen des Bildes nach Vorgaben des Nutzers digitalisiert und speichert. Der Scanner kann dabei als das "Auge des Computers" betrachtet werden. Denn sowohl Flachbett- als auch Trommelscanner, die beiden hauptsächlich verwendeten Scanner-Typen, arbeiten dabei mit unterschiedlich konzipierten Abtastoptiken, die analoge Lichtenergien in elektrische Energien umwandeln. Verwendet man zum Scan einen Flachbettscanner, so beleuchtet dieser die auf seiner Glasscheibe liegende Vorlage und erfasst sie Zeile für Zeile nacheinander. Der Trommelscanner hingegen tastet die Vorlage mit Hilfe eines einzelnen Punktes spiralförmig ab und ist deshalb in der Lage, noch genauere Abtastungen vorzunehmen.

Auflösungen der Scanner

Die meist in den Grafikbüros anzutreffenden Flachbettscanner sind allerdings ebenfalls durchaus in der Lage, hervorragende Scanergebnisse zu liefern. Hierbei ist jedoch weniger die häufig als Verkaufsargument angegebene sogenannte "interpolierte Auflösung" ausschlaggebend, als vielmehr die "optische Auflösung". Denn die interpolierte Auflösung ergibt sich nur durch die Berechnung zusätzlicher Zwischenwerte und bringt kaum eine verbesserte Qualität. Beide Werte werden oft in dpi (dots per inch = Bildpunkte pro Zoll) angegeben, obwohl fachlich richtig ppi (ppi = points per inch) angegeben werden müsste. Dies ist korrekter, da ein Pixel immer einen Grauwert und drei Grundfarbwerte enthält. Flachbettscanner verfügen in der Regel über 1200 oder 600 ppi, oft eben auch als dpi angegeben, bei Diascannern können auch 2700 ppi der Fall sein. Scannt man also ein Bild mit einem Scanner mit 600 ppi optischer Auflösung, teilt dieser bei der Abtastung ein Quadrat mit 1 Zoll (=2,54 cm) Kantenlänge in 600 mal 600 Zellen (Pixel) auf.

Scanauflösung vs. Druckauflösung

Beachten Sie allerdings, dass die durch einen Scan erfolgte Abtastung des digitalen Bildes nicht der letztendlichen Auflösung des auszugebenden Bildes entspricht. Diese wird von LASERLINE wie folgt empfohlen:

Auflösung / Pixel-Daten
300 ppi empfohlene Mindestauflösung
350 ppi optimal für 70er Raster
400 ppi optimal für 80er Raster
1.200 ppi optimal Strichscans
Auflösung grundsätzlich auch kontrastabhängig.

Die Scanauflösung zur Digitalisierung des Bildes ist hingegen abhängig von dem zu verwendenden Raster, dem Vergrößerungsfaktor und der letztendlich gewünschten Qualität. Sie muss deshalb nach anderen Kriterien und Berechnungsgrundlagen, die im Folgenden erläutert werden, berechnet werden.

Viele Scanprogramme bieten heutzutage an, dass Sie nur die gewünschte Endgröße und Bildendauflösung eingeben. In diesem Fall nutzen Sie bitte die oben angegebenen Richtwerte.

Vorlagen- und Scanarten

Bietet Ihr Scanprogramm nicht die Möglichkeit, die einzelnen Werte anzugeben, müssen Sie allerdings nach anderen Kriterien vorgehen. Hierbei ist es wichtig, schon die Unterschiede der Vorlagen zu beachten. Man unterscheidet dabei zwischen drei Arten von Scans: Digitalisierung von Strichzeichnungen, Graustufenvorlagen oder Farbscans. Unter Strichzeichnungen versteht man Vorlagen, die nur eine Farbe (schwarz) aufweisen. Deshalb nennt man diese Vorlagen oft auch Schwarz/Weiß-Vorlagen. Es sind keinerlei Schattierungen auf diesen Bildern vorhanden, so dass bei der Digitalisierung eine Farbtiefe von 1 Bit ausreichend ist. Texte, Schriften und Tuschezeichnungen gehören zu dieser Art von Vorlagen. Zu den Graustufenvorlagen gehören hingegen auch die sogenannten Schwarz-Weiß-Fotografien. Sie besitzen Abstufungen der Grauwerte und sollten deshalb in der Regel mit den von den meisten Scannern angebotenen 256 Graustufen (oder 8 Bit) digitalisiert werden. Höhere Werte sind nur dann notwendig, wenn Sie das Originalbild später auf dem Rechner noch nachbearbeiten möchten. Da allerdings PostScript wie auch Tiff nicht mehr als 8 Bit unterstützen, wird entweder im Bildbearbeitungsprogramm oder spätestens bei der Belichtung die Farbtiefe wieder zurückberechnet. Deshalb sollten Sie sich im Vorfeld überlegen, welche Anzahl an Graustufen Sie zum Scannen wirklich benötigen. Die dritte und am häufigsten verwendete Scanart ist die Digitalisierung von Farbvorlagen. Bei ihnen, wie auch den anderen Vorlagenarten, sollte man bereits im Vorfeld die Ausgabeart berücksichtigen, will man nicht Unmengen an Speicherplatz durch das digitalisierte Bild verbrauchen.

Scanner-Vorgaben berechnen bei Strichvorlagen

Da Strichvorlagen nur aus einer aufzunehmenden Farbe, nämlich Schwarz bestehen und pixelweise in das Ausgabegerät umgesetzt werden sollen, ist für die Scannerauflösung die maximale Auflösung des Ausgabegeräts zu empfehlen. LASERLINE empfiehlt allerdings, um die Datengröße der digitalisierten Datei nicht zu groß werden zu lassen, ein Maximum von 1200 ppi. Um Speicherplatz zu sparen lassen sich Strichvorlagen zudem im Anschluss mit etwas Aufwand vektorisieren.

Scanner-Vorgaben berechnen bei Farb- und Graustufenbildern

Zur Berechnung der richtigen Scannerauflösung bei Farbbildern und Graustufenvorlagen gelten die gleichen Voraussetzungen. Allerdings sollten Sie bei Graustufenbildern immer beachten, wie viele Graustufen das Ausgabegerät tatsächlich wiederzugeben in der Lage ist. Da ein Drucker die Farbe "Grau" nicht wiedergeben kann, muss er seine Farbe Schwarz so aufteilen, dass daraus für den Betrachter ein Grau entsteht. Dabei verteilt der Drucker in einer sogenannten Rasterzelle seine schwarzen Punkte so, dass auf dem späteren Druckerzeugnis ein Grau wahrgenommen wird - das Bild wird in unterschiedlich große Rasterpunkte aufgeteilt. Je größer die Auflösung eines Druckers dabei ist, desto mehr Rasterpunkte und damit auch "Grauabstufungen" kann er darstellen. Was aber bedeutet das für den Scan? Die Auflösung des Scans bei einer Graustufenvorlage errechnet sich mit Hilfe der tatsächlich später darstellbaren Graustufen, denn je höher die Graustufen, desto geringer wird die Auflösung. Die Berechnungsformel lautet wie folgt:

Scannerauflösung = (Ausgabeauflösung / Wurzel aus der Summe der darstellbaren Graustufen) * (Größe des Bildes im Ausdruck / Größe des Originals) * Qualitätsfaktor

Die Formelzeile "(Ausgabeauflösung / Wurzel aus der Summe der darstellbaren Graustufen)" ergibt dabei die Rasterweite. Sie wird in diesem Fall in Lines per Inch (lpi) angegeben, um in der von Scannern verwendeten Maßeinheit zu bleiben. Wollen Sie daher an dieser Stelle alternativ die gewünschte Rasterweite einsetzen, berechnen Sie das Raster (z.B. 80er) mal 2,54, um in lpi weiter agieren zu können:

Scannerauflösung = Rasterweite * Größenfaktor * Qualitätsfaktor

Ein Beispiel verdeutlicht die Rechnung: Wollen Sie eine Vorlage für einen Drucker wie die bei LASERLINE eingesetzte Offsetdruckmaschine Heidelberg Speedmaster (2400 dpi Auflösung) mit 256 darstellbaren Graustufen doppelt so groß mit guter Qualität einscannen, so errechnet sich die Scanauflösung, indem Sie 2400 durch 16 teilen (Wurzel aus 256). Es ergeben sich 150 lpi, was einem 60er Raster (150 / 2,54) entspricht. Multiplizieren Sie dieses Ergebnis mit 2 (doppelte Auflösung) und nochmals mit dem Qualitätsfaktor 2. Es ergibt sich ein Wert von 600 ppi für die Scanauflösung, der natürlich für die Weitergabe an die Druckerei dann wieder heruntergerechnet werden kann bzw. durch Skalieren des Bildes sich verändert.

Keine krummen Werte nutzen

Oft ergeben sich aber auch "krumme" Werte, die beim Scannen automatisch interpoliert, also "geradegerechnet" werden. In diesem Fall sollten Sie die so errechnete Scanauflösung immer ein wenig auf- oder abwärts runden. Als "Rundungsfaktor" empfiehlt es sich, einen Wert zu nehmen, durch den Sie die maximale optische Auflösung Ihres Scanners ohne Rest teilen können. In unserem Fall ergeben sich jedoch als runde Zahl 600 ppi, da 2400 dpi durch 600 gleich 4 ist. Der Scanner muss in diesem Fall nicht mehr interpolieren. In jedem Fall sollten Sie aber lieber in einer höheren Auflösungsfeinheit Ihre Bilder scannen, als später beim Skalieren des Bildes an Qualität zu verlieren. Deshalb empfiehlt LASERLINE auch eine Mindestauflösung von 300 ppi, will man jedoch im 70er Raster drucken, empfehlen wir mindestens 350 ppi und für ein 80er Raster sind 400 ppi als Minimum angebracht.

Der Qualitätsfaktor

Was aber verbirgt sich hinter dem mysteriösen Wert des Qualitätsfaktors, der auch in den diversen Scan-Programmen als einzustellender Wert immer wieder anzutreffen ist? Dieser Faktor hängt eng mit der Rasterweite des Ausgabegeräts zusammen. Denn bei der digitalen Rasterung während der Digitalisierung des Bildes kommt es produktionsbedingt immer zu Informationsverlusten. Einer Theorie der beiden Herren Nyquest und Shannon zufolge kann dieser Informationsverlust nur dadurch ausgeglichen werden, indem man die Rasterweite verdoppelt. Um daher die beste Bildqualität bei der späteren Ausgabe zu erhalten, sollte man die errechneten Werte mit dem sogenannten "Qualitätsfaktor" 2 multiplizieren. Nutzt man Werte darunter, so sind meist bei genauer Betrachtung die Pixelmuster zu erkennen.

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