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Scanner-Auflösung (DPI) Einige wichtige Begriffe, die immer wieder zu Mißverständnissen führen, jedoch bedeutsame Grundlagen der Bildverarbeitung darstellen, sollen an dieser Stelle kurz erläutert werden.

Eingabe-Auflösung Auflösung ist, allgemein bezeichnet, die Anzahl der feinsten Bildpunkte oder Pixel (Kunstwort aus Picture und Element), die ein Abtastgerät (z.B. Scanner) 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 Auflösung / interpolierte Auflösung Die optische Auflösung wird auch als physikalische Auflösung bezeichnet. Sie gibt an, wieviele Linien oder Punkte pro inch oder cm tatsächlich von der CCD und der Optik des Scanners differenziert, d.h. 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.

Graustufen Graustufen sind bei der Scannertechnologie äußerst bedeutsam, da für die Wiedergabe von Halbton-Vorlagen der Scanner jeden Bildpunkt mit einer gewissen Datentiefe abtasten können muß, um die verschiedenen Graustufen oder auch Tonwerte einer Vorlage wiedergeben zu können. Ein guter Scanner sollte 256 Tonwerte (8 bit) oder Graustufen wiedergeben können, muß aber, um bestimmte Vorlagen qualitativ abtasten zu können, intern mehr als 256 Tonwerte verarbeiten können. Warum, wird auf der folgenden Seite erläutert.

Raster-Weite (LPI) 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 über Raster-zellen-Bildung Graustufen simuliert.

Abb. 1

Raster-Matrix eines Bildpunktes mit Graustufen; aufgebaut aus den einzelnen Belichter-Pixeln

Ein Bildpunkt vom Scanner wird über eine Rastermatrix (in der Regel eine 16x16-Matrix) umgesetzt. Ist ein Rasterpunkt schwarz, können bis zu 256 Belichterpixel in der Rasterzelle gesetzt sein. Bei einem Raster mit 152 lpi befinden sich 152 Rasterzellen je Inch nebeneinander. Die Maßangabe lpi (lines per inch) wird oftmals mit der Druckerauflösung durcheinandergebracht. Die Druckauflösung wird in der Regel in dpi angegeben. (In Deutschland wird bei Belichtern in Druckerkreisen meist lpcm für die Auflösung des Druckers als auch für die Rasterweite angegeben.)

Im folgenden noch einmal die Maßangaben in der Übersicht:

• Druckerauflösung: dpi /dpcm (lpcm) Rasterweite: lpi /lpcm

Die Bilder auf der linken Seite zeigen den Effekt unterschiedlicher Scanner-und Rasterauflösung. Bild 1 zeigt einen normalen Scan mit 220 dpi ausgegeben auf dem Laserdrucker mit 120 lpi. Bild 2 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung. Bild 3 zeigt einen Scan mit sehr geringer Auflösung (unter 72 dpi), mit 120 lpi ausgegeben. Bild 4 zeigt den Scan in Abb.2 ausgegeben mit nur 20 lpi.

Berechnung der Scan-Auflösung

Hohe Scanauflösung hat nur für den Strichbereich Bedeutung. Im Strichbereich sollte die Auflösung nicht unter 800-1000 dpi liegen.

Die Auflösung, mit der optimalerweise gescannt wird, sollte nicht dem Zufall überlassen oder nach dem Motto "je höher, desto besser" festgelegt werden. Zum Verständnis: Graustufen werden bei Ausgabe auf einem Belichter in eine 16x16-Matrix umgesetzt, d.h. ein Rasterpunkt enthält idealerweise 256 Einzelpixel. Wird nun eine Halbtonvorlage im 60er-Raster ausgegeben, wird jedes Graustufenpixel in eine 16x16-Matrix umgesetzt. Ein Belichter mit einer Auflösung von 2540 dpi kann solch einen Rasterpunkt gerade wiedergeben. Ein 60er- Rasterpunkt entspricht ca. 150 dpi und das wäre auch theoretisch die erforderliche Scanauflösung. Da jedoch bei der Analog-Digital-andlung Verluste auftreten, wird hier ein zusätzlicher Q-Faktor (Q für Qualität) eingeführt. Dieser Faktor ist in der Regel 1,5, im Extremfall 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 1:1 Skalierungs- Faktor errechnet werden. Da der ert für Raster in cm berechnet worden ist, muß er in lpi umgerechnet werden (durch Multiplizieren mit 2.54).

Scanauflösung = 150 dpi x 1.5 x 1 = 225 dpi

Die resultierende Dateigröße wäre bei einer A4-Seite für Schwarz- Weiß-Halbton 5,77 MB,für Farbe 17,3 MB. Bei 300 dpi würde sich die nahezu doppelte Dateigröße ergeben. Das zeigt, wie wichtig es ist, die richtige Auflösung zu wählen, da ansonsten Speicherbedarf und Verarbeitungszeiten drastisch ansteigen.

Für ein 48er-Zeitungsraster und einen Skalierungs-Faktor von 50% ergibt sich folgende Rechnung:

Scanauflösung = 122 dpi x 1,5 x 0,5 = 91,5 dpi

Soll auf das Doppelte vergrößert werden, erhöht sich entsprechend die Auflösung aus der Formel:

Scanauflösung =1 22 dpi x 1,5 x 2 = 366 dpi.

-- DetlevLengsfeld 2006-09-10 10:04:45

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Linux/Bildverarbeitung/Scannen/Fachbegriffe (last modified 2008-11-04 07:00:03)