Ein gewöhnliches JPG-Foto arbeitet mit 8 Bit je Farbkomponente und kann nach der Umwandlung in RGB theoretisch 16.777.216 Farbkombinationen darstellen. Das entspricht der üblichen 24-Bit-Farbdarstellung aus jeweils 256 Abstufungen für Rot, Grün und Blau. In einer einzelnen Datei kommen jedoch meist deutlich weniger unterschiedliche Farben vor, weil Pixelzahl, Bildinhalt und JPEG-Komprimierung die tatsächlich verwendete Anzahl begrenzen.
So entstehen die rund 16,7 Millionen Farbkombinationen
Bei 8 Bit stehen für eine Komponente 2 hoch 8 und damit 256 Werte zur Verfügung. Für die drei RGB-Komponenten ergibt sich folgende Rechnung:
256 × 256 × 256 = 16.777.216
Diese Zahl bezeichnet mögliche Kombinationen, nicht zwingend ebenso viele sichtbare oder im Bild vorhandene Einzelfarben. Ein Foto mit zwei Millionen Pixeln kann beispielsweise höchstens zwei Millionen unterschiedliche Pixelwerte enthalten. Mehr verschiedene Farben als Pixel sind in diesem Bild nicht möglich.
JPEG speichert Farbfotos intern häufig nicht unmittelbar als Rot, Grün und Blau, sondern als Helligkeitskomponente und zwei Farbkomponenten im YCbCr-Modell. Beim Öffnen wandelt die Software diese Werte für die Anzeige gewöhnlich in RGB um. Die geläufige Angabe von 24 Bit beschreibt daher vor allem die daraus resultierende Farbdarstellung.
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Passende Anleitung öffnen →Farbtiefe und Farbumfang meinen nicht dasselbe
Die Farbtiefe bestimmt, wie viele Zahlenwerte beziehungsweise Abstufungen verfügbar sind. Der Farbumfang beschreibt dagegen, welche realen Farben diese Werte innerhalb eines Farbraums repräsentieren. Zwei JPG-Dateien können dieselbe Farbtiefe besitzen und dennoch Farben unterschiedlich wiedergeben, wenn sie verschiedenen Farbräumen zugeordnet sind.
Ein eingebettetes ICC-Profil hilft farbverwalteter Software bei der richtigen Interpretation. Fehlt ein Profil, behandeln viele Programme und Webanwendungen das Bild als sRGB oder stellen es ähnlich dar. Das ist jedoch keine Garantie dafür, dass jede Software eine unmarkierte Datei identisch interpretiert. Für eine verlässliche Darstellung im Web ist ein sauber nach sRGB konvertiertes und entsprechend gekennzeichnetes JPG meist die kompatibelste Wahl.
Warum ein JPG trotz 24 Bit sichtbare Farbstufen zeigen kann
Die theoretische Farbzahl verhindert keine Streifen in gleichmäßigen Verläufen. JPEG komprimiert verlustbehaftet und verarbeitet Bildbereiche in Blöcken. Bei kräftiger Komprimierung können feine Abstufungen zusammenfallen, sodass in einem Himmel, einer Studiowand oder einem weichen Schatten sichtbare Stufen entstehen.
Zusätzlich kann JPEG die Farbauflösung durch Chroma-Subsampling reduzieren. Dabei werden die Farbkomponenten räumlich gröber gespeichert als die Helligkeit. Für natürliche Fotos ist das häufig kaum auffällig, an farbigen Schriftkanten, Grafiken und feinen roten oder blauen Linien kann es jedoch zu unsauberen Übergängen kommen. Die Datei bleibt nominell ein 8-Bit-JPEG; die Kompression nutzt nur nicht jede theoretisch mögliche Abstufung an jeder Position unverändert.
Eine einfache Gegenprobe besteht darin, dasselbe Ausgangsbild einmal mit hoher und einmal mit niedriger JPEG-Qualität zu exportieren. Werden Abstufungen oder Farbkanten nur in der stärker komprimierten Fassung schlechter, liegt die sichtbare Einschränkung nicht an der theoretischen 24-Bit-Grenze, sondern an den gewählten Export- und Kompressionseinstellungen.
Welche Aussage für die Praxis zählt
- Für normale Fotos unterstützt ein übliches 8-Bit-JPG rechnerisch rund 16,7 Millionen RGB-Farbkombinationen.
- Die Zahl der im Bild vorhandenen Farben kann nie größer als seine Pixelzahl sein.
- Ein größerer Farbraum erhöht nicht die Zahl der Abstufungen, sondern verändert die durch diese Abstufungen abgedeckten Farben.
- Kompressionsstärke und Chroma-Subsampling beeinflussen, wie gut feine Farbunterschiede erhalten bleiben.
- Mehrfaches Speichern als JPG kann weitere Abweichungen erzeugen, weil bei jedem erneuten verlustbehafteten Export Bildinformationen neu quantisiert werden.
Für Fotos, die am Bildschirm oder im Web verwendet werden, reichen 8 Bit je Komponente normalerweise aus. Bei starken Farbkorrekturen und besonders empfindlichen Verläufen ist es sinnvoll, zunächst in einem Format mit höherer Farbtiefe zu bearbeiten und JPG erst als Ausgabedatei zu erzeugen. Das ursprüngliche Arbeitsbild sollte dabei erhalten bleiben.
Ausnahmen: 12-Bit-JPEG und Graustufenbilder
Die Angabe von rund 16,7 Millionen Kombinationen gilt für das übliche 8-Bit-Farb-JPEG. Das JPEG-Format kann grundsätzlich auch Dateien mit höherer Präzision enthalten, etwa 12 Bit je Komponente. Solche Dateien sind im normalen Foto- und Weballtag jedoch selten und werden nicht von jeder Software zuverlässig geöffnet oder verarbeitet. Ein 12-Bit-RGB-Bild hätte rechnerisch 4.096 × 4.096 × 4.096, also rund 68,7 Milliarden mögliche Kombinationen.
Ein Graustufen-JPG ist ein anderer Sonderfall: Es enthält keine unabhängigen Rot-, Grün- und Blauwerte. Bei üblicher 8-Bit-Präzision stehen dort 256 Helligkeitsstufen von Schwarz bis Weiß zur Verfügung.
Datei, Programm und Bildschirm begrenzen die sichtbaren Farben unterschiedlich
Die möglichen Farbwerte einer JPG-Datei sind nicht automatisch identisch mit den Farben, die am Ende sichtbar werden. Eine Bildbearbeitung kann das eingebettete Profil berücksichtigen, ein anderes Programm kann es ignorieren oder anders behandeln. Auch der Bildschirm besitzt einen eigenen darstellbaren Farbraum und eine eigene Farbtiefe. Farben außerhalb seines Bereichs müssen für die Anzeige angenähert werden.
Für die Beurteilung eines Fotos ist deshalb die Unterscheidung wichtig: Die JPG-Datei legt ihre gespeicherten Werte und ihr Profil fest; die verwendete Software und das Ausgabegerät entscheiden, wie diese Informationen sichtbar umgesetzt werden. Bei auffälligen Farbunterschieden lohnt sich ein Vergleich desselben Bildes in einer farbverwalteten Anwendung und im vorgesehenen Zielmedium.
Häufige Fragen zur Farbdarstellung von JPEG
Kann ein JPG auch nur Graustufen enthalten?
Ja. Ein Graustufen-JPEG verwendet gewöhnlich eine Helligkeitskomponente mit 256 möglichen Werten bei 8 Bit. Es benötigt keine drei RGB-Komponenten, auch wenn ein Programm das geöffnete Bild für die Anzeige intern in RGB umwandeln kann.
Gibt es JPEG-Dateien mit mehr als 8 Bit je Komponente?
Die JPEG-Familie kennt auch Varianten mit höherer Präzision, darunter 12 Bit je Komponente. Solche Dateien gehören jedoch nicht zum üblichen Austauschformat und werden von vielen Browsern, Bildprogrammen und Plattformen nicht zuverlässig unterstützt. Ein normales JPG sollte daher nicht ohne Prüfung als 12-Bit-Datei exportiert werden.
Kann ein JPG transparente Farben speichern?
Nein. Das klassische JPEG-Format besitzt keinen Alphakanal für Transparenz. Ein scheinbar transparenter Bereich wird beim JPG-Export mit einer festen Hintergrundfarbe verrechnet. Soll echte Transparenz erhalten bleiben, ist ein dafür geeignetes Format wie PNG erforderlich.
