Um die Welt der digitalen Bilder und den Druck zu verstehen, ist es wichtig, die Verbindung zwischen Pixeln, Zentimetern und DPI (dots per inch) zu kennen. Dieser Artikel führt Sie in die Grundlagen der Bildauflösung ein und erklärt, wie Pixel in physische Maßeinheiten umgerechnet werden können.
Wir werden sehen, warum die DPI-Zahl entscheidend ist, um die Qualität eines Bildes sowohl auf dem Bildschirm als auch im Druck zu bestimmen. Außerdem gehen wir darauf ein, wie die Größe eines Bildes in Zentimeter berechnet wird, welche Auswirkungen die DPI-Zahl auf die Druckgröße hat und wie man DPI-Werte anpassen kann.
Physikalische Grundlagen
Die Umrechnung von Pixel in Zentimeter ist keine direkte Umrechnung. Denn bei der Angabe Pixel handelt es sich um eine Anzahl — eine Zählgröße — bei der Angabe Zentimeter dagegen um eine Länge. Es wird daher noch die Angabe benötigt, wie viele Punkte (oder Pixel) sich auf einer Längeneinheit befinden. Diese Angabe ist die dpi Zahl (dots per inch). Die Größe wird jedoch standardmäßig auf das Längenmaß „Inch“ oder „Zoll“ angegeben. Zusätzlich wird also die Umrechnung von Inch auf Zentimeter benötigt. Ein Inch entspricht ungefähr 2,54 Zentimetern.
In der Drucktechnik beziehungsweise im Mediendesign werden verschiedene standardisierte Größen für dpi verwendet. 72 dpi zum Beispiel eignen sich perfekt zur Darstellung am Bildschirm bei schnellen Ladezeiten aus dem Internet. Erst ab 300 dpi ist eine Grafik jedoch für den professionellen Ausdruck geeignet.
Wie groß sind 1024 x 600 px?
Wer erfolgreich im Mediendesign beziehungsweise in der Drucktechnik arbeiten will, muss mit den Kenngrößen dpi, Pixel und Zentimeter (oder Inch) spielen können. Mit der Zeit entwickelt sich ein Gefühl für die Größenordnungen und Zahlen.
Als Beispiel wird hier von einer Grafik im Internet mit 72 dpi ausgegangen. Ein häufig verwendetes Maß für Bilder zum Beispiel in der digitalen Fotografie ist 1024 x 600 px.
Um nun die Zentimeter für das Bild auszurechnen, müssen die Einheiten erst einmal auf ein identisches Maß gebracht werden. 72 dpi entsprechen dabei 28,35 px/cm (Rundungsangabe). Hierbei handelt es sich weiterhin um die gleiche physikalische Größe, nur in anderen Einheiten. Dots und Pixel sind dabei identisch und beschreiben schlicht einen Bildpunkt. Jetzt erfolgt die Umrechnung von Inch in Zentimeter: 1024 px : 28,35 px/cm = 36,12 cm.
Die Einheit von 1024 Punkten entspricht unter diesen Bedingungen einer Länge von 36,12 cm. Die Einheit von 600 Punkten korrespondiert mit circa 21,17 cm.
Legt man der gleichen Betrachtung eine druckbare dpi-Zahl von 300 dpi zugrunde, sinkt die Druckgröße des Bildes auf rund 24 % (was dem Verhältnis zwischen 72 dpi zu 300 dpi entspricht). Unter diesen Umständen kann die gleiche Grafik also nur noch auf rund 8,67 cm Breite und 5,08 cm Länge gedruckt werden.
Formel Umrechnung dpi – Pixel – Zentimeter
Wer sich hobbymäßig oder auch professionell mit der Bildbearbeitung oder der Erstellung von Druckerzeugnissen beschäftigt, sollte hier einen ganz besonderen Wert auf die Zahlen legen. Ein schnelles Abschätzen der entsprechenden Verhältnisse kann hier von großem Vorteil sein. Mit etwas Übung weiß man so auf Anhieb, dass 72 dpi ungefähr 28 px/cm entsprechen, während 300 dpi 118 px/cm entsprechen.
- 300dpi Bildauflösung entsprechen 118 px/cm (Pixel pro Zentimeter)
- 150dpi Bildauflösung entsprechen 59 px/cm (Pixel pro Zentimeter)
- 100dpi Bildauflösung entsprechen 39 px/cm (Pixel pro Zentimeter)
- 72dpi Bildauflösung entsprechen 28 px/cm (Pixel pro Zentimeter)
Die Größen 72 dpi und 300 dpi sind jedoch die am meisten verwendeten Größen. Weitere Zwischengrößen sind vor allem in der Drucktechnik interessant. Bei 150 dpi erreicht man eine gute Digitaldruck-Qualität, beispielsweise zum Bedrucken von Fotogeschenken wie Tellern oder Frühstücksbrettchen, wohingegen man beim Offsetdruck 300 dpi für eine gute Qualität wählen sollte. Fotos hingegen können mit 100 dpi (Digitaldruck) und mit 250 dpi (Offsetdruck) noch einigermaßen gut aussehen. Es kann jedoch passieren, dass das Bild Details verliert.
Grundsätzlich kann man Bilder, die eine geringe dpi Zahl besitzen, auf eine höhere dpi Zahl hochrechnen. Das gelingt jedoch nur mit entsprechend ausgeklügelten Interpolations-Algorithmen. Andernfalls verändert sich die Qualität der Bilder nicht. Eine Interpolation, die später vom Betrachter nicht als Qualitätsverlust sichtbar ist, sollte jedoch nur von Profis vorgenommen werden.
Nachträgliche Anpassung am DPI/PPI Wert
Oft wird die Frage gestellt, ob man den DPI/PPI-Wert nachträglich ändern kann. Ja, das kann man. Man wird dabei möglichst anstreben, dass die Bilddaten unversehrt bleiben. Möglich wird das zum Beispiel durch den Einsatz sogenannter EXIF-Manipulationsprogramme. Mit diesen lassen sich die Meta-Daten verlustfrei anpassen. EXIF-Daten (Exchangeable Image File Format) sind bekanntermaßen ein üblicher Standard, mit dem Digitalkameras bestimmte Daten, wie etwa Datum und Uhrzeit einer Aufnahme, Belichtungszeit, aber auch die Bilddichte (dpi/ppi), abrufbar machen. Diese Daten werden Meta-Daten genannt, weil es sich nicht um Bilddaten selbst, sondern um Daten zu dem Bild handelt.
Auch gute, gängige Bildbearbeitungsprogrammen ermöglichen sowohl den Zugriff auf die Meta-Daten als auch die verlustfreie Anpassung des DPI/PPI-Werts.
Bevor man an das Ändern geht, sollte man dabei verstanden haben, was man durch eine Anpassung des DPI/PPI-Werts erreicht. Verändert man allein den DPI/PPI-Wert, dann ändert man das Verhältnis zwischen relativer Auflösung und Druckgröße. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge ermöglicht das Spiel mit drei Größen.
Zur Veranschaulichung: Ein Bild hat 1200 Pixel und eine relative Auflösung von 600 ppi. Es ist dann 2 Inch (5,1 cm) breit. Wird der DPI/PPI-Wert mit 1200 Pixel auf 300 ppi halbiert, verdoppelt sich die Bildbreite auf 4 Inch (10,16 cm). Daraus ergibt sich also folgender Zusammenhang:
Pixelwert./. DPI/PPI-Wert = Bildbreite in Inch.
Mit dieser Formel kann man sich auch eine bestimmte Bildbreite vorstellen und dann den entsprechenden PPI-Wert errechnen. Wer nicht selbst rechnen möchte, nimmt ein gutes Bildbearbeitungsprogramm zu Hilfe, welches den DPI/PPI-Wert unter den Meta-Daten auswertet. Dieses ermöglicht die flexible Einstellung bestimmter Werte über Einstelldialoge. Bleibt man innerhalb der Proportionalität, werden im Dialog mit dem Programm bei der Veränderung eines Wertes automatisch die anderen angepassten Werte angezeigt. Das gilt auch für den DPI/PPI-Wert, wenn man beispielsweise eine bestimmte, gewünschte Bildbreite einstellt.
Wenn man sich mit der Änderung des DPI/PPI-Werts auseinandersetzt, muss man auch die Unterscheidung zwischen dessen Änderung und einer Umskalierung der absoluten Auflösung kennen. Die absolute Auflösung kann in manchen Bearbeitungsprogrammen neben der Änderung des DPI/PPI-Werts vollzogen werden. Hier muss man also wissen, was man wirklich ändern will:
Die absolute Auflösung zeigt auf, aus wie vielen Bildpunkten eine Zeile besteht und aus wie vielen Bildpunkten eine Spalte besteht. Dagegen enthält die relative Auflösung Informationen über die einzelnen Bildpunkte eines Bildes, die in der Bilddatei in Form von Zahlenwerten digital gespeichert sind. Wenn man ein Bild skaliert, strebt man gleichzeitig eine Änderung der relativen Auflösung sowie der Druckgröße auf bestimmte, gewünschte Werte an. Dabei wird eine Änderung der absoluten Auflösung zwingend, was zumindest bei der Vergrößerung von Pixelgrafiken immer zu Verlusten bei der Bildqualität führen wird. Im Zweifelsfall wird man daher die bloße Anpassung des DPI/PPI-Werts vorziehen.
Eine Änderung der absoluten Auflösung ist dagegen angemessen, wenn man durch deren Verkleinerung bei der elektronischen Übertragung von Bilddateien Bandbreite sparen möchte. Auch, wenn man Fotos für die Wiedergabe auf eine Internetseite vorbereitet, kommt man an der Skalierung nicht vorbei. Die gängigen Browser geben eine Änderung des DPI/PPI-Werts nicht wider.
DPI/PPI Wert – von Falschannahmen und Missverständnissen
Im bildverarbeitenden Gewerben, aber auch auf vielen Webseiten stößt man häufig auf Vorgaben wie:
- Bilder müssen für den Druck einen DPI/PPI-Wert von 300 haben.
- Bilder müssen einen DPI/PPI-Wert von 300 haben und Seitenlänge von 1500 Pixeln haben.
Kaum jemand hinterfragt diese vermeintlich zwingenden Qualitätsanforderungen. Dabei lassen diese nicht selten erkennen, dass jemand das Thema DPI/PPI-Wert nicht vollständig durchdrungen hat. Der alleinige Fokus auf den DPI/PPI-Wert führt vielfach in die Irre.
Die Angabe eines PPI-Werts muss für seine Wertigkeit auch die Relation zur Druckgröße und zu den Pixelwerten berücksichtigen. Zwar ist ein Wert von 300 dpi/ppi ein guter Ausgangswert, für sich genommen aber ohne Druckgröße und Berücksichtigung der Pixel wenig aussagekräftig.
Schaut man sich die Formel aus dem vorigen Kapitel nochmals an, macht die Forderung nach einem bestimmten DPI/PPI-Wert allein in Bezug auf die später gewünschte Druckgröße keinen Sinn. Ein Bild mit 24 Megapixeln lässt sich selbst bei geringeren DPI/PPI-Werten auf eine ansprechende Druckgröße bringen, während das bei einem Bild von 1200 Pixeln tatsächlich schwierig werden wird.
Auch die Kantenlänge und den PPI-Wert miteinander zu verbinden, zeugt von einem gewissen Unverständnis zum Thema. Die Kantenlänge sollte man hier auf die absolute Auflösung beziehen, die einen eigenen Maßstab für die Qualität eines Bildes bildet. Deshalb macht die Forderung nach dem PPI-Wert hier keinen Sinn, weil er zu diesem Maßstab in Bezug auf die allgemeine Qualität wenig sinnvoll in Beziehung gesetzt werden kann.
Allerdings kann man Kantenlänge und DPI/PPI Wert durchaus nutzen, um zu berechnen, wie groß ein Bild verlustfrei gedruckt werden kann, wenn man eine bestimmte Auflösung haben will. Hierzu würde man die Seitenlänge durch den DPI/PPI-Wert teilen. Hat man etwa eine Bild mit der Seitenlänge 1500 x 1500 Pixel und 300 dpi, ergibt sich eine maximale Bilddruckgröße von jeweils 5 Zoll = 12,7 cm in der Seitenlänge.
Wer die Thematik DPI/PPI-Wert und seine Beziehungsgrößen verstanden hat, kann mit allen Werten entsprechend arbeiten. Man wird sich dann auch nicht durch wenig sinnvolle Qualitätsanforderungen bei der Einreichung von Bilddateien verwirren lassen.