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Warum JPEG-Kompression nicht des Teufels ist

Ja, das Bildformat JPEG ist komprimiert. Ja, dabei geht Information verloren. Aber das ist viel weniger schlimm als manche glauben. Hier erfährst du, warum.

Zu meinem Beitrag «RAW vs. JPEG» fand ein Mister Anonymous:

Ein wesentlicher Nachteil am JPEG sollte aber noch beleuchtet werden. Das Format verwendet eine Kompression die nicht verlustfrei ist. Jedes Öffnen und erneute Abspeichern verändert die Daten und verschlechtert somit das Bild.

Er erntete damit viel Zustimmung. Ich stimme dem rein theoretisch auch zu, bin aber der Meinung, dass dieses Problem in der Praxis nicht wichtig ist. Lass mich erklären, weshalb.

Was ist besser: <strong>RAW oder JPEG?</strong>
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Was ist besser: RAW oder JPEG?

Kompression ist nicht per se böse

Zuerst ein paar Worte ganz grundsätzlich zu Kompression. Ich stelle immer wieder fest, dass viele Leute eine panische Angst vor allem haben, was irgendwie komprimiert ist. Sie glauben zum Beispiel, dass drei Viertel der Informationen futsch sind, wenn eine Datei nur noch einen Viertel des Platzes braucht. Das ist falsch. Kompression funktioniert eher so, dass der Algorithmus nur dann etwas mitteilt, wenn es tatsächlich was zu sagen gibt.

Stark vereinfachtes Beispiel: Wir haben einen Bildblock, der aus 3x3 Pixel besteht. Alle Pixel sind weiss. In einem unkomprimierten Dateiformat wie z.B. BMP wird dieser Block so beschrieben:

  • Das erste Pixel der ersten Zeile ist weiss
  • Das zweite Pixel der ersten Zeile ist weiss
  • Das dritte Pixel der ersten Zeile ist weiss
  • Das erste Pixel der zweiten Zeile ist weiss
  • Das zweite Pixel der zweiten Zeile ist weiss
  • Das dritte Pixel der zweiten Zeile ist weiss
  • Das erste Pixel der dritten Zeile ist weiss
  • Das zweite Pixel der dritten Zeile ist weiss
  • Das dritte Pixel der dritten Zeile ist weiss

Dasselbe lässt sich auch kürzer sagen:

Dieser Bildteil ist weiss.

Wenn jedes Pixel eine andere Farbe hat, muss das natürlich auch im komprimierten Format im Detail aufgeführt werden. Aber nur dann. Das ist der Unterschied. Kompression beschreibt ein Bild flexibel, je nachdem wie viel Information nötig ist. Bei unkomprimierten Formaten wird ganz stur einfach jedes Pixel separat definiert. Im Audiobereich ist es ähnlich: Eine unkomprimierte Audio-Datei benötigt pro Minute immer gleich viel Platz, egal ob totale Stille herrscht oder komplexe Orchestermusik zu hören ist. Bei MP3 dagegen sind die Dateigrössen in den beiden Fällen unterschiedlich.

Problematisch wird die Kompression, wenn du sehr stark komprimierst. Dann fängt der Kompressions-Algorithmus an, auch Dinge zusammenzufassen, die er eigentlich trennen müsste, so im Stil von «diese neun Pixel mit verschiedenen Farben sind im Durchschnitt alle graubraun».

Kamera-JPEGs sind qualitativ hochwertig

Der wahrnehmbare Qualitätsverlust bei der Komprimierung ist nicht linear. Er verläuft eher so:

Das bedeutet, dass man bis etwa zum eingekreisten Bereich ziemlich schmerzlos komprimieren und damit eine Menge Datenvolumen einsparen kann. Bei sehr starker Komprimierung dagegen verursacht jedes zusätzlich eingesparte Kilobyte sichtbaren Schaden.

Die JPEGs, die aus deiner Kamera herauskommen, sind allesamt im hohen, praktisch nicht sichtbaren Bereich angesiedelt. Das gilt auch für die schlechteren Qualitätsstufen. Kein Kamerahersteller ist so blöd, verkrüppelte Bilder zu speichern und dabei gar nicht einmal viel Platz zu sparen.

Neu speichern bringt eh Qualitätsverlust

Bei der Bearbeitung eines Bildes geht naturgemäss viel Information verloren, egal ob man Kompression verwendet oder nicht. Bei manchen Vorgängen wie dem Beschneiden eines Bildes ist das völlig klar. Aber auch beim Drehen eines Fotos, etwa um den Horizont zu begradigen, verliert das Bild an Schärfe. Denn jedes Pixel muss ein wenig verschoben werden und passt dann nicht genau in das rechtwinklige Raster, das das Bildformat den Bildinformationen vorschreibt. Nur 90-Grad-Drehungen sind verlustfrei, weil jedes Pixel genau in den Platz des Pixelrasters passt.

Was soll die Software bei dieser Pixeldrehung tun? Ohne Informationsverlust geht das nicht.

Ich habe das mal anhand eines extremen Beispiels durchprobiert. Das folgende Bild wurde 18 Mal gedreht und immer wieder neu abgespeichert. Mit dem letzten Dreh wurde es wieder wie ursprünglich ausgerichtet, das Bild hat also eine 360-Grad-Drehung hinter sich.

Das ist das Originalbild. Wobei unsere Website die Bilder nach dem Hochladen automatisch komprimiert. Das heisst, dass Bild auch nicht so ganz original ist. Aber man sieht den Unterschied trotzdem sehr gut.

Nach 18 Mal neu überschreiben mit verlustfreiem Tiff ist dann jegliche Schärfe weg:

18 Mal neu überschrieben mit komprimiertem JPEG:

Zugegeben: das JPEG sieht bei genauem Hinsehen noch schlechter aus als das Tiff (vor allem die Farbabstufungen im Himmel). Aber auch das Tiff sieht echt schlecht aus. So schlecht, dass es dann irgendwie auf die zusätzlichen Mängel beim JPEG auch nicht mehr drauf ankommt.

Neu abspeichern musst du meist gar nicht

Natürlich wirst du ein Bild niemals 18 Mal neu abspeichern. Stattdessen wirst du das Original behalten und von diesem neu anfangen, wenn du merkst, dass du mit der Bearbeitung auf dem Holzweg bist.

Genau das tun die meisten heutigen Bildbearbeitungsprogramme sowieso. Das Original wird im Hintergrund behalten, und wenn du deine Einstellungen bezüglich Helligkeit, Kontrast etc. veränderst, wird das immer vom Original neu berechnet. Von der simplen Foto-App auf dem iPhone bis zu Adobe Photoshop Lightroom funktioniert das fast immer so. Das nennt sich «nichtdestruktive Bildbearbeitung».

Der gute alte Photoshop hat mittlerweile 27 Jahre auf dem Buckel, was man dem Grundkonzept der Software anmerkt. Auch dort gibt es aber schon seit längerem verschiedene Möglichkeiten zur nichtdestruktiven Bearbeitung. Die wichtigste davon sind die Einstellungsebenen.

Wenn du aus dem Menü «Ebene» den Punkt «Neue Einstellungsebene» aufrufst, kann du eine bestimmte Einstellung wie zum Beispiel die Belichtung als Ebene speichern. Die Regler kannst du dann beliebig oft ändern, ohne dass das Originalbild verändert wird. Dafür musst du das Bild aber als Photoshop-Dokument (.psd) abspeichern und daraus dann ein JPEG exportieren, wenn du das Bild im Internet teilen willst.

Zusammenfassung

  • Die JPEGs die aus einer Kamera herauskommen, haben kaum jemals sichtbare Qualitätsmängel. Sie werden «behutsam» komprimiert.
  • Auch unkomprimierte Formate sind beim erneuten Abspeichern nicht vor Informationsverlust geschützt.
  • Wiederholtes Speichern in einem komprimierten Format ist in der heutigen Bildbearbeitung sowieso meist unnötig und unüblich.

Daraus folgt die völlig überraschende Erkenntnis: JPEG ist keine Ausgeburt der Hölle.

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User
Durch Interesse an IT und Schreiben bin ich schon früh (2000) im Tech-Journalismus gelandet. Mich interessiert, wie man Technik benutzen kann, ohne selbst benutzt zu werden. Meine Freizeit ver(sch)wende ich am liebsten fürs Musikmachen, wo ich mässiges Talent mit übermässiger Begeisterung kompensiere.

18 Kommentare

3000 / 3000 Zeichen

User m@Xist

Was in diesem Artikel gänzliche vergessen wird, ist die Tatsache, dass bei RAW die Belichtung noch um ein paar Blendenzahlen quasi verlustfrei kompensiert werden können. Dasselbe gilt für den Weissabgleich, etc.
Auch als längjähriger Fotograf stelle ich doch immer wieder fest, dass die Belichtung nicht ganz passt, und bin deshalb froh, RAW zu haben. In 80 - 90 % der Fälle tun's die JPG aber. Insbesondere bei Fuji bin ich ob der JPG sehr zufrieden und muss nicht erst noch manuell den "Fuji-Look" herzaubern.

22.12.2017
User xazax

Dies wurde ja schon im Artikel RAW vs. JPEG behandelt.

29.12.2017
Antworten
User alain1989

Jared Polin does not approve this message :D

22.12.2017
User Qwertz

Der grosse Nachteil von JPEG gegenüber RAW ist, dass doch einige Farbinformationen verloren gehen, was man beim Bearbeiten je nach dem merkt.

22.12.2017
User MakeAppsNotWar

Wenn du schwere Bearbeitung an deinen Bildern machen willst, solltest du ganz klar zu RAW gehen. Kleine Önderungen und die Publination rwicht aber lange mit Komprimierung

23.12.2017
Antworten
User cellocall

Fakt ist, dass ein Kamera-internes JPEG selbstverständlich aus dem Kamera-RAW erzeugt wird/wurde! Es ist primär ja auch dazu gedacht, dass eben eine JPEG-Datei NICHT mehr weiterverarbeitet wird! Ich habe also mit dem JPEG bereits mein 'fertiges' Bild.

22.12.2017
User fumo

Das Zitat wird im falschen Kontext dargestellt um die Rechtfertigung glaubhafter zu machen. Der Verfasser sagt ja "Jedes Öffnen und erneute Abspeichern verändert die Daten und verschlechtert somit das Bild." Das ist nun Mal Fakt und hat nichts mit der ersten Kompression zu tun.

22.12.2017
User MakeAppsNotWar

Klar, aber wer spiechert sein Bild 20mal ab?

23.12.2017
User fumo

Jeder der nicht weiss dass es dadurch Qualitätsverluste gibt.

23.12.2017
Antworten
User Blackneron

Man sollte erwähnen, dass es ausser JPG noch PNG, GIF und andere Formate gibt und zuerst das geeignete Format für ein jeweiliges Bild und dessen Anwendungszweck ermittelt werden sollte BEVOR etwas komprimiert wird. Es gilt auch zwischen Kompression MIT und OHNE Qualitätsverlust zu unterscheiden.

23.12.2017
User Anonymous

Ein Detail das übersehen wurde: RAW speichern typischerweise nur ein Wert pro Pixel. Über dem Sensor liegt ein Bayer Filter. Somit wird schonmal 75% gespart.
Für ein jpeg muss für jeden Pixel die gesamte Farbinformation gespeichert werden.
Plus whitebalance, sharpening und denoising, evtl schlecht

23.12.2017
User Softloader

"Aber das ist viel weniger schlimm ist als manche glauben." Das 2te "ist" sollte wohl nicht dort stehen. :)

23.12.2017
User David Lee

Danke, ist korrigiert.

24.12.2017
Antworten
User printedmatter2

ich kann nicht nachvollziehen, wie es beim öffnen und speichern eines unkomplizierten TIFF zu schärfeverlusten kommen soll. sofern das Bild nicht weiter bearbeitet oder halt doch komprimiert abgespeichert wird. was leider auch im tiff Format möglich ist.

02.01.2018
User d.buergy

TIFF wird verlustfrei komprimiert

05.01.2018
User printedmatter2

nicht gezwungenermassen, nein. leider erlaubt photoshop undinnigerwrise auch eine verlustbehaftete kompression. was wenig sinn macht.
meine frage ist eine andere: wenn ich verkustfrei tiff speichere, dann kann ich beliebig häufig speichern, ohne dass das bild unschörfer würde.
ich würde gerne erfahren, wie der autor zu seiner aussage kam.
ich bin seit photoshop 2.0 mit dabei...

06.01.2018
User d.buergy

Ja stimmt leider, aber wer diese Option benutzt ist selber schuld " This is bad software engineering: that
information should be treated as private to the JPEG codec
(compressor/decompressor). " Wer TIFF komprimieren will soll LZW benutzten. Doch diese Option wird nicht durchgehend unterstützt da lizenzbehaftet. Dekomprimierung von LZW ist Lizenz frei. Also OK für Archivierung.

08.01.2018
Antworten
User alshain

"Problematisch wird die Kompression, wenn du sehr stark komprimierst. Dann fängt der Kompressions-Algorithmus an, auch Dinge zusammenzufassen, die er eigentlich trennen müsste"

Ich denke es wäre gut, wenn man auf verlustbehaftete vs nicht-verlustbehaftete Komprimierung eingehen würde.

14.01.2018