Jeder weiß, dass JPEG.webp-Bilder anfällig für Komprimierungsartefakte sind. Dies bedeutet, dass jedes Mal, wenn ein Bild geöffnet (geändert oder nicht) und erneut gespeichert wird, die Tonstruktur des Fotos mit demselben zerstörerischen Verfahren erneut komprimiert wird. Durch die erneute Komprimierung von Dateien gehen immer zusätzliche Details verloren. Jedes Mal, wenn ein JPEG.webp-Bild auf irgendeine Weise angepasst wird, werden diese ursprünglichen 256 Farbstufen neu verteilt und Details gehen verloren.
JPEG.webp-Dateien bieten verschiedene Stufen der Dateikomprimierung, und wiederholtes Bearbeiten und Speichern führt zu einer weiteren Verschlechterung.
Dies ist jedoch die geringste JPEG.webp-Einschränkung.
Erstens ist JPEG.webp ein altes Format, das ursprünglich für eine lange Zeit entwickelt wurde. Eine Gruppe von Fotoexperten (Joint Photographic Experts Group) wurde 1986 zusammengestellt, um sehr große Bilddateien zu verkleinern:
- Anzeige auf alten CRT-Computermonitoren (Cathode Ray Tube) - im Grunde alte Fernsehgeräte ohne Kanal-Tuner
- Effizientes Reisen über das junge (langsame) Internet, das den besten Standards für Rundfunkfernsehen gerecht wird
- Um sie für Größe und Portabilität zu komprimieren. Die erste JPEG.webp-Spezifikation wurde 1992 veröffentlicht und 1994 erneut ratifiziert.
Jetzt, über 25 Jahre später, wird immer noch dasselbe Format verwendet!
Der Preis des Programms
Viele Elemente eines digitalen Bildes werden durch die Komprimierung von JPEG.webp-Dateien geändert. Zwar werden dabei riesige Mengen an Festplattenspeicher gespeichert, aber wichtige andere Teile des Images werden weggeworfen.
Zunächst wird das vollständige RGB-Signal in einen abgekürzten Farbraum umgewandelt, der für analoges Fernsehen verwendet wird und als YCbCr bezeichnet wird. CRT-Anzeigen werden von roten, grünen und blauen Spannungssignalen angesteuert, das Speichern von RGB-Signalen erfordert jedoch redundante Daten. Während die meisten Informationen zur Luminanz (Helligkeit) (Y-Kanal) beibehalten werden, ist der Umfang der beiden Farbkanäle (Rot und Blau) erheblich reduziert.
Im JPEG.webp-Prozess abgeschnittene Highlights sind weiterhin in der RAW-Datei vorhanden.
Ein Original-RGB-Kamerabild (TIFF, PSD) enthält massive Farbniveaus. Viele davon kann das menschliche Auge nicht unterscheiden. Da das Endziel von JPEG.webp Null-Körperfett ist, werden nach Definition einer Basisinterpretation des Bildes und Identifizierung der 256 Farben fast alle „zusätzlichen“ Farben entfernt, sodass nur ein Skelett des Farbbereichs übrig bleibt.
Farben werden als Bittiefe charakterisiert; die Anzahl der winzigen gemessenen Schritte zwischen Vollfarbe und ohne Farbe. Menschen können bei idealer Beleuchtung nur 200 Ebenen jeder Farbe wahrnehmen.
Das Problem
Die Entscheidung darüber, welche Farben eliminiert werden, wird durch eine JPEG.webp-Vorlage für den Ausstecher festgelegt und nicht durch die menschliche Bewertung der Tonstruktur jedes Bildes. JPEG.webp schränkt die Farbe für alle Bilder wahllos ein. Eine Vorlage passt für alle. Überschüssige Informationen werden verworfen.
Grundsätzlich ist die JPEG.webp-Komprimierung eher ein Gewichtsverlust durch Eliminierung von Körperteilen als eine Fettreduktion. eher eine Amputation als eine Diät. Wie ich später erläutern werde, ist die Erstellung einer JPEG.webp-Datei das ideale endgültige Format, jedoch nicht das idealste für die Bildbearbeitung.
JPEG.webp verwendet eine grundlegende Einschränkung des menschlichen Sehvermögens. Wir können mehr Tonalität sehen als einzelne Farben identifizieren. Deshalb sehen wir nur Formen bei schlechten Lichtverhältnissen. Die Grundleuchtkraft bleibt bei JPEG.webps erhalten, aber ein Großteil der Farbe wird heruntergesampelt.
Die nächsten mehrstufigen High-Math-Transformationen in diesem Prozess werden sehr schnell umwerfend. Nehmen wir also an, dass einige sehr komplizierte 8 × 8-Pixelmatrixberechnungen auf der Grundlage der Einschränkungen der visuellen Wahrnehmung stattfinden. Echte optische Täuschung Voodoo ist am Werk, um das "Gewicht" jedes Bildes weiter zu reduzieren. Die Schwachstelle in diesem Programm zur Gewichtsreduktion besteht darin, dass JPEG.webp-Farben in den Glanzlichtern am schwächsten sind und beim erneuten Speichern der Bilder unangenehme Artefakte aufweisen können. Alle diese Komprimierungsberechnungen werden erneut ausgeführt, wenn JPEG.webp-Bilder erneut gespeichert werden.
Die Basis der JPEG.webp-Komprimierung ist eine komplizierte Formulierung mit Blöcken von 8 Pixeln. Die Werte jedes Blocks werden quantisiert und in ähnliche Farben destilliert, um Farbabweichungen zu beseitigen, die das menschliche Auge nur schwer unterscheiden kann.
JPEG.webp-Dateien reduzieren normalerweise die Größe der ursprünglichen PSD- oder TIFF-Datei um 90%, wobei die Bildqualität kaum spürbar beeinträchtigt wird, solange die Größe und der Inhalt der Datei unverändert bleiben. Bilder, die signifikante Bereiche mit ähnlichen Farbtönen enthalten (Himmel, Gebäudeflächen usw.), profitieren am meisten von diesem Dateikomprimierungsformat.
Quantisierung
Dieser JPEG.webp-Standard ist weniger ein Problem mit der Bildauflösung als vielmehr mit der Farbtiefe. Die Anzahl der Pixel wird nicht reduziert, die Anzahl der Farben jedoch. Das "pixelige" Erscheinungsbild wird nicht durch eine verringerte Anzahl von Pixeln verursacht, sondern durch eine Verringerung der Farbqualität dieser Pixel. Der sichtbare Verlust ergibt sich aus Änderungen an der anfänglichen 8 × 8-Pixelmatrix, wenn die bearbeitete Datei erneut gespeichert wird.
1992 war es undenkbar, Bilder mit einer höheren Qualität zu produzieren, als Fernsehgeräte senden konnten, einschließlich der Beschränkung auf 256 Töne und des sRGB-Farbumfangs. 1992 war dies auf dem neuesten Stand der Technik und diente der Industrie viele Jahre lang.
14-Bit-Sensoren können in jedem RGB-Kanal 16.000 Farbpegel erfassen.
Aber dann entwickelte Silicon Valley Kamerabildsensoren und -prozessoren, die mehr als 8-Bit-Bilder verarbeiten konnten. Das bedeutete, dass digitale Hersteller mit dem Bau von Kameras begannen, deren Bilder die doppelte Farbstufe (10 Bit oder 1000 Farbstufen) enthielten.
Als nächstes wurden "Deep-Bit" -Bilder von Adobe in Photoshop aufgenommen, was alles veränderte. Es wurden viel größere Farbräume entwickelt, um diese neu erweiterte Farbtiefe zu unterstützen. (Beachten Sie, dass die Bittiefe lediglich eine Möglichkeit ist, den Bildbereich in viel kleinere Schritte zwischen Nullfarbe und Vollfarbe eines Pixels zu unterteilen.)
Tiefer (Farb-) Raum
Mein Freund Bruce Fraser (der Vater des Farbmanagements) hat mit Adobe zusammengearbeitet, um das zu formulieren, was wir als Adobe RGB kennen. Später wurde ein größerer Farbraum namens ColorMatch RGB entwickelt. Noch später wurde ein noch größerer Farbraum entwickelt und mit ProPhoto RGB bezeichnet. Alle drei dieser Farbräume überschreiten die Beschränkung von JPEG.webp auf 256 Ebenen.
Aber selbst wenn ein Bild in einem dieser größeren Farbräume bearbeitet wird, wird es beim Speichern als JPEG.webp automatisch auf 8 Bit (256 Ebenen) pro Kanal reduziert.
Die Bittiefe ist das Maß für die Töne zwischen Vollfarbe und ohne Farbe. JPEG.webp-Bilder beeinflussen die Bildbittiefe und nicht die Bildauflösung, wie allgemein angenommen wird. Jedes Mal, wenn eine JPEG.webp-Datei erneut gespeichert wird, nimmt der Farbverlust zu und die Bildschärfe ab.
Kamera-JPEG.webps
Von der Kamera gespeicherte JPEG.webp-Dateien werden durch die Kameraeinstellungen „geformt“, die bei der Aufnahme des Bildes vorhanden sind. Der Algorithmus, der auf die vom Bildsensor gesammelten Bilddaten angewendet wird, spiegelt das Farbmodell (sRGB, Adobe RGB und ProPhoto RGB), die Schärfungseinstellungen usw. wider.
Ein Wort zur Komprimierung. Die Komprimierung ist wahrscheinlich kein so genauer Begriff, um JPEG.webp-Einschränkungen zu beschreiben, wie er sein könnte. Komprimierung klingt wie das, was Ihre Tante Martha tut, wenn sie sich mit einem Gürtel in einen kleineren "Behälter" komprimiert, aber das ist etwas ganz anderes. Wenn sie dekomprimiert ist, ist Tante Martha immer noch da.
JPEG.webp verwendet eine "verlustbehaftete" Komprimierung, was wirklich bedeutet, dass einige Teile endgültig verworfen (oder entfernt) wurden. Tante Martha wünscht sich nur, ihr Gürtel würde ihr helfen, dauerhaft etwas zu „verlieren“.
Stellen Sie sich die Bildkomprimierung eher als Abkürzung vor. Wenn eine JPEG.webp-Datei auf der Festplatte gespeichert wird, werden die vom Bildsensor der Kamera erfassten Daten in eine allgemeine Form komprimiert, die durch die Farbeinstellungen in der Kamera bei der Aufnahme des Bildes bestimmt wird.
Foto fertig
Dieser JPEG.webp-Prozess spielt effektiv die vorzeitige Rolle des Fotofinishers und stempelt seine eigene Interpretation der Szene aus. Was als 4000-16.000-Level pro Farbbild begann, wird auf ein 256-Level-Bild mit nur einem Farbskelett reduziert, sodass nur wenig Raum für Ton- (oder Farb-) Anpassungen bleibt.
Sowohl dunkle als auch helle Töne wurden von der JPEG.webp-Vorlage abgeschnitten, aber aus der RAW-Datei wiederhergestellt.
JPEG.webp-Einschränkungen von 256 Stufen schneiden häufig hellere Töne in Weiß und dunklere Töne vorzeitig in Schwarz (obere Graustufen oben). Mit RAW-Bildern kann der Benutzer Details wiederherstellen, die verloren gehen (untere Graustufen).
Wenn die Kameraeinstellungen nicht perfekt eingestellt waren, um die Helligkeit (Bittiefe) und den Kontrast (Tonwertbereich) der vorhandenen Szene zu erfassen, lässt das JPEG.webp-gerenderte Foto wenig Raum für eine Wiederherstellung.
Am Ende wird jedes Bild auf eine Datei mit 256 Ebenen reduziert, bevor es entweder öffentlich freigegeben oder als Druck erstellt wird. Das ist nur die Natur der Fotografie. Es gibt nur sehr wenige Druckgeräte, die mehr als 256 Farbstufen reproduzieren können, und selbst wenn dies möglich wäre, könnte das menschliche Auge diese zusätzlichen Farben ohnehin nicht sehen.
Während Digitalkameras bis zu Billionen von Farben erfassen können, erkennt das menschliche Sehvermögen weniger als 200 einzelne rote, grüne und blaue Farben.
JPEG.webp-Mangel?
Wenn wir also nicht mehr als 200 verschiedene Ebenen jeder Farbe sehen können (und JPEG.webp bietet 256), warum benötigen wir die Milliarden, die als RAW-Dateien erfasst wurden? Einfache Antwort… Diese überschüssigen Werte bieten ausreichend Spielraum, um die Farbstufen und die Sättigung auf die optisch idealsten 256 Töne zu bringen, die Drucker drucken und Menschen beobachten können. Es geht darum, Details zu optimieren.
Der Dynamikbereich der Strandszene überschritt die JPEG.webp-Vorlage, und die Hervorhebungsdetails schienen verloren zu gehen (links), wurden jedoch in der RAW-Datei beibehalten (rechts).
Fazit
Was können wir daraus machen?
Erstens ist JPEG.webp das grundlegendste Fotodateiformat und nur dann ideal (als Kameradatei), wenn ALLE Beleuchtungsfaktoren vor der Aufnahme mit den aktuellen Kameraeinstellungen übereinstimmen. Zweitens ist es immer am besten, Ihre Kamera so einzustellen, dass sowohl hochgradige JPEG.webp- als auch RAW-Dateien als Versicherungspolice aufgezeichnet werden. Und drittens ermöglichen die ungekürzten Bilddaten, die als RAW-Datei gespeichert sind, dass das endgültige JPEG.webp (so nah wie möglich) an das angepasst wird, was Sie beim Klicken auf den Auslöser wahrgenommen haben.
JPEG.webp ist das digitale Dateiformat, mit dem Sie enden möchten, aber es ist nicht immer das, mit dem Sie beginnen möchten. Jeder Herstellungsprozess ist mit einem Abfallfaktor verbunden, und die digitale Bildgebung ist keine Ausnahme. Es ist besser, zu viel als zu wenig zu haben. Beginnen Sie immer mit mehr als Sie brauchen.
Beabsichtigen Sie, das Gewicht zu verlieren, aber tun Sie es nach Ihrem Zeitplan.