RAW oder JPG – Die Gretchenfrage der Hobbyfotografen

Und wieder ein Blog-Artikel mit den Vor- und Nachteilen von RAW und JPG? Echt jetzt? Das mögen nun sicher einige denken. Die Antwort lautet: Ja, die Zeit möchte ich mir gerne nehmen.

Die Frage “ob fotografieren in RAW besser als in JPG ist”, ist in Foren sehr beliebt und wird häufig gestellt. Und auch wenn es eigentlich nur drei Antworten darauf geben kann (nämlich “ja”, “nein” und “kommt drauf an”) ist die gefühlte Anzahl an Meinungen vielfältiger. Ich persönlich glaube ja, dass es so viele Blog-Artikel zu dem Thema gibt weil das Thema häufig sehr hitzig diskutiert wird und weniger, weil das Thema an sich so wichtig wäre. Aber manch ein Zeitgenosse macht an der Entscheidung RAW vs. JPG den Status seines Gegenübers als “Fotograf” oder “Knipser” fest und dann wird halt emotional diskutiert. Ich selber möchte mit diesem Artikel meine persönliche Meinung wiedergeben und an einem Beispiel zeigen, warum ich diese Meinung letztlich vertrete. Ich werde mich künftig bei solchen Diskussionen zurück halten und guten Gewissens einfach auf diesen Artikel verlinken.

Übrigens habe ich in der Überschrift des Artikels den Ausdruck “Hobbyfotografen” bewusst gewählt, weil diese Gretchenfrage meist eben Hobbyfotografen umtreibt. Denn wer von Fotografie lebt (=Profi), weiß instinktiv wann er RAW oder JPG benutzt – das ist eine schlichte Kosten-/Nutzen Rechnung, die es zu betrachten gilt. Und hier wählen viele Profis (Sport-, Presse-, Event-Fotografen) bewusst JPG, da dieses Format einfach mehr Vorteile mit sich bringt hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit.

Der folgende Artikel wird sich nachfolgend in 5 Absätze gliedern:

  1. Signalverarbeitung und Bit-Tiefen
  2. Vor- und Nachteile von RAW Dateien
  3. Vor- und Nachteile von JPG Dateien
  4. Bedeutung für die Bildbearbeitung
  5. Mein persönliches Fazit

Sollten dir Begriffe wie Bayer-Sensor, Bayer-Matrix und Bit-Tiefe geläuftig sein, kannst du Absatz 1 überspringen.

1. Signalverarbeitung und Bit-Tiefen

Eigentlich jedem digital fotografierenden Menschen ist klar, dass irgendwo in der Digitalkamera ein Sensor und ein paar Chips sitzen, die es schaffen Licht in Bilder zu “übersetzen”. Doch wie funktioniert das grob?

Wenn Licht auf die Fotozellen des Sensors trifft, verursacht es dort eine elektrische Spannung die sich messen lässt. Je mehr Licht auf eine Fotozelle trifft, desto größer ist die gemessene Spannung. So weit, so gut. Das Problem daran ist, dass die Fotozellen (Pixel) “farbenblind” sind. Und ich meine keine “Rot-Grün-Schwäche”, sondern wirklich farbenblind. Das Signal eines Pixels enthält keinerlei Farbinformationen, nur Helligkeitswerte von ganz schwarz bis ganz weiß.

Nun fotografieren wir heute in der Regel aber farbig, also müssen die Farbinformationen durch einen Trick ins Bild gebracht werden. Man stülpt dazu dem Sensor eine Art Brille aus rotem, grünem und blauem “Brillenglas” über und ordnet diese Farben abwechselnd an. Ein Pixel “sieht” rotes Licht, ein anderes “sieht” nur blaues Licht, dann wieder eines nur grünes Licht usw. – Üblicherweise ist es so, dass 50% der Pixel grün , 25% der Pixel rot und 25% der Pixel blau “sehen”, so wie es in der folgenden Abbildung 1 schematisch dargestellt ist.

Bayer-Matrix
Abb.1: Bayer-Matrix

Bayer-Matrix

Die ganze Anordnung wir nach seinem Erfinder auch “Bayer-Matrix” genannt, Sensoren mit solch einem Filter werden Bayer-Sensoren genannt. Durch diesen Trick besitzt nun jedes Pixel indirekt eine Farbinformation, auch wenn es nach wie vor eigentlich nur Helligkeitswerte messen kann. Der Grund, warum es doppelt so viele grüne wie rote und blaue Pixel gibt ist übrigens der, dass das menschliche Auge im grünen Bereich am empfindlichsten ist und die Bayer-Matrix dieser natürlichen Empfindlichkeit Rechnung trägt.

Um ein Farbbild aus diesem “Mosaik” zu generieren kommt nun Mathematik ins Spiel. Algorithmen rekonstruieren die RGB-Farbinformation aus den Daten des Pixels sowie seinen 8 umliegenden Pixeln. Dieser Prozess nennt sich “Demosaicing” und es gibt verschiedene Rechenverfahren für diese Art der Farbrekonstruktion. Als Resultat dieser Rechnungen erhält jedes Pixel einen R,G,B Farbinformationssatz, wobei imWesentlichen ein Farbkanal gemessen und zwei Farbkanäle interpoliert sind.

Der Analog-Digital Wandler und die Bit-Tiefe

Die Helligkeitswerte der Pixel liegen am Sensor erst einmal “analog” als messbare Spannung an. Diese Spannung muss in ein digitales Signal überführt werden. Für diese Aufgabe ist der Analog-Digital Wandler (A/D-Wandler) zuständig. Dieser liest die Spannungen aus und macht daraus digitale Zahlenwerte. Diese werden an die Signalverarbeitung übergeben, welche daraus per Interpolation (Demosaicing) die fehlenden R,G, oder B Werte berechnet. Diese R,G,B Werte werden dann als Zahl für jedes Pixel digital festgehalten. Wie groß eine digitale Zahl maximal sein kann, wird von der Anzahl der Bits (der Einsen und Nullen) festgelegt, die diese Zahl maximal enthalten kann. Allgemein ist die maximale Zahl = 2^n mit n = Anzahl der Bits.


Bitte ein Bit:
Ein Bit ist ein elektronischer Zustand, der entweder “aus” (0) oder “an” (1) bedeutet. Ein Bit hat also zwei Zustände und kann somit für zwei Zahlen stehen. Um angefangen bei Null die Zahl 3 in Bit-Schreibweise auszudrücken, braucht es schon 2-Bit:
00 = Null
01 = Eins
10 = Zwei
11 = Drei
usw….
Wenn “n” die Anzahl der Bits ist, ist die höchste darstellbare Zahl mit n-Bits immer 2 hoch n (2^n)


Bei den RAW Dateien der meisten Hersteller steht jedem Farbkanal (R,G,B) eines Pixels maximal 14-Bit zur Verfügung. Die Information des Farbkanals kann dann in 2^14 = 16384 verschiedenen Abstufungen dargestellt werden. Die Information “Schwarz” hätte den Zahlenwert 0, die Information “Weiß” den Zahlenwert 16384, alle anderen Abstufungen hätten dazwischen Platz. Da jeder der drei Farbkanäle eines Pixels 14-Bit hat, ergeben sich daraus 16384^3 = 4,4 Billionen (deutsche, nicht amerikanische Billionen) mögliche Farben!

Beim JPG Format sind anstatt 14-Bit generell 8-Bit je Farbkanal vorhanden. Alle Helligkeitswerte von Schwarz bis Weiß könnten in 2^8 = 256 verschiedenen Abstufungen dargestellt werden. Das sind 64-mal weniger als bei einem 14-Bit RAW. Die Anzahl der maximal möglichen Farben reduziert sich auf 256^3 = 16,7 Millionen Farben (wobei das immer noch mehr sind, als unser Auge unterscheiden kann).

2. Vor- und Nachteile von RAW Dateien

RAW Dateien haben eine umfangreiche Abstufung in den Helligkeitswerten der einzelnen Farbkanäle, meist mit einer Bit-Tiefe von 14-Bit je Kanal. Die Daten des Sensors sind zum Großteil unverfälscht enthalten und können bzw. müssen nachträglich in einer geeigneten Softwareumgebung “entwickelt” werden. Per RAW-Entwickler muss entrauscht und geschärft werden. Die Farbsättigung ist meist noch nicht optimal. Später muss der Anwender noch Weißabgleich, Kontrast und eine ganz Reihe anderer Einstellungen nach Geschmack einstellen. Alles Dinge, die im JPG-Modus von den Kameraprozessoren übernommen werde. Die Bearbeitung ist aufwendig, bringt aber für Bildbearbeiter die meisten Möglichkeiten mit sich und führt so zur maximal möglichen Bildqualität.

Vorteile des RAW Formats:

  • hohe Bit-Tiefe
  • maximale Bearbeitungsmöglichkeiten
  • manipulationssicher (Eine RAW Datei kann nicht geändert werden)
  • verlustfreie Korrekturen geringer Über- und Unterbelichtungen möglich
  • das “Kamera JPG” lässt sich jederzeit aus einem RAW generieren

Nachteile des RAW Formats:

  • große Dateien (ca. 2,5 bis 5 mal so groß wie JPG) und dadurch:
  • viel Speicherplatzbedarf
  • langsamere Schreibgeschwindigkeit auf die Speicherkarte (Sportfotos, Serienbilder)
  • spätere Entwicklung per Software ist zwingend notwendig
  • Nachbearbeitung erfordert leistungsfähige Hardware (PC)
  • RAWs werden nur von speziellen Softwareprogrammen unterstützt

3. Vor- und Nachteile von JPG Dateien

Bei JPG Dateien sind Prozesse wie Entrauschen, Schärfen, die Anpassung von Kontrast, Weißabgleich etc. schon kameraintern durchgeführt worden und die 14-Bit Ausgangsdaten sind auf 8-Bit JPG herunter gerechnet. Hinzu kommt eine leichte Kompression, die wieder ein wenig Qualitätsverlust mit sich bringt. Aber: JPG ist DAS internationale Format für Bilder, online wie offline. Es ist genormt, wird weltweit und netzweit verstanden, ist platzsparend und enthält mit 16 Millionen Farben immer noch wesentlich mehr Informationen, als unser Auge auflösen oder der beste Fotodrucker drucken kann.

Vorteile des JPG Formats

  • kleine Dateien
  • genormtes Dateiformat
  • Schnelleres Schreiben auf Speicherkarten, ideal für Sport- und Serienfotos
  • Bildqualität prinzipiell für fast alle Anwendungen geeignet
  • lesbar von eigentlichen allen Software-Anwendungen

Nachteile des JPG Formats:

  • geringere Bit-Tiefe in den Farbkanälen
  • unwiederbringlicher Informationsverlust beim Übergang RAW -> JPG
  • bei steigender Komprimierung sinkende Bildqualität
  • bedingt durch den Algorithmus in homogenen Farbflächen oft Pixel-Blöcke von 8×8 Pixeln bei hoher Kompression
  • nur begrenzte Möglichkeiten in der Bildnachbearbeitung
  • keine nachträgliche Belichtungskorrektur oder Rettung von abgesoffenen Schattenbereichen möglich

4. Bedeutung für die Bildbearbeitung

Wenn die Belichtung eines Bildes passt und spätere Anpassungen bei Farben, Kontrasten und Gradationskurvem nicht notwendig sind, dann ist das JPG die ideale Wahl. Einen kleinen Tick heller oder dunkler kann das Bild noch gut gemacht werden, andere Bildeinstellungen wie Kontraste können auch ein klein wenig verändert werden und ein geringer Farbstich lässt sich meist auch entfernen, ohne dass das JPG in der Bildqualität merklich leidet.

Die Grenzen sind aber vor allem dann schnell erreicht, wenn man z.B. dunkle Details in Schatten wiederherstellen möchte oder einen zu hellen Himmel noch retten will. Ich fotografiere sehr gerne und regelmäßig in Ruinen und verlassenen Orten mit starken hell/dunkel Kontrasten in den Zimmern. Möchte ich nicht aus jedem Bild ein HDR aus einer Belichtungsreihe machen, dann ist eine RAW Entwicklung für mich unerlässlich. Dies möchte ich an einem Beispiel verdeutlichen.

Beispiel: Detailrekonstruktion in Lichter- und Schattenbereichen

Als Ausgangsbild habe ich ein RAW aus einer alten, ruinösen Fabrikhalle an einem sehr sonnigen Tag gewählt. Die Kamera stand auf automatischer Belichtungsmessung und tat in dieser anspruchsvollen Lichtsituation ihr Bestes, hat auf den Himmel belichtet und alle Schatten absaufen lassen. Diese RAW Datei habe ich zuerst in Canon DPP geladen und mit den Standard-Kameraeinstellungen als JPG entwickelt. Dies entspricht den Resultaten die ich erhalten hätte, wenn ich in JPG mit Standardvorgaben fotografiert hätte. Danach habe ich das RAW und das aus DPP entwickelte JPG in Adobe Lightroom geladen und versucht, Details in den hellen und dunklen Bereichen zu retten. Nach Import in LR (RAW mit Camera-Standard Pofil, JPG ohne Profil) sehen die Dateien recht identisch aus, wie auch zu erwarten:

Abb. 2: Ausgangsbilder RAW/JPG nach Import

Lichter

Nun hab ich zuerst versucht, die Informationen in den hellen Bereichen zu bearbeiten um zu zeigen, wie viel Infos jeweils noch im Himmel stecken. Dazu habe ich die Lichter in beiden Bildern um -50 reduziert und die Belichtung insgesamt um +2 angehoben um mehr Details im Himmel sichtbar zu machen.  Das Resultat ist in Abb. 3 zu sehen und es ist deutlich zu erkennen, dass im RAW wesentlich mehr Strukturen im Himmel vorhanden sind als im JPG.

Abb. 3: Rekonstruktion der Details in den Lichtern

Schatten

Ähnlich sieht es in den Details der Schattenbereiche aus. Was ein Anheben der Schatten um +50 in den Bildern aus Abb. 3 ergibt, lässt sich in Abb. 4 sehen.  Auch hier ist das Resultat eindeutig und der qualitative Unterschied zwischen RAW und JPG signifikant.

Abb. 4: Wiederherstellung der Details in den Schatten

Zu erwähnen ist noch, dass das RAW aus dem oberen Beispiel noch nicht geschärft, entrauscht oder vom Kontrast her optimiert war, während dies vorher beim JPG schon durch Canon DPP und den Bildstil “Standard” erfolgt ist. Durch weitere Schritte in der RAW Bearbeitung ließe sich der qualitative Unterschied in diesem Beispiel noch deutlicher herausarbeiten.

Woher kommt das Resultat?

Im Wesentlichen durch die Bit-Tiefe in den Farbkanälen. Ein kurzer aber genauer Blick auf die Schattenoptimierung hilft. Angenommen die dunkeln Bereiche in Abbildung 4 repräsentieren die dunkelsten 10% der Helligkeitswerte und diese sollen aufgehellt werden. In einem RAW mit 14-Bit Farbtiefe sind dann ca. 1630 Tonwerte vorhanden, die angehoben werden können. In einem 8-Bit JPG sind dies nur noch ca. 26 Tonwerte. Kommt es im RAW durch die Aufhellung “nur” zur Rauschzunahme, führt dies beim JPG merklich zu Detailverlust, Artefaktbildung und Tonwertabrissen.

5. Mein persönliches Fazit

JPG für Profis?

Viele Profis müssen Bilder liefern, oft sogar sehr schnell und zügig (z.B. Eventfotografen). Hier bietet sich, auf jeden Fall JPG an. Professionelle Sport- und Naturfotografen werden in der Regel auch eher JPGs bevorzugen, weil die Kameras so meist viel länger im Serienmodus durchhalten. Viele Amateure fotografieren zu Dokumentationszwecken auf Feiern und Ausflügen und sind hier ebenfalls mit JPG super bedient. Und auch wer eine Abneigung gegen konsequentes Nachbearbeiten hat, ist bei JPG genau richtig. Die Bildqualität der JPGs aus den heutigen Kameras reicht für sämtliche elektronischen und analogen Ausgabeformate völlig aus. Man stelle sich nur mal einen Zeitungsfotografen vor, der ein Schützenfest in RAW fotografiert, alle Bilder entwickelt und bearbeitet um dann 10 Stück einzureichen, damit 2 Stück davon auf Zeitungspapier gedruckt werden ….

Dagegen ist RAW eher für Fotografen, die ihre Bilder generell nachbearbeiten möchten und dazu die vollen Möglichkeiten des Ausgangsbildes benötigen. Auch wer oft in sehr kontrastreichen Szenen fotografiert (Innenräume mit hellen Fenstern, direkt Sonneneinstrahlung), lernt mitunter das RAW Format schnell zu schätzen. Jedoch ist hierzu ein bisschen Einarbeitung in RAW Entwicklung notwendig und der notwendige Zeitaufwand nach dem Fotografieren erhöht sich merklich.

Meine Empfehlung

Ich selber fotografiere immer in RAW. Auf Feiern oder z.B. auf einer Hochzeit auch gerne in RAW + JPG. Von “belanglosen” Bildern die gut Belichtet sind verwende ich dann das JPG, von schlechter belichteten Bildern oder Bildern die sehr wichtig sind (Braut- und Paarbilder bei einer Hochzeit z.B.) wird das RAW entwickelt. Ein RAW hab ich aber immer auf der Karte.

Ich kann nur empfehlen auch mal in RAW zu fotografieren wenn man es bisher noch nicht getan hat und sich in einen RAW Konverter zumindest rudimentär einzuarbeiten. Und das nicht nur mal einen Tag, sondern ein paar Wochen. Danach hat man einen guten Überblick über das, was mit RAW geht und das, was mit RAW nicht geht und kann eine individuelle Kosten-/Nutzen Rechnung für sich aufmachen.  Wird sich dann bewusst gegen RAW entschieden, dann ist es aber eine fundierte Entscheidung. Klar ist: werden aber alle Bilder in JPG aufgenommen, muss noch mehr Sorgfalt auf die korrekte Belichtung gelegt werden, am besten mit Check über Histogramm etc., da schon leichte Fehlbelichtungen weit weniger gut korrigierbar sind als bei RAW Dateien. Aber auch das kann eine positive Herausforderung sein und Spaß machen.

5 Kommentare

    1. Hallo Franzibaer! Vielen Dank für das nette Feedback! Ich werd’ mein Bestes geben dieses Blog auch immer wieder mit informativen Artikeln zu füttern! Gruß

    1. Hallo Lars,
      ja, bei meinen Canon Kameras (ich bin Canon-Shooter) ist es so, dass du entweder RAW oder JPEG oder RAW+JPEG aufnehmen kannst. Im letzten Fall speichert die Kamera für jedes Foto 2 Dateien auf der Speicherkarte, einmal als RAW (CR2) und ein JPG.
      Gruß

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