Baader Planetarium GmbH, CCD Technik

Das File- oder Bildformat

Das File- oder Bildformat besagt, in welcher Kodierung ein CCD-Bild (oder irgendein anderes digitales Bild) abgespeichert wird. Digitale Bilder werden generell in Pixel- und Vektororientierte Formate eingeteilt. Beim pixelorientiertem Format besteht jedes Bildelement aus einem einzelnen Pixel, bei vektororientierten Bilder besteht jeses Bildelement nur aus einem Koordinatenpaar und einem Befehl zwischen zwei oder mehreren Koordinatenpaaren z.B. eine Linie zu zeichnen. Deshalb können vektororientierte Bilder ohne Qualitätsverlust beliebig vergrößert oder verkleinert werden. Vektororientierte Bildformate spielen in der CCD-Technik aber keine Rolle.

Pixelorientierte Bilder - wie von einem CCD-Chip erzeugt, können dagegen nicht ohne Qualitätsverlust vergrößert oder verkleinert werden. Wird das Bild verkleinert, werden einfach Pixel herausgerechnet (das funktioniert noch ganz gut), wird das Bild vergrößert werden interpolierte Pixel in das Bild hereingerechnet und das funktioniert ohne Verlust an Bildschärfe nur in begrenztem Rahmen.

Die Erweiterung des Dateinamens verrät, in welchem Format ein Bild abgespeichert ist; z.B. als xxx.tif. Viele Bildverarbeitungsprogramme können eine Unzahl von Formaten lesen und auch schreiben, aber nur wenige sind für die CCD-Technik relevant.

Die Rohbilder einer CCD-Kamera werden meist in einem Kameraherstellerspezifischen Bildformat - oft in komprimierter Form - abgespeichert. Diese Komprimierung ist aber beim Öffnen des Bildes wieder verlustfrei rückgängig zu machen. Diese Herstellerspezifischen Bildformate können nur von Programmen gelesen werden, die speziell für die Bildverarbeitung von CCD-Aufnahmen geschrieben wurden. Normale Bildverarbeitungsprogramme wie z.B. Photoshop können diese Formate nicht lesen.

Bei einigen dieser Bildformate lassen sich die Bilder komprimieren, andere wiederum sind unkomprimiert.

Die wichtigsten Bildformate für die CCD-Technik sind:

.fit
.tif
.bmp
.pxc
.jpg

Die wichtigsten (und zur Zeit die einzigsten) Bildformate für eine Darstellung von Bildern im Internet sind:

.jpg
.png
.gif

Im folgenden eine Kurzbeschreibung der Formate, die Beispielbilder sind Ausschnitte aus einem RGB - Komposit des Trifidnebels, aufgenommen mit einer SBIG ST-8E:

FIT:
das Fileformat .fit steht für flexible image transport system file und ist das einzige - für astronomische Anwendungen geschaffene Fileformat. Es speichert Bilder in umkomprimierter Form, jedoch immer als Graustufenbild ab. Die Bittiefe liegt dabei wahlweise bei 8 oder 16 bit.

Die Filegröße dieses Ausschnittes liegt im Original als fit-file bei 150 Kb

Das FIT - Format speichert als Besonderheit und als einziges Fileformat die für eine astronomische Auswertung relevanten Daten des Bildes in einem file-header ab, so dass jeder Astronom, der ein solches Bild zur Auswertung erhält, ohne weitere Angaben alle wichtigen Informationen zur Verfügung hat.

Dieser File-header ist editierbar. Ist so ein Bild astrometrisch und/oder photometrisch geeicht, werden auch z.B. die Bildmittelpunktkoordinaten in Rektaszension und Deklination im header abgelegt.

	TIF: Das Fileformat .tif ist wohl das am weitesten verbreiteste. Es kann Bilder unkomprimiert, aber auch komprimiert abspeichern, wobei die Komprimierung verlustfrei wieder rückgängig zu machen ist. Die Bilder können in 8-, 16-, 24- oder 32 Bittiefe abgespeichert werden. Die Filegröße dieses Ausschnittes liegt im Original als tif-file bei 130 Kb
	BMP: Das Fileformat .bmp ist ein Microsoft spezifisches Bildformat und speichert Bilder immer in einer Bittiefe von 24 ab. Es speichert unkomprimiert, kann aber in verschiedenen Kodierungen abgespeichert werden. Für astronomische Bilder spielt es keine große Rolle. Seine Besonderheit: es kann geziehlt auch Bilder für das Betriebssystem OS2 speichern. Die Filegröße dieses Ausschnittes liegt im Original als bmp-file bei 170 Kb
	PCX: Das Fileformat .pcx ist weit verbreitet und stammt noch aus den guten alten DOS - Zeiten, als Betriebssysteme noch mit einigen Hundert Kilobyte auskamen. Es speichert Bilder unkomprimiert und verlustfrei ab. Ich persönlich benutze es recht gerne. Die Filegröße dieses Ausschnittes liegt im Original als pcx-file bei 170 Kb
	JPG: Das Fileformat. jpg (oder. jpeg) ist eines der weit verbreitetsten Formate überhaupt. Es speichert Bilder immer in einer Bittiefe von 24 ab. Die Bilder werden komprimiert und sind nicht verlustfrei wieder zu dekomprimieren. Ein Rohbild einmal als komprimiertes jpg abgespeichert, läßt feine Bildinformationen nicht wieder rekonstruieren. Seine Besonderheit: die Komprimierungsdichte läßt sich stufenlos einstellen.
	Das jpg - Bild oben ist mit ca. 20 Prozent komprimiert, das linke hier mit ca. 80 Prozent. Schaut man genau hin, sieht man deutliche Qualitätsunterschiede. Filegröße oben: 45 Kilo Byte, Filegröße links: 8 Kb Das jpg Fileformat ist DAS Bildformat um Bilder über das Internet, z.B. als attachment an eine email anzuhängen.
	PNG: Das Fileformat .png wurde ebenfalls für das Internet entwickelt, hat sich aber bis heute kaum durchsetzen können. Es speichert Bilder in 24bit komprimiert, aber fast verlustfrei ab. Die Komprimierung ist nicht rückgängig zu machen. Die resultierenden Filegrößen sind recht "üppig". Die Filegröße dieses Ausschnittes liegt im Original als png-file bei 107 Kb
	GIF: Das Fileformat .gif speichert Bilder unkomprimiert, allerdings nur mit 8 bit Tiefe ab. Das bedeutet ein gifbild kann nur 256 Grau- oder Farbstufen darstellen. Sowohl das gif- als auch das png-fileformat kann aber bilder in einem sogenannten interlaced - modus abspeichern. Es sind sozusagen mehrerer Bilder, die ineinander stecken. Die meisten kleinen Trickfilmanimationen oder Banner im Web werden im gifformat abgespeichert. Die Filegröße dieses Ausschnittes liegt im Original als gif-file bei 50 Kb

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