Pixel, dpi, ppi, lpi und der Unterschied zwischen Bildgröße und Bildauflösung

Obwohl Digitalkameras und Drucker in unserem Alltag längst allgegenwärtig sind, werden in Bezug auf die Bildauflösung immer noch viele Fehler gemacht. Hauptsächlich auf Grund von Unwissenheit und Verständnisproblemen bei diesem, zugegebenermaßen, nicht ganz einfachen Thema. Dies beginnt schon bei der Begrifflichkeit. Der gängigste Begriff ist dpi, aber wer hat schon mal von ppi und lpi gehört? Auch wird die effektive Auflösung gerne mit der absoluten Bildgröße verwechselt.

Aus meiner beruflichen Praxis kenne ich folgende Bildanfragen zur Genüge: „Wir hätten das Foto gerne in einem Format von 6000 x 4000 Pixeln mit 300dpi.“ oder „Das Bild benötigen wir 20 x 20 cm.“ Klingt logisch oder zumindest bekannt? Lasst uns gemeinsam einen Blick darauf werfen.

Was ist ein Pixel?

Der Begriff stammt, wie so viele in der digitalen Welt, aus dem Englischen. Und ist ein Kunstbegriff von dem unsprünglichen Begriff „picture element“. Das Wort „pictures“ wird in der englischen Sprache auch mit „pix“ abgekürzt. Die gängige Abkürzung für Pixel ist „px“. Jede digitale Bilddatei besteht aus einer bestimmten Anzahl von Bildpunkten, den Pixeln. Diese sind rasterförmig in Spalten und Zeilen angeordnet und enthalten die Farb- und Helligkeitsinformationen. Diese sind wiederum abhängig von der Bittiefe. Bei einer Bittiefe von 1 Bit kann das Pixel genau zwei Zustände anehmen, Null und Eins. In dem Fall eines Bildes sind das Schwarz oder Weiß. Bei einer gängigen 8-Bit Datei wären das 2^8 = 256 Grau- oder Helligkeitswerte. In einer Graustufendatei kann also jedes Pixel einen von 256 verschiedenen Helligkeitswerten darstellen. Diese reichen von 0 (Schwarz) bis 255 (Weiß). Beachte bitte, dass die Zählung bei 0 und nicht bei 1 anfängt. Bei einer RGB-Datei enthält ein Pixel also die Helligkeitsinformation für jeweils den Rot-, Grün- und Blaukanal. Dies entspricht 3 x 8 Bit = 24 Bit. Bei einem CMYK-Bild wären es dementsprechend 32-Bit, denn in jedem Pixel sind Helligkeitsinformationen für den Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarzkanal enthalten.

Bei einer 1-Bit-Datei, auch Bitmap genannt, ist das Pixel entweder Schwarz oder Weiß.

Bei einem Graustufenbild kann das Pixel Helligkeitswerte von 0–255 enthalten.

Bei einer RGB-Datei enthält das Pixel Helligkeitsinformationen von 0–255 jeweils für den Rot-, Grün- und Blaukanal.

Bildgröße vs. Auflösung

Bei der Verwendung des Begriffs Auflösung kommt es oft zu Missverständnissen, da dieser Begriff, auch in der Fachliteratur, in verschiedenen Zusammenhängen genutzt wird. Grundsätzlich kann man sagen, die Bildgröße ist ein absolutes Maß und die Auflösung ist ein relatives Maß.

Bildgröße in Pixeln

Die Bildgröße in Pixeln ist eine absolute Größe. Sie gibt an aus wie vielen Pixeln das Bild besteht. Ein Bild mit 6.000 Pixeln in der Breite und 4.000 Pixeln in der Höhe ist 6.000 x 4.000 Pixel groß. Daran ändert auch die Angabe 300 ppi nichts. Diese Angabe ist wiederum nur in Bezug auf die Ausgabe eine wichtige Größe. Nehmen wir als Beispiel die direkte Strecke von Hamburg nach Hannover. Diese ist 150 km lang. Daran ändert auch die Geschwindigkeit nichts, ob ich nun 100 km/h oder 200 km/h fahre, die Strecke bleibt 150 km lang.

Es spielt dementsprechend keine Rolle, ob ich ein Bild für ein digitales Medium, wie z.B. einen Videoscreen oder ein digitales CLB, mit 72, 150 oder 300 ppi abspeicher. Der Screen hat eine feste Auflösung von z.B. 1920 x 1080 Pixel und gibt es genau in diesem Format wieder. Wenn der Screen eine Auflösung von, sagen wir, 72 ppi hat, dann wird die Darstellung nicht besser wenn ich das Bild doppelt so groß in einem Format von 3840 x 2160 Pixeln anliefer da er nicht feiner auflösen kann als seine 72 Bildpunkte.

Auflösung

Die Auflösung ist im technischen Sinne eine relative Größe. Sie ist Wiedergabe-bezogen und immer abhängig von einer zweiten Größe. In der Praxis wird sie fälschlicherweise fast immer in DPI (dots per inch) angegeben. Genau genommen ist dies falsch. Richtig wäre die Angabe in PPI (pixel per inch) da sich die Angabe von DPI auf Ausgabegeräte (Drucker) bezieht (später mehr dazu). Die Angabe PPI gibt die Pixeldichte an, d.h. wie viele Pixel sich auf einem Inch (Inch = Zoll = 2,54 cm) befinden. Angegeben werden kann sich auch als p/cm (Pixel pro cm), durchgesetzt hat sich aber Pixel pro Zoll. Bei einer Auflösung von 300 dpi befinden sich also 300 Pixel auf einer Länge von 2,54 cm. Daran merkt man schon, dass diese Angabe keinerlei Bezug zur Größe hat, denn es ist unbekannt wie viele Zentimeter in der Höhe und in der Breite vorhanden sind. Wissen wir aber wie viele Pixel oder Zentimeter das Bild groß ist, dann können wir auch berechnen wie groß das Bild auf einem bestimmten Ausgabemedium ist. Als Beispiel wieder das Autofahren. Gebe ich die Geschwindigkeit an, die ich gefahren bin, lässt sich daraus noch nicht schlussfolgern wie weit oder wie lange ich gefahren bin. Erst wenn ich angebe welche Strecke ich gefahren bin, kann man ausrechnen wie lange ich gebraucht habe.

Beide Bilder sind als Datei exakt gleich groß, nämlich 20 x 4 Pixel. Das linke Bild hat eine Auflösung von 10 ppi, das rechte eine Auflösung von 20 ppi. Die linke Datei ist also in der Ausgabe genau doppelt so groß wie die höher aufgelöste Datei rechts.

Bildgröße in Zentimetern/Inch

Die Bildgröße in Zentimetern bzw. Inch ist auch eine relative Größe und abhängig von der Auflösung. Gehen wir nun von unserem Bild mit 6.000 x 4.000 Pixeln aus, dann können wir folgendes berechnen:

6.000 Pixel / 300 ppi = 20 inch = 50,8 cm

4.000 Pixel / 300 ppi = 13,333 inch = 33,86 cm

Benötige ich für die Ausgabe aber nur eine Auflösung von 150 ppi, dann kann ich das Bild doppelt so groß ausgeben, also 101,6 x 76,73 cm.

Ein Bild das 3.000 x 2.000 Pixel groß ist wäre bei einer Auflösung von 300 ppi dementsprechend nur noch 25,4 cm x 16,93 cm groß.

Das bedeutet, wenn ich die Bildgröße in Zentimetern angebe, muss ich auch die Auflösung angeben.

Formeln

Maße in Inch = Anzahl Pixel / Auflösung in ppi

Anzahl Pixel = Maße in Inch * Auflösung in ppi

Auflösung in ppi = Anzahl Pixel / Maße in Inch

1 Inch (Zoll) = 2,54 cm

Berechnung von Inch in Zentimeter: Inch * 2,54

Berechnung von Zentimetern in Inch: Zentimeter / 2,54

Bildgröße in Megapixeln

Bei Digitalkameras hat sich die Angabe in Megapixeln durchgesetzt. Hierbei wird einfach nur die Länge mit der Breite multipliziert. Eine Größe von 6.000 x 4.000 Pixeln entspricht also 24.000.000 Pixeln, also 24 Megapixel (MP). Eine reine Angabe in Megapixeln lässt jedoch nicht gleich auf das Format schließen, da das Seitenverhältnis nicht eindeutig ist. Ein Bild mit 6.000 x 4.000 Pixeln ist ebenso 24 MP groß wie ein Bild mit 8.000 x 3.000 Pixeln. Bei Digitalkameras ist das Seitenverhältnis allerdings bekannt, z.B. 3:2 beim Kleinbildformat.

Photoshop als Hilfsmittel

Mit Hilfe von Photoshop kannst Du nicht nur die Auflösung prüfen, sondern auch ein wenig besser das Verhältnis dieser Angaben zueinander verstehen. Im Menü unter “Bild” -> “Bildgröße” findest Du die Bildgrößeninformationen. Dieses Fenster zeigt Dir sowohl die Pixelmaße der Datei, als auch die Dokumentgröße in mm o.ä., zusammen mit der Auflösung.

Der Unterschied zwischen PPI, DPI, LPI

In der Fachsprache gibt es bestimmte Abkürzungen um entsprechende Dinge auszudrücken.

PPI (pixel per inch)

Die Angabe ppi ist für digitale Medien gedacht. Also für die Angabe der Auflösung von Scannern, Monitoren und digitalen Dateien.

DPI (dots per inch)

Wie bereits erwähnt wird dpi fälschlicherweise oft für die Angabe der Auflösung digitaler Bilder verwendet. Die Bezeichnung bezieht sich jedoch auf die Auflösung von Bildpunkten bei Tintenstrahldruckern und gibt an wieviele Tintenpunkte auf einem Inch gedruckt werden.

LPI (lines per inch)

Die Angabe lpi kommt aus der Drucktechnik und beschreibt die Rasterweite, also den Abstand der einzelnen Rasterzellen, im herkömmlichen Druckverfahren, wie dem Tief- oder Offsetdruck.

Hinweis

Übrigens hat sich in der Druckvorstufe die Angabe in Millimetern durchgesetzt. Ebenso wird immer erst die Breite und dann die Höhe angegeben. Hat man also die Angabe 210 x 297, dann weiß man, es handelt sich um DIN A4 im Hochformat. Wird 420 x 297 angegeben, handelt es sich um ein DIN A3 Querformat.

Fazit

Es gibt zwei Möglichkeiten die Bildgröße auszudrücken. Entweder in absoluten Pixelmaßen oder in Zentimetern, dann aber nur unter Angabe der Auflösung. Das oben erwähnte Beispiel 6.000 x 4.000 Pixel bei 300 ppi wäre also unsinnig. Die Angabe in Pixeln reicht völlig aus. Wenn das Bild z.B. im Offsetdruck gedruckt werden soll, muss man wissen wie groß es gedruckt werden soll, also keine Pixelmaße sondern die Maße in Zentimetern mit der Auflösung.