Bis heute ist Papier das wichtigste Präsentationsmedium. Vor allem seine universelle Einsetzbarkeit macht es in der Architekturvisualisierung immer noch interessant. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde daher auch eine Präsentationsmappe mit ergänzendem Text und zahlreichen computergenerierten Fotos erstellt. Diese Fotos haben den Sprung "von der Festplatte auf das Papier" mittels einer erst seit kurzem vorhandenen Technik geschafft; der Digitalbelichtung.

Genauso wie "normale" Fotos, können heute digitale Fotos auf Fotopapier ausbelichtet werden. Hierbei sitzt unter der Lichtquelle des Belichtungsautomaten statt eines analogen Negatives ein digitaler Chip. Auf diesem wird während des Belichtungsvorganges das digitale Bild eingeblendet. Sehr moderne Digitalbelichter arbeiten sogar schon mit Laserbelichtung.

Welcher Vorteil existiert gegenüber ausgedruckten oder geplotteten Bildern?
Vor allem die hohe Qualität des Fotopapiers mit seiner dauerhaften Beständigkeit genüber UV-Strahlung und der hohen Farbechtheit stellen einen großen Vorteil dar. Auch preislich werden digital belichtete Fotos immer interessanter, es wird diesen sogar eine Preisangleichung an traditionelle Fotos vorausgesagt.

Wie gelangen die Bilder zum Digitalbelichter?
Hier sollte sich bei der jeweiligen Firma erkundigt werden. Meist kann zwischen dem Zuschicken auf einem Datenträger und dem Hochladen per Internet bzw. Software gewählen werden. Eine bekannte Software bietet z.B. AGFAnet oder Pixelnet an, diese bieten mehr Komfort als das Hochladen per Internet-Browser.

Welche Auflösung benötigt man für einen Digitalabzug auf Fotopapier im Format 20 x 30 cm (d.h. etwa DIN A4-Format)?

Beim Betrachten eines Fotos (oder eines anderen Gegenstandes) kann das menschliche Auge kleinste Details unterscheiden. Stelle man sich eine Anzahl gleich starker, paralleler Linien vor, so kann das menschliche Auge maximal 6 Linien pro Millimeter wahrnehmen. Bei höherer Anzahl verschmelzen die Linien zu einer Fläche. Beachtet man weiter die möglichen Kontrastunterschiede, da eine weiße Linie zwischen beliebig vielen schwarzen liegen könnte, so geht man in Wirklichkeit von einer Sehauflösung von 12 Linien pro Millimeter aus. Da die Länge der Linien diesbezüglich keine Rolle spielt, können wir auch von Punkten sprechen, die noch getrennt wahrgenommen werden.

Da alle Angaben der Auflösung immer in DPI ("Dots Per Inch", d.h. Punkte pro Inch) angegeben werden, müssen wir die 12 Punkte pro Millimeter in DPI umrechnen. Hierbei entspricht 1 Inch 25,4 mm, wir erhalten 12 x 25,4 = 304,8 dpi. Man kann also bei gedruckten oder belichteten Bildern ab einer Auflösung von etwa 300 dpi von Fotoqualität sprechen, d.h. das menschliche Auge kann selbst bei noch so scharfem Hinsehen keine Pixelung erkennen.

Nicht verwechselt werden sollte hierbei die Auflösung der eigentlichen Bilddatei und die Auflösung eines Druckers oder Plotters. Viele moderne Drucker bieten heute Auflösungen bis zu 2400 dpi, diese Angabe bezieht sich aber mehr auf das Druckwerk und bedeutet nicht zwangsläufig die Auflösung des ausgedruckten Bildes.

Was muß der Planer nun beachten wenn er seine gerenderten Bilder in Fotoqualität ausbelichten lassen möchte?
Der zweite wichtige Parameter ist (im Gegensatz zu der oben hergeleiteten Auflösung) frei wählbar, die gewünschte Bildgröße. Technisch und wirtschaftlich machbar sind heute Fotogrößen bis zum Format 50*75 cm, die gängige Blattgröße DIN A4 entspricht dem Format 20 x 30 cm. Dies ist ab einem Preis von ca. 1€ pro Abzug auch preislich interessant und reicht für Präsentationszwecke meist aus.

Welche Pixelauflösung wird für den Fotoabzug 20 x 30 cm nun in Fotoqualität benötigt?

Die Abmessungen 20 x 30 cm entspricht 200 x 300 mm, um diese in Inch umzurechnen, wird diese durch 25,4 geteilt. Es ergeben sich 7,874 x 11,811 Inch. Nun müssen die beiden erhaltenen Maße mit der gewünschten Auflösung von 300 dpi multipliziert werden. Im Ergebnis wird die benötigte Pixelabmessung des digitalen Bildes: 2362,2 x 3543,3 Pixel erhalten, aufgerundet 2400 x 3600 Pixel. Diese Pixelauflösung muss beim Rendern in die CAD- oder Visualisierungssoftware eingegeben werden (siehe Abbildungen 6.1a und b).

Bei unkomprimierten Bildern (z.B. BMP-Dateien) ist die Dateigröße direkt von der Pixelauflösung und der Farbanzahl abhängig. Für ein Schwarzweißbild wird eine Farbtiefe von einem Bit benötigt, also eine der Pixelanzahl äquivalent gleiche Anzahl an digitaler Information, d.h. 2400 x 3600 = 8.640.000 Pixel bzw. Bit. Es entspricht 1 Bit = 8 Byte, 1 KByte = 1024 Byte und 1 Megabyte = 1024 KByte. Es werden also 8.640.000 Bit durch 8 geteilt, dies ergibt 1.080.000 Byte. Weiter wird diese Zahl durch 1024 geteilt und das Ergebnis von 1054,69 KByte abermals durch 1024 geteilt. Als Endergebnis ergibt sich eine Dateigröße von genau 1,03 MByte.

Natürlich ist ein reines Schwarz/Weiß-Bild nicht sehr Aussagekräftig (die Farbtiefe von einem Bit enthält noch nicht einmal Graustufen) und somit für Präsentationszwecke kaum geeignet.
Für ein Farbbild wird eine höhere Anzahl an Informationen pro Pixel benötigt, nämlich für die drei Grundfarben Rot, Blau und Grün.

In der computerbasierten Bildverarbeitung unterscheidet man zwischen folgenden Farbtiefen: Schwarzweiß (1 Bit Farbtiefe), 16 Farben (4 Bit Farbtiefe), 256 Farben (8 Bit Farbtiefe), High Color (15 Bit Farbtiefe) und True Color mit 8 Bit pro Grundfarbe, also 3 x 8 = 24 Bit Farbtiefe (RGB). Manche Bildbearbeitungsprogramme bieten auch die seltener genutzte Farbtiefe von 32 Bit True Color (CMYK). Soll das Ausgangsbild mit 2400 x 3600 Pixel in der hohen Farbqualität True Color (RGB) gespeichert werden, so sind die 1.080.000 Byte der Farbtiefe 1 Bit (Schwarzweiß) mit den 24 Bit der Farbtiefe zu multiplizieren. Das Ergebnis von 28.920.000 Byte, d.h. 24,72 MByte verdeutlicht die immense Größe der unkomprimierten Datei.

Zur Überprüfung dieser Berechnungen werden im Windows-Explorer die zwei entsprechenden Bilddateien angeschaut:

Die Berechnungen sind also sehr exakt, analog können auch weitere Dateigrößen über die entsprechende Farbtiefe berechnet werden.

Ein Bild in True Color benötigt 24,7 MB, dies entspricht 18 Standard-Disketten (1,44 MB). Auf eine 100 MB ZIP-Diskette würden 4, auf eine CD-Rom immerhin 26 Bilder passen. Doch auch wenn die Bilder auf einem speicherstarken Medium wie CD-Rom beim Digitalbelichter abgegeben werden können, ist eine Komprimierung sinnvoll.

Empfehlenswert ist die verlustfreie PNG-Komprmierung, sie wird jedoch bisher von den wenigsten Digitalbelichtern akzeptiert. Eine noch höhere Komprimierung bietet das JPG-Format, trotz seiner verlustbehafteten Komprimierung hat es sich als Standard beim Digitalbelichten etabliert.

Insgesamt wurden 68 Bilder digital belichtet. Gerendert wurden diese als unkomprimierte BMP-Dateien, wodurch jedes Bild die gleiche Dateigröße hat. Die Speicherbedarf der Bilder berechnet sich wie folgt: 24,7 MB x 68 Stk = 1679,6 MB (d.h. 1,68 Gigabyte!).

Zur dauerhaften Archivierung wurde das verlustfreie PNG-Format gewählt. Hier sind die entstehenden Dateigrößen nicht konstant, die Komprimierungsraten hängen stark von dem jeweiligen Bild ab. Die Dateigrößen liegen zwischen 2,61 MB und 10,5 MB, gesamt 393 MB.

Die Bilder für das Hochladen zum Digitalbelichter wurden im JPG-Format komprimiert. Es ist verlustbehaftet und löscht Bildinformationen die das menschliche Auge nicht oder kaum noch wahrnehmen kann. Die Komprmierungsqualität wurde auf 100% eingestellt, die Glättung auf 0%. Die Dateigrößen im JPG-Format liegen zwischen 1,29 MB und 5,40 MB, gesamt 207 MB.

Die hohen Komprimierungsraten macht folgender Vergleich deutlich:
Es wird für die Bilder in der JPG-Komprimierung lediglich 12,32% des Speicherplatzes der unkomprimierten Bilder im BMP-Format benötigt.

Die Einstellungen der JPG-Komprimierung ist in Abbildung 6.1g und h für die bekannte Bildbearbeitung Photo-Paint und den Bildmanager ACDSee exemplarisch abgebildet.