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Ein Bildformat (Grafikformat) ist ein Dateiformat für ein digitales Bild. Es gibt viele Formate, die verwendet werden können, z. B. JPEG, PNG und GIF.

Die in einem Bilddateiformat gespeicherten Daten können komprimiert oder unkomprimiert sein. Wenn die Daten komprimiert sind, kann dies durch verlustbehaftete oder verlustfreie (Lossless) Komprimierung geschehen. Für Grafikdesign-Anwendungen werden häufig Vektorformate verwendet. Einige Bilddateiformate unterstützen Transparenz.

Bilddateien bestehen aus digitalen Daten in einem dieser Formate, so dass die Daten auf einem digitalen (Computer-)Bildschirm angezeigt oder auf einem Drucker ausgedruckt werden können. Eine gängige Methode zur Darstellung digitaler Bildinformationen war in der Vergangenheit die Rasterung.

Komprimierung

Es gibt zwei Arten von Algorithmen zur Komprimierung von Bilddateien: verlustfrei und verlustbehaftet.

Verlustfreie Komprimierungsalgorithmen verringern die Dateigröße, wobei eine perfekte Kopie des unkomprimierten Originalbildes erhalten bleibt. Die verlustfreie Komprimierung führt im Allgemeinen, aber nicht immer, zu größeren Dateien als die verlustbehaftete Komprimierung. Die verlustfreie Komprimierung sollte verwendet werden, um zu vermeiden, dass bei der Bildbearbeitung mehrere Stufen der erneuten Komprimierung anfallen.

Verlustbehaftete Komprimierungsalgorithmen bewahren eine Darstellung des unkomprimierten Originalbildes, die zwar eine perfekte Kopie zu sein scheint, aber keine perfekte Kopie ist. Mit verlustbehafteter Komprimierung lassen sich oft kleinere Dateigrößen erzielen als mit verlustfreier Komprimierung. Die meisten verlustbehafteten Komprimierungsalgorithmen ermöglichen eine variable Komprimierung, bei der die Bildqualität gegen die Dateigröße eingetauscht wird.

Formate

JPEG / JPG

JPEG (Joint Photographic Experts Group) ist ein verlustbehaftetes Komprimierungsverfahren; JPEG-komprimierte Bilder werden in der Regel im JFIF- (JPEG File Interchange Format) oder im Exif-Dateiformat (Exchangeable image file format) gespeichert. Die JPEG-Dateinamenerweiterung lautet JPG oder JPEG. Nahezu jede Digitalkamera kann Bilder im JPEG-Format speichern, das 8-Bit-Graustufenbilder und 24-Bit-Farbbilder (jeweils 8 Bit für Rot, Grün und Blau) unterstützt. JPEG wendet eine verlustbehaftete Komprimierung auf Bilder an, was zu einer erheblichen Verringerung der Dateigröße führen kann.

Die Anwendungen können den Grad der Komprimierung selbst bestimmen, und der Grad der Komprimierung wirkt sich auf die visuelle Qualität des Ergebnisses aus. Wenn die Komprimierung nicht zu stark ist, beeinträchtigt sie die Qualität des Bildes nicht merklich, aber JPEG-Dateien werden bei wiederholter Bearbeitung und Speicherung mit der Zeit immer schlechter (JPEG bietet auch eine verlustfreie Bildspeicherung, aber die verlustfreie Version wird nicht allgemein unterstützt).

GIF

Das GIF (Graphics Interchange Format) ist in der Regel auf eine 8-Bit-Palette oder 256 Farben beschränkt (obwohl 24-Bit-Farbtiefe technisch möglich ist). GIF eignet sich am besten für die Speicherung von Grafiken mit wenigen Farben, wie z. B. einfache Diagramme, Formen, Logos und Bilder im Cartoon-Stil, da es die verlustfreie LZW-Komprimierung verwendet, die effektiver ist, wenn große Flächen eine einzige Farbe haben, und weniger effektiv für fotografische oder gedämpfte Bilder.

Aufgrund seiner Einfachheit und seines Alters hat GIF eine fast universelle Softwareunterstützung erreicht. Aufgrund seiner Animationsfähigkeiten wird es trotz seiner geringen Komprimierungsrate im Vergleich zu modernen Videoformaten immer noch häufig für Bildanimationseffekte verwendet.

PNG

Das PNG-Dateiformat (Portable Network Graphics) wurde als freie, quelloffene Alternative zu GIF entwickelt. Das PNG-Dateiformat unterstützt 8-Bit-Palettenbilder (256 Farben) (mit optionaler Transparenz für alle Palettenfarben) und 24-Bit-Truecolor (16 Millionen Farben) oder 48-Bit-Truecolor mit und ohne Alphakanal - während GIF nur 8-Bit-Paletten mit einer einzigen transparenten Farbe unterstützt.

Im Vergleich zu JPEG eignet sich PNG besonders für große, gleichmäßig gefärbte Bildbereiche. Sogar für Fotos - bei denen JPEG oft die erste Wahl für die endgültige Verteilung ist, da seine verlustbehaftete Komprimierung in der Regel zu kleineren Dateigrößen führt - ist PNG aufgrund seiner verlustfreien Komprimierung immer noch gut für die Speicherung von Bildern während des Bearbeitungsprozesses geeignet.

PNG ist ein patentfreier Ersatz für GIF (auch wenn GIF selbst inzwischen patentfrei ist) und kann auch viele gängige TIFF-Anwendungen ersetzen. Es werden indizierte Farb-, Graustufen- und Truecolor-Bilder sowie ein optionaler Alphakanal unterstützt. Das Adam7-Interlacing ermöglicht eine frühzeitige Vorschau, selbst wenn nur ein kleiner Teil der Bilddaten übertragen wurde - nützlich in Online-Anzeigeanwendungen wie Webbrowsern. PNG kann Gamma- und Chromatizitätsdaten sowie ICC-Profile für eine genaue Farbabstimmung auf heterogenen Plattformen speichern.

WebP

WebP ist ein offenes Bildformat, das 2010 veröffentlicht wurde und sowohl verlustfreie als auch verlustbehaftete Komprimierung verwendet. Es wurde von Google entwickelt, um die Größe von Bilddateien zu reduzieren und das Laden von Webseiten zu beschleunigen: Sein Hauptzweck ist es, JPEG als primäres Format für Fotos im Internet abzulösen. WebP basiert auf der Intra-Frame-Codierung von VP8 und verwendet einen auf RIFF basierenden Container.

Im Jahr 2011 fügte Google ein „Erweitertes Dateiformat“ hinzu, das WebP Unterstützung für Animationen, ICC-Profile, XMP- und Exif-Metadaten und Kacheln bietet.

Die Unterstützung für Animationen ermöglichte die Konvertierung älterer animierter GIFs in animiertes WebP.

Der WebP-Container (d. h. der RIFF-Container für WebP) ermöglicht die Unterstützung von Funktionen, die über den grundlegenden Anwendungsfall von WebP hinausgehen (d. h. eine Datei, die ein einzelnes, als VP8-Schlüsselbild kodiertes Bild enthält). Der WebP-Container bietet zusätzliche Unterstützung für:

Verlustfreie Kompression - Ein Bild kann verlustfrei komprimiert werden, indem das WebP Lossless Format verwendet wird.
Metadaten - Zu einem Bild können Metadaten im EXIF- oder XMP-Format gespeichert werden.
Transparenz - Ein Bild kann Transparenz haben, d.h. einen Alphakanal.
Farbprofil - Ein Bild kann ein eingebettetes ICC-Profil haben, wie vom International Color Consortium beschrieben.
Animation - Ein Bild kann aus mehreren Einzelbildern mit Pausen dazwischen bestehen, wodurch es zu einer Animation wird.

Dateigröße

Die Größe von Bilddateien ist positiv korreliert mit der Anzahl der Pixel im Bild und der Farbtiefe (Bits pro Pixel). Bilder können jedoch auf verschiedene Weise komprimiert werden.

Ein Komprimierungsalgorithmus speichert entweder eine exakte Darstellung oder eine Annäherung an das Originalbild in einer geringeren Anzahl von Bytes, die mit einem entsprechenden Dekomprimierungsalgorithmus wieder in die unkomprimierte Form expandiert werden kann. Bilder mit der gleichen Anzahl von Pixeln und Farbtiefe können sehr unterschiedliche komprimierte Dateigrößen haben. Bei exakt gleicher Komprimierung, Pixelanzahl und Farbtiefe für zwei Bilder kann die unterschiedliche grafische Komplexität der Originalbilder aufgrund der Art der Komprimierungsalgorithmen auch zu sehr unterschiedlichen Dateigrößen nach der Komprimierung führen. Bei einigen Komprimierungsformaten können Bilder, die weniger komplex sind, zu kleineren komprimierten Dateigrößen führen. Diese Eigenschaft führt bei einigen verlustfreien Formaten manchmal zu einer geringeren Dateigröße als bei verlustbehafteten Formaten.

So können beispielsweise grafisch einfache Bilder (d. h. Bilder mit großen zusammenhängenden Bereichen wie Strichzeichnungen oder Animationssequenzen) verlustfrei in ein GIF- oder PNG-Format komprimiert werden und eine geringere Dateigröße aufweisen als ein verlustbehaftetes JPEG-Format.