Dots per inch
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dots per inch (dpi, Punkte pro Zoll) ist ein Maß für die Bildauflösung elektronischer Bilddateien und der Geräte, mit denen sie erstellt, verarbeitet oder wiedergegeben werden.
Genauer benennt man folgende Größen und deren Maßeinheiten der relativen Auflösung:
- Punktdichte in dpi (dots per inch)
- Pixeldichte in ppi (pixel per inch)
- Zeilendichte in lpi (lines per inch)
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[Bearbeiten] Absolute und relative Auflösung
Anzahl der Bildpunkte (Pixel, Dot) in einer Richtung oder insgesamt (Megapixel bei Digitalkameras).
- Die absolute Auflösung bestimmt die Datenmenge und damit die mögliche Wiedergabequalität einer Bilddatei.
- Die relative Auflösung ist die Anzahl der Bildbasiselemente pro Längeneinheit (dpi = dots per inch, ppi = pixel per inch, lpi = lines per inch); sie wird auch genauer Punkt-, Pixel- bzw. Zeilendichte genannt. Das Inch ist hierbei das internationale Zoll von 2,54 cm.
Bei Ein- und Ausgabegeräten (z. B. Scanner, Drucker, Bildschirme, Belichter usw.) gibt die relative Auflösung die Dichte der Bildpunkte an. Bei Bilddateien gibt die relative Auflösung an, mit welcher Dichte die Bildpunkte auf einem Ausgabegerät wiedergegeben werden sollen.
Statt der Dichte lässt sich auch die Größe eines einzelnen Bildpunktes bzw. die Dicke einer Linie oder Zeile angeben. Diese Methode kommt wegen der Verwendung metrischer Einheiten nicht nur dem nicht-amerikanischen Laien entgegen.
- Siehe auch ausführlicher Bildauflösung
[Bearbeiten] Beispiele
| Anwendung | dpi |
|---|---|
| 82-cm-Fernsehbildschirm (1366 × 768 Bildpunkte) | 50 |
| Poster DIN A0 | 50 |
| Poster DIN A1 | 75 |
| Zeitschriften | 300 |
| Laborabzüge (Fotos) | 300 |
| Thermosublimationsdrucker | 300 bis 400 |
| Laserdrucker | 300 bis 1200 (effektiv) |
| Tintenstrahldrucker | 300 bis 1200 (effektiv) |
| Flachbettscanner | 600 bis 1200 (effektiv) |
| hochauflösende 35-Millimeter-Filme | bis 3000 |
| hochwertige Filmscanner | bis 3600 (effektiv) |
| optische Computermäuse | 400 bis 4000 |
Eine Auflösung von 1200 dpi horizontal und 600 dpi vertikal entspricht bspw. einer Punktgröße von 211⁄6 × 421⁄3 µm. 1200 dpi horizontal bedeuten, dass sich 1200 Punkte in der Horizontalen auf 2,54 cm verteilen. Demnach hat ein Punkt in der Horizontalen eine Kantenlänge von
- 2,54 cm / 1200 = 0,00211(6) cm = 211⁄6 µm.
Da die Auflösung in der Vertikalen nur 600 dpi beträgt, ist hier ein Punkt deutlich „länger“, nämlich
- 2,54 cm / 600 = 0,0042(3) cm = 421⁄3 µm.
Daraus ergibt sich eine Gesamtfläche eines einzigen Punktes von
- 211⁄6 µm × 421⁄3 µm = 8961⁄18 µm².
In der folgenden Tabelle sind einige typische dpi-Werte für die Bildwiedergabe angegeben. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die effektive Auflösung von Druckern und Scannern häufig deutlich unter der physikalischen (also nominellen) Auflösung liegt. Durch die Drucktechnik bedingt werden bei Tintenstrahldruckern die Bildpunkte häufig innerhalb einer 8×8-Matrix gedruckt, so dass die effektive Auflösung um den Faktor acht kleiner ist als die physikalische. Bei Scannern ist die abbildende Optik häufig der begrenzende Faktor, so dass die durch kleine Schrittweiten des Vortriebs oder entsprechend kleine Scaneinheiten vorgegebenen physikalischen dpi-Werte in den gescannten Bildern teilweise bei weitem nicht erreicht werden.
[Bearbeiten] Unterschied zwischen dpi und ppi
Die Auflösung eines Scanners wird häufig in Bildpunkten pro Zoll (dpi) angegeben. Bei Bilddaten, die aus einem Scan oder einer digitalen Kamera entstehen, handelt es sich um Pixel pro Zoll (ppi). Zu einem „digitalen“ Pixel (z. B. in einem Bildbearbeitungsprogramm wie Photoshop) gehört immer ein Grauwert oder drei (RGB/Lab) bzw. vier (CMYK) Grundfarbwerte.
Der Unterschied zwischen Pixeln und Dots besteht darin, dass Pixel einer Bilddatei fiktive Rechengrößen sind. Sie werden durch Zahlenwerte (Helligkeit, Farbe, Position) definiert, und vom Bildbearbeitungsprogram je nach Zoom auf die tatsächlichen Bildpunkte des Bildschirms (die Lichtpunkte) umgerechnet (Rendering). Nur bei einer Darstellungsoption, die die Pixel der Bilddatei 1:1 auf die Bildpunkte des Schirmes abbildet („Originalgröße“) sieht man die vorhandene Bildinformation (die „Pixel“ der Datei) relativ realitätsnah.
Dots hingegen können sowohl in der Eingabeseite (Scanner) als auch auf der Ausgabeseite (Monitor, Drucker) über ihre (physikalische) Größe definiert werden, wobei der Scanner bei einem Dot unterschiedliche Helligkeiten analog erfasst und dann im A/D-Wandler in digitale Werte (in Pixel) umwandelt. Bei vielen Druckverfahren hingegen kann ein Dot entweder schwarz oder weiß sein. Halbtöne können nur durch ein Halbtonverfahren simuliert werden.
[Bearbeiten] Digitalkamera
Im Normalfall ist es nicht sinnvoll, bei einer Digitalkamera von einer Auflösung in PPI zu sprechen, da hierbei die absolute Angabe der Sensorelemente und die Größenangabe des lichtempfindlichen Sensors eine bessere Aussage treffen. Die physikalische Auflösung der Digitalkamera wird in Pixeln angegeben, dabei ist zu beachten, dass den Pixeln erst nach der Farbinterpolation Farbwerte zugewiesen werden. Die Auflösung eines bestimmten zu druckenden, digitalen Bildes in dpi hängt allein von der Größe des Bildes und der Pixelzahl ab und hat nichts mit der Auflösung der Kamera gemein.
[Bearbeiten] Monitore
Bei Monitoren spricht man häufig von deren dpi-Wert (siehe oben). Die dpi eines Monitors lassen sich durch die Anzahl der Bildpunkte in Relation zur Kantenlänge des dargestellten Bereiches ermitteln. Somit haben Monitore unterschiedlicher Größe bei gleicher „Auflösung“ (eigentlich: Pixelanzahl) unterschiedliche dpi-Werte. Bei den meisten Röhrenmonitoren lassen sich außerdem verschiedene Auflösungen-Stufen einstellen, die Anzahl der wirklich vorhandenen Bildpunkte kann jedoch nicht verändert werden.
Dennoch hält sich bis heute hartnäckig das Gerücht, Monitore arbeiten grundsätzlich mit einer Auflösung von 72 dpi. Diese Falschaussage wird auch heute noch an Schulen und Universitäten unterrichtet und hat ihren Ursprung in den Achtziger Jahren, wo zum Desktop Publishing tatsächlich genormte Monitore eingesetzt wurden, die mit einer Auflösung von 72 ppi betrieben wurden. Diese ermöglichten die Darstellung eines Print-Entwurfes in Originalgröße, wobei ein Pixel exakt einem typografischen Punkt (Maßeinheit in der Typografie (Drucktechnik)) entsprach.
[Bearbeiten] Bilddateien
In Bilddateien in den Formaten BMP, JPG und TIFF ist es möglich, im Dateiheader eine relative Auflösung anzugeben. Nicht alle Programme unterstützen jedoch diese Möglichkeit. Die relative Auflösung lässt sich frei einstellen und sagt nichts aus über die Qualität einer Bilddatei.
[Bearbeiten] Maßstabsgetreues Arbeiten
Wenn Bilder maßstabsgetreu wiedergegeben werden sollen, dann muss das wiedergebende Gerät (Monitor, Drucker) die nötige Wiedergabegröße kennen. Das kann durch Eintrag einer relativen Auflösung in den Dateiheader geschehen. Das wiedergebende Gerät kann dann aus der absoluten und der relativen Auflösung (beide im Dateiheader) die zu druckende Größe in Millimetern berechnen.
[Bearbeiten] Berechnungen
also: 
Das ist die einzige benötigte Formel. Diese Formel kann man jetzt noch nach den anderen Parametern umstellen:
entsprechend die Berechnung mit ppi, also mit Pixeln.
[Bearbeiten] Speicherbedarf eines Bildes
Der unkomprimierte Speicherbedarf eines Bitmap-Bildes berechnet sich wie folgt (dot/in entspricht „dpi“):
(Breite [cm] ÷ 2,54 cm/in · horizontale Auflösung [dot/in]) × (Höhe [cm] ÷ 2,54 cm/in · vertikale Auflösung [dot/in]) × (Farbtiefe [bit/dot] ÷ 8 bit/byte) = Speicherbedarf [byte]
Bei identischer horizontaler und vertikaler Auflösung reduziert sich dies zu:
(Breite [cm] × Höhe [cm]) ÷ (2,54 cm/in)² · (Auflösung [dot/in])² × (Farbtiefe [bit/dot] ÷ 8 bit/byte) = Speicherbedarf [byte]
