Vektorgrafik oder Pixelbild?

25.01.2006 09:00:00
Unterschiede sowie Vor- und die Nachteile zwischen den beiden Bildarten und wofür man sie jeweils am besten im Publishing einsetzt ...

Bei Computerbildern existieren im Grunde nur zwei Arten: Pixelbilder, auch Bitmap genannt, und Vektorgrafiken. Pixelbilder sind dabei digitalisierte Bilder, die von einer externen Quelle in den Computer übertragen wurden. Vektorgrafiken hingegen werden als digitale Reinzeichnungen oder durch Vektorisierung (Tracing) erst im Computer erzeugt. Beide Bildarten haben ihre Vorteile, beide aber auch ihre Nachteile. Deshalb werden sie im Computergrafikbereich unterschiedlich eingesetzt.

Bilder im Computer

Ein Computer ohne Bilddarstellung wäre in der heutigen Zeit nicht mehr vorstellbar. Ohne Bilder wäre das Rechenhirn bis heute nur ein Spielzeug für Wissenschaftler mit mathematischen Formeln geblieben. Doch schon zu Zeiten der ersten Heimcomputer versuchten findige Tüftler den nur Schriftzeichen darstellbaren Maschinen Bilder zu entlocken - Pixel für Pixel und aus dem ASCII-Zeichensatz zusammengestrickt. Heute können Computer beliebige Bilder darstellen, von einfachen Strichen bis hin zu hochkomplexen Fotografien. Dabei nutzt zumindest der Monitor noch immer den Aufbau Pixel für Pixel. Und auch die für Fotografien genutzten Pixelbilder basieren auf dieser Vorgehensweise. Daneben können inzwischen aber auch Vektorgrafiken auf dem Monitor dargestellt werden. Doch worin liegt der Unterschied?

Pixelbilder

Das Wort Pixel entstand aus den beiden englischen Worten "picture" und "element", ein "Bildelement" also. Pixel sind die kleinste Einheit eines Bildes bei der Darstellung wie beim Druck. Reiht man eine Menge dieser Pixel zusammen, so entstehen bei kleinstmöglicher Wiedergabe der Pixel Bildeelemente und der Eindruck eines dargestellten Objekts. Das menschliche Auge kann ab einer gewissen Pixelgröße nämlich den bei der Aneinanderreihung der Elemente entstehenden Treppeneffekt (="Aliasing") nicht mehr erkennen. Jedes einzelne Pixel enthält dabei jeweils seine Farbinformation und speichert seine Position innerhalb des Bildes. Abhängig von der möglichen Anzahl von Farben im Bild muss daher für jedes Pixel ein Speicherplatz reserviert werden. Ein Schwarz-Weiß-Bild benötigt so nur ein Bit pro Pixel an Speicher, wohingegen ein Bild mit 256 Graustufen für jedes Pixel 8 Bit  benötigt. Je mehr Farbtiefe und je größer das Bild ist, umso höher wird also der Speicherbedarf eines Pixelbildes. Ein Beispiel zeigt dies: Ein 1200 x 1600 Pixel großes Bild mit 24 Bit (True Color) Farbtiefe benötigt 1200 x 1600 x 24 = 46080000 Bit. Das sind rund 5,5 MB. Als Speicherformate kommen alle Bitmap-Formate in Frage, z.B. Tiff (ohne Komprimierung) oder JPEG (mit Kompression).

Bitmapbilder und Auflösung

Ein solches Pixelbild lässt sich auch mühelos von Hand erstellen: Malen Sie hierzu einfach kariertes Papier Kästchen für Kästchen mit unterschiedlichen Farben aus. Jede Farbe bekommt dabei je nach Motiv für jede Informationseinheit ("bits") einen festen Platz auf der "Karte" ("map") des Papiers. Aus diesem Grund werden Pixelbilder auch Bitmaps genannt. Je weiter Sie das so entstandene Bild von sich weg halten, um so glatter wirken die treppenförmigen Kanten der Kästchen. Je größer aber die Pixel, desto größer ist auch der sogenannte Aliasing-Effekt - man sieht die Treppen. Je höher aber die Auflösung ist, also je kleiner die Kästen/Pixel werden, umso mehr Kästchen passen auf das Bild und umso weniger Treppen erkennt das menschliche Auge. Man verändert dabei die Auflösung. Verringert man die Auflösung eines Bildes, wird auch sein Speicherplatzbedarf geringer. Jedoch wird das Bild dabei auch unschärfer oder "pixeliger". Auch beim Skalieren tritt dieser Effekt auf, denn wird ein Pixelbild vergrößert, werden nur die einzelnen Pixel vergrößert - die Auflösung verringert sich.

Vektorgrafiken

Anders ist das bei Vektorgrafiken. Dabei handelt es sich um die mathematische Umrechnung von Linien und Kurven in sogenannte Vektoren. Kreise, Rechtecke und Kurven werden dabei als geometrische Objekte betrachtet, von denen nur die "Ankerpunkte" und deren Definitionen (Dicke, Farbe, Füllung, Position) gespeichert werden. Kurven werden hingegen durch sogenannte "Bezierkurven" definiert. Diese errechnen sich aus zwei Kurvenpunkten und zwei Tangenten, deren Länge und Lage über den Kurvenverlauf entscheidet. Je weniger Kurven- und Ankerpunkte eine Vektorgrafik nutzt, umso "sauberer" wird die Darstellung und umso geringer der Speicherplatz. Durch diese Art der Darstellung ist es zudem möglich, Vektorgrafiken ohne jeglichen Verlust beliebig zu skalieren, denn durch das Skalieren ändert sich nur die Position der Anker- und Kurvenpunkte, nicht jedoch der Verlauf derselben. Der Nachteil einer Vektorgrafik liegt allerdings darin, dass die Darstellungen detailreicher Bilder immer grafisch und nicht fotografisch wirken.

Nutzung von Vektorgrafiken

Vektorgrafiken werden deshalb vor allem bei Schriftzügen, grafischen Logos oder Illustrationen verwendet. Diese klar strukturierten Vorlagen sind als Pixelbilder schnell unansehnlich und müssen dann im Nachhinein vektorisiert werden. das auch "Tracing" genannte Verfahren kann in einigen Spezialprogrammen automatisch erfolgen, jedoch kann es hierbei zu einer stark erhöhten Zahl der automatisch gesetzten Kurvenpunkte kommen, die wiederum die Qualität des Bildes verschlechtern. Hier ist viel Nacharbeit gefragt, weshalb es meist - je nach Vorlage - besser ist, in Programmen wie Macromedia FreeHand, Adobe Illustrator oder CorelDraw die digitale Reinzeichnung von Hand vorzunehmen. Abgespeichert werden die so entstandenen Vektorgrafiken anschließend am besten im .eps-Format, da dieses in der Lage ist, den Linienverlauf zu speichern.

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