Was bedeutet "Farbtiefe"?

08.02.2006 09:00:00
Wie sich die Primärfarbe in einzelne Farbstufen zerlegt, warum 8 Bit wichtig und was der Unterschied zwischen High und True Color ist ...

Der Begriff "Farbtiefe" wird vor allem in der Computergrafik und der Digitalfotografie verwendet und bezieht sich auf den Aufbau von Rastergrafiken sowie deren Darstellung. Denn für die professionelle Farbbildverarbeitung von Druckdaten sollte ein Monitor mit mindestens 24 Bit Farbtiefe eingesetzt werden. Und beim Scan oder in der Bildbearbeitungssoftware spielt die Farbtiefe als Wert eine wichtige Rolle für die Angabe der beinhalteten Farbabstufungen.

Farbtiefe am Monitor

Ein Bild besteht bekanntlich aus vielen einzelnen Bildpunkten und jeder einzelne Punkt des Bildes kann eine eigene Farbe darstellen. Dabei bedient sich die Monitortechnik des additiven Farbmischgesetzes. Durch Mischung von 100 % Rot, 100 % Grün und 100 % Blau erhält man Weiß. Umgedreht ergibt sich beim Fehlen der drei Farbwerte ein Schwarz. Jeder Monitor ist durch eine Vielzahl von Pixeln aufgebaut, die jeweils diese drei Farben wiedergeben können. Pro Pixel am Bildschirm werden also drei gespeicherte Farbinformationen miteinander kombiniert, um den gewünschten Farbton darzustellen. Gespeichert wird diese Farbangabe durch sogenannte Bits. Je mehr Bits man für einen einzelnen Bildpunkt zur Verfügung hat desto mehr Farbtöne können für den Pixel unterschieden werden. Die technischen Gegebenheiten unserer Monitore erlauben dabei eine Tiefe von derzeit maximal 8 Bit pro Pixel. Da jedes Bit nur zwei Zustände (0 und 1) besitzen kann ergeben sich daraus insgesamt 256 Abstufungen der Farbwerte (28). Bei drei Farbwerten ergibt das 256 x 256 x 256 Abstufungen = 16,7 Millionen mögliche Farben (Berechnung: (28)3 = 224 = 16,7 Millionen). Die Farbtiefe eines Monitors gibt also darüber Aufschluss, wie viele Farben der Monitor insgesamt darzustellen in der Lage ist.

Unter dem Begriff Farbtiefe versteht man die Anzahl der pro Pixel zur Verfügung stehenden Bits zur Speicherung der Farbinformationen. Die Anzahl der möglichen Farbtöne berechnet sich wie folgt: NFarbtöne = 2Farbtiefe

High Color oder True Color?

Bei 24 Bit Farbtiefe, also drei Farbwerten (R, G und B) mal 8 Bit (3x8=24), kann der Monitor also 16,7 Millionen Farben darstellen. Diese Darstellung nennt man auch True Color. Demgegenüber stehen die sogenannten High Color-Bildschirme, die nur 16 Bit Farbtiefe (Rot: 5 Bit, Grün: 6 Bit, Blau: 5 Bit) aufweisen und damit gerade einmal 65.500 Farben (2 hoch 16) darstellen können. Sie reduzieren bei der Darstellung auf dem Monitor durch die verringerte Bitzahl die Farbdaten, wodurch es zu verstärkten Farbdarstellungsfehlern gegenüber dem endgültigen Druckprodukt kommen kann. Hauptsächlich für 3D-Anwendungen finden sich aber neben diesen beiden Darstellungstypen auch Grafikkarten auf dem Markt, die True Color plus zusätzlichem Alphakanal auf den Monitor übertragen können. Sie besitzen 32 Bit Farbtiefe und berechnen rechenintensive Darstellungen durch zusätzlichen Speicherplatz wesentlich schneller. Allerdings sind auch 32 Bit-Grafikkarten durch die technischen Beschränkungen der Monitore nur in der Lage, 16,7 Millionen Farben wiederzugeben - trotz höherer Farbtiefe. Dennoch reicht diese Farbenvielfalt weitestgehend aus, will man mit den Monitoren professionelle Farbbildbearbeitung von für den Druck vorgesehenen Dateien durchführen.

Name

Farbtiefe

Anzahl darstellbarer Farben

High Color

16 Bit
(Rot 5 Bit, Grün 6 Bit, Blau: 5 Bit)

216 = 65.536

True Color

24 Bit
(Rot 8 Bit, Grün 8 Bit, Blau: 8 Bit)

224 = 16.777.216

True Color mit 8-Bit-Alphakanal

32 Bit
(RGB mit je 8 Bit + Alpha-Kanal)

224 = 16.777.216

Farbtiefe bei Scan und Bildbearbeitung

Neben der Farbtiefe eines Monitors kann die Farbtiefe aber auch nur die Feinheit der Abstufung innerhalb eines Farbkanals - unabhängig von der letztendlichen Darstellung - angeben. Die Farbtiefe kann also auch Aufschluss darüber geben, wie hoch die Anzahl der Farbstufen sind, in welche die Farbe eines Farbraums (z.B. RGB oder CMYK) von der Scan- oder Bildbearbeitungssoftware zerlegt wird. Denn beim Scan lässt sich mit einem guten Scanner eine Farbtiefe von bis zu 48 Bit erreichen. Diese hohen Farbwerte benötigt man - obwohl eigentlich weder im Druck noch auf dem Bildschirm darstellbar -, um Verluste bei der Nachbearbeitung, wie der Tonwertkorrektur, abzufangen. Je höher die Farbtiefe daher beim Scan ist, umso weniger Verluste erlangt man bei der Korrektur des Bildes. Allerdings sollte man beachten, dass nur einige wenige Programme mit 48 Bit Dateien umgehen können. Photoshop Elements beispielsweise kann 48 Bit-Dateien nicht öffnen. Adobe Photoshop hingegen ist dazu in der Lage.

Speicherformate

Zudem können auch nur wenige Bildformate 48-Bit-Bilder wirklich speichern. So sind als JPG oder GIF nur 24 Bit möglich, die noch dazu einer Kompression und damit einem Verlust unterworfen sind. TIF hingegen speichert u.a. im verlustfreien Kompressionsverfahren LZW auch 48 Bit-Bilder problemlos. Wer deshalb Scans für den späteren hochwertigen Druck herstellen möchte, der sollte diese mit möglichst hoher Farbtiefe durchführen und sie als TIF abspeichern.

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