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1.2 Bedeutung der Auflösung

Eingabe-Auflösung
Auflösung ist, allgemein bezeichnet, die Anzahl der feinsten Bildpunkte oder Pixel (Kunstwort aus Picture und Element), die ein Abtastgerät (zum Beispiel Scanner oder Kamera) aufzeichnen oder differenzieren kann. Als Maß wird allgemein dpi = dots per inch oder dpcm = dots per cm angegeben. Je höher die Auflösung, desto größer die Anzahl der Bildpunkte, die abgetastet werden.

Optische versus interpolierte Auflösung
Die optische Auflösung wird auch als physikalische Auflösung bezeichnet. Sie gibt an, wie viele Linien oder Punkte pro inch oder cm tatsächlich von der CCD und der Optik des Scanners differenziert, das heißt klar unterschieden werden können. In der Praxis ist das daran zu sehen, ob zwei dicht nebeneinander liegende Linien noch als voneinander getrennt (als einzelne Linien) erkannt werden können. Die interpolierte Auflösung ist eine mathematisch durch Hard- oder Software errechnete Auflösung, die, wie wir später sehen werden, lediglich bei der Strich-Wiedergabe Bedeutung hat, nicht jedoch bei der Graustufen-Wiedergabe.

Eingabe-Auflösung
Graustufen sind bei der Bildverarbeitungs-Technologie äußerst bedeutsam, da für die Wiedergabe von Halbton-Vorlagen das Eingabegerät jeden Bildpunkt mit einer gewissen Datentiefe abtasten können muß, um die verschiedenen Graustufen oder auch Tonwerte einer Vorlage wiedergeben zu können. Ein gutes Eingabegerät sollte 256 Tonwerte oder mehr (8 bis 16 Bit) beziehungsweise Graustufen wiedergeben können. Warum, wird auf der folgenden Seite erläutert.

Notwendigkeit von mehr als 8 Bit (256 Graustufen)
Bei einer Erweiterung eines verringerten Tonwertumfangs auf 256 Tonwerte über lediglich 8-Bit-Transformation, kommt es zu Lücken in der Tonwertskala – es fehlen Graustufen. Es gehen Zeichnung und Schärfe in der Vorlage verloren. Das kann auch passieren, wenn der Transformations-Algorithmus von 10 auf 8 Bit nicht optimiert ist. Die Lücken im Histogramm oder auch „Spikes“, sind dann deutlich sichtbar.

Graustufensimulation über Raster
Um Graustufen drucken zu können, bedient sich die Drucktechnik der Rastertechnologie. Da es nicht ökonomisch wäre, viele Graustufen über viele einzelne Farben zu drucken, werden Graustufen über eine Raster-Zellen-Bildung simuliert.

Rastermatrix
Ein Bildpunkt vom Scanner wird über eine Rastermatrix (in der Regel eine 16 x 16-Matrix) umgesetzt. Ist ein Rasterpunkt schwarz, können bis zu 256 Druckerpixel in der Rasterzelle gesetzt sein. Bei einem Raster mit 152 lpi (lines per inch) befinden sich 152 Rasterzellen je Zoll nebeneinander. Die Maßangabe lpi wird oftmals mit der Druckerauflösung durcheinandergebracht. Die Druckauflösung wird in der Regel in dpi angegeben. In Deutschland wird im Druckgewerbe meist lpcm (lines per centimeter) sowohl für die Auflösung des Druckers als auch für die Rasterweite angegeben.

Berechnung der benötigten Auflösung für Eingabegeräte
Graustufen werden bei Ausgabe auf einem Belichter in eine 16 x 16-Matrix umgesetzt, das heißt ein Rasterpunkt enthält idealerweise 256 Einzelpixel. Wird nun eine Halbtonvorlage im 60er-Raster ausgegeben, wird jedes Graustufenpixel in eine 16 x 16-Matrix umgesetzt. Ein Drucker mit einer Auflösung von 2540 dpi kann solch einen Rasterpunkt gerade wiedergeben. Ein 60er-Rasterpunkt entspricht ca. 150 dpi – das wäre auch theoretisch die erforderliche Eingabeauflösung.

Die Formel
Da jedoch bei der Analog-Digital-Wandlung Verluste (Abtast-Theorem) auftreten, wird hier ein zusätzlicher Q-Faktor (Q für Qualität) eingeführt. Dieser Faktor wird in der Regel mit 1,5 angesetzt, im Extremfall mit 2. Aus diesen Zusammenhängen ergibt sich die folgende Formel zur Berechnung der idealen Scanauflösung:

Scan-Auflösung = Rasterweite x 1,5 x Skalierungs-Faktor

Ein Beispiel: Es soll die Scan-Auflösung für ein 60er-Raster bei einem Skalierungs- Faktor von 1:1 errechnet werden. Da der Wert für das Raster in cm angegeben wird, kommt noch die Umrechnung von Zentimeter in inch dazu:

Scan-Auflösung = 60 lpcm x 2,54 cm/inch x 1,5 x 1 = 228,6 dpi


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