RAW ist ein digitales Bildformat, das unbearbeitete oder minimal bearbeitete Daten enthält, die direkt vom Bildsensor einer Digitalkamera erfasst wurden. Im Gegensatz zu anderen gängigen Bildformaten wie JPEG, die eine Komprimierung anwenden und einen Teil der ursprünglichen Bilddaten verwerfen, bewahren RAW-Dateien alle vom Kamerasensor erfassten Originaldaten. Dies ermöglicht deutlich mehr Flexibilität und Kontrolle bei der Nachbearbeitung, da der Fotograf Zugriff auf den vollen Umfang der von der Kamera erfassten Daten hat.
Das RAW-Format ist kein einziges, standardisiertes Format, sondern ein allgemeiner Begriff, der verschiedene proprietäre Formate umfasst, die von Kameraherstellern entwickelt wurden. Jeder Kamerahersteller hat sein eigenes spezifisches RAW-Format, wie z. B. .CR2 für Canon, .NEF für Nikon, .ARW für Sony und .DNG für Adobes Digital Negative-Format. Trotz der Unterschiede in Dateierweiterungen und spezifischen Datenstrukturen dienen alle RAW-Formate dem gleichen Zweck, nämlich der Speicherung unkomprimierter, minimal verarbeiteter Bilddaten.
Einer der Hauptvorteile von Aufnahmen im RAW-Format ist die im Vergleich zu JPEG-Dateien erhöhte Bittiefe. Während JPEG-Dateien typischerweise auf 8 Bit pro Farbkanal (Rot, Grün und Blau) beschränkt sind, können RAW-Dateien 12, 14 oder sogar 16 Bit pro Kanal enthalten. Diese höhere Bittiefe ermöglicht eine viel größere Bandbreite an Farben und Tonwerten und bietet mehr Spielraum für Anpassungen in der Nachbearbeitung, ohne Artefakte einzuführen oder Details zu verlieren.
Ein weiterer Vorteil von RAW-Dateien ist die Beibehaltung von Metadaten, die Informationen über die während der Aufnahme verwendeten Kameraeinstellungen enthalten, wie z. B. ISO, Verschlusszeit, Blende, Weißabgleich und mehr. Diese Metadaten sind in die RAW-Datei eingebettet und können von Nachbearbeitungssoftware verwendet werden, um Bildanpassungen zu optimieren und einen Datensatz der ursprünglichen Kameraeinstellungen zu führen.
Die Flexibilität von RAW-Dateien zeigt sich besonders bei Weißabgleichanpassungen. Da RAW-Dateien die unverarbeiteten Farbdaten vom Kamerasensor enthalten, können Weißabgleicheinstellungen in der Nachbearbeitung ohne nennenswerten Qualitätsverlust einfach geändert werden. Dies steht im Gegensatz zu JPEG-Dateien, bei denen der Weißabgleich während der kamerainternen Verarbeitung dauerhaft in das Bild eingebrannt wird.
Der Dynamikbereich, der sich auf den Bereich der Luminanzwerte bezieht, die vom Kamerasensor erfasst werden können, ist ein weiterer Bereich, in dem RAW-Dateien herausragen. RAW-Dateien enthalten typischerweise einen größeren Dynamikbereich als JPEG-Dateien, sodass mehr Details sowohl in Lichtern als auch in Schatten erhalten bleiben. Dies ist besonders nützlich in kontrastreichen Szenen, in denen der Fotograf möglicherweise Details in hellen oder dunklen Bereichen des Bildes wiederherstellen möchte.
Trotz der vielen Vorteile von RAW-Dateien gibt es auch einige Nachteile zu beachten. Eine der größten Herausforderungen ist die im Vergleich zu JPEG-Dateien größere Dateigröße. Da RAW-Dateien unkomprimierte Daten enthalten, benötigen sie mehr Speicherplatz und können Speicherkarten schnell füllen. Darüber hinaus erfordern RAW-Dateien spezielle Software zum Anzeigen und Bearbeiten, da sie von den meisten Standard-Bildbetrachtern nicht direkt angezeigt werden können.
Bei der Bearbeitung von RAW-Dateien steht Fotografen eine breite Palette von Softwareoptionen zur Verfügung, darunter Adobe Lightroom, Capture One und DxO PhotoLab. Diese Programme bieten erweiterte Werkzeuge zum Anpassen von Belichtung, Farbe, Schärfe und anderen Bildparametern und nutzen die in den RAW-Dateien gespeicherten Daten voll aus. Viele dieser Softwarepakete enthalten auch kameraspezifische Profile, die die Wiedergabe von RAW-Dateien bestimmter Kameramodelle optimieren.
Neben den von Kameraherstellern verwendeten proprietären RAW-Formaten gibt es auch ein Open-Source-RAW-Format namens DNG (Digital Negative), das von Adobe entwickelt wurde. DNG wurde entwickelt, um ein standardisiertes, archivierbares Format für die Speicherung von RAW-Bilddaten bereitzustellen, mit dem Ziel, die Langzeitkompatibilität zu gewährleisten und die Abhängigkeit von proprietären Formaten zu verringern. Einige Kamerahersteller haben DNG als optionales Format übernommen, während andere weiterhin ihre eigenen proprietären RAW-Formate verwenden.
Während RAW-Dateien erhebliche Vorteile in Bezug auf Bildqualität und Bearbeitungsflexibilität bieten, sind sie möglicherweise nicht für jede Aufnahmesituation notwendig oder praktikabel. In Fällen, in denen Geschwindigkeit und Einfachheit Priorität haben, wie z. B. bei Sport- oder Eventfotografie, kann die Aufnahme im JPEG-Format eine effizientere Wahl sein. Darüber hinaus bevorzugen einige Fotografen möglicherweise das Aussehen der kamerainternen JPEG-Verarbeitung, insbesondere wenn sie Zeit in die Entwicklung benutzerdefinierter Kameraprofile investiert haben.
Letztendlich hängt die Entscheidung, ob im RAW- oder JPEG-Format (oder beidem) aufgenommen werden soll, von den individuellen Bedürfnissen, dem Workflow und den persönlichen Vorlieben des Fotografen ab. Für diejenigen, die Bildqualität und Flexibilität bei der Nachbearbeitung priorisieren, kann die Aufnahme im RAW-Format eine Fülle von Daten liefern, mit denen sie arbeiten können, und eine größere kreative Kontrolle ermöglichen. Fotografen sollten jedoch auch Faktoren wie Speicheranforderungen, Bearbeitungszeit und die beabsichtigte Verwendung der Bilder berücksichtigen, wenn sie sich für ein Dateiformat entscheiden.
Da sich die digitale Bildgebungstechnologie ständig weiterentwickelt, ist es wahrscheinlich, dass sich auch RAW-Formate weiterentwickeln und noch größere Bittiefen, Dynamikbereiche und andere Verbesserungen bieten. Hersteller können auch neue Komprimierungstechniken entwickeln, die die Dateigröße reduzieren und gleichzeitig die Vorteile von RAW-Daten beibehalten. Unabhängig von zukünftigen Entwicklungen ist es für Fotografen, die die Qualität und Vielseitigkeit ihrer digitalen Bilder maximieren möchten, unerlässlich, die Möglichkeiten und Grenzen von RAW-Dateien zu verstehen.
Die Dateikomprimierung reduziert Redundanzen, damit dieselben Informationen mit weniger Bits auskommen. Die Obergrenze wird von der Informationstheorie gesetzt: Bei verlustfreier Komprimierung bestimmt die Entropie der Quelle das Limit (siehe Shannons Source-Coding-Theorem und seinen ursprünglichen Aufsatz von 1948 „A Mathematical Theory of Communication“). Bei verlustbehafteter Komprimierung beschreibt die Rate-Distortion-Theorie den Kompromiss zwischen Bitrate und Qualität.
Die meisten Kompressoren arbeiten in zwei Phasen. Zuerst sagt ein Modell Struktur in den Daten voraus oder legt sie frei. Danach wandelt ein Coder diese Vorhersagen in nahezu optimale Bitmuster um. Eine klassische Modellfamilie ist Lempel–Ziv LZ77 (1977) und LZ78 (1978) entdecken wiederholte Teilstrings und geben Referenzen statt Rohbytes aus. Auf der Codierungsseite weist die Huffman-Codierung (den Originalartikel finden Sie 1952) wahrscheinlicheren Symbolen kürzere Codes zu. Arithmetische Codierung und Range Coding arbeiten noch feiner und rücken näher an die Entropiegrenze, während moderne Asymmetric Numeral Systems (ANS) ähnliche Raten mit tabellengesteuerten Implementierungen erreichen.
DEFLATE (verwendet von gzip, zlib und ZIP) kombiniert LZ77 mit Huffman-Codierung. Die Spezifikationen sind öffentlich: DEFLATE RFC 1951, der zlib-Wrapper RFC 1950und das gzip-Dateiformat RFC 1952. Gzip ist für Streaming ausgelegt und garantiert ausdrücklich keinen zufälligen Zugriff. PNG-Bilder standardisieren DEFLATE als einzige Komprimierungsmethode (mit maximal 32 KiB Fenster) laut der PNG-Spezifikation „Compression method 0… deflate/inflate… at most 32768 bytes“ und W3C/ISO PNG 2nd Edition.
Zstandard (zstd): ein neuer Allzweckkompressor für hohe Raten bei sehr schneller Dekompression. Das Format ist dokumentiert in RFC 8878 (und dem HTML-Spiegel) sowie der Referenzspezifikation auf GitHub. Wie gzip zielt der Basis-Frame nicht auf zufälligen Zugriff. Eine der Superkräfte von zstd sind Wörterbücher: kleine Proben aus Ihrem Korpus, die viele kleine oder ähnliche Dateien deutlich besser komprimieren (siehe python-zstandard Wörterbuch-Dokumentation und Nigel Taos Beispiel). Implementierungen akzeptieren sowohl „unstrukturierte“ als auch „strukturierte“ Wörterbücher (Diskussion).
Brotli: optimiert für Web-Inhalte (z. B. WOFF2-Fonts, HTTP). Es kombiniert ein statisches Wörterbuch mit einem DEFLATE-ähnlichen LZ+Entropie-Kern. Die Spezifikation ist RFC 7932, der auch ein Gleitfenster von 2WBITS−16 mit WBITS in [10, 24] (1 KiB−16 B bis 16 MiB−16 B) beschreibt und festhält, dass es keinen zufälligen Zugriff bereitstellt. Brotli schlägt gzip bei Webtext oft und dekodiert trotzdem schnell.
ZIP-Container: ZIP ist ein Datei-Archiv, das Einträge mit verschiedenen Komprimierungsmethoden (deflate, store, zstd usw.) speichern kann. Der De-facto-Standard ist PKWAREs APPNOTE (siehe APPNOTE-Portal, eine gehostete Kopieund die LC-Überblicke ZIP File Format (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 zielt auf pure Geschwindigkeit bei moderaten Raten. Siehe die Projektseite („extremely fast compression“) und das Frame-Format. Ideal für In-Memory-Caches, Telemetrie oder Hot Paths, in denen Dekompression nahezu RAM-Geschwindigkeit erreichen muss.
XZ / LZMA strebt hohe Dichte (große Raten) mit relativ langsamer Kompression an. XZ ist ein Container; die Schwerarbeit leisten typischerweise LZMA/LZMA2 (LZ77-ähnliche Modellierung + Range Coding). Siehe .xz-Dateiformat, die LZMA-Spezifikation (Pavlov)und Linux-Hinweise zu XZ Embedded. XZ komprimiert meist besser als gzip und konkurriert oft mit modernen Hochratencodecs, braucht aber längere Encode-Zeiten.
bzip2 setzt auf die Burrows–Wheeler-Transformation (BWT), Move-to-Front, RLE und Huffman-Codierung. Typisch kleiner als gzip, aber langsamer; siehe das offizielle Handbuch und die Manpages (Linux).
Die „Fenstergröße“ zählt. DEFLATE-Referenzen können nur 32 KiB zurückblicken (RFC 1951) sowie das PNG-Limit von 32 KiB hier erläutert. Brotli deckt Fenster von etwa 1 KiB bis 16 MiB ab (RFC 7932). Zstd passt Fenster und Suchtiefe über die Level an (RFC 8878). Basis-Streams von gzip/zstd/brotli sind für sequentielles Dekodieren gebaut; die Grundformate versprechen keinen zufälligen Zugriff, obwohl Container (z. B. Tar-Indizes, Chunked Framing oder format-spezifische Indizes) ihn nachrüsten können.
Die oben genannten Formate sind verlustfrei: Sie rekonstruieren exakt dieselben Bytes. Medien-Codecs sind oft verlustbehaftet: Sie verwerfen unmerkliche Details, um niedrigere Bitraten zu erreichen. Bei Bildern ist klassisches JPEG (DCT, Quantisierung, Entropiecodierung) in ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1standardisiert. In Audio nutzen MP3 (MPEG-1 Layer III) und AAC (MPEG-2/4) Wahrnehmungsmodelle und MDCT-Transformationen (siehe ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7und eine MDCT-Übersicht hier). Verlustbehaftet und verlustfrei können koexistieren (z. B. PNG für UI-Assets; Web-Codecs für Bilder/Video/Audio).
Theorie Shannon 1948 · Rate–distortion · Codierung Huffman 1952 · Arithmetische Codierung · Range Coding · ANS. Formate DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · XZ format. BWT-Stack Burrows–Wheeler (1994) · bzip2 manual. Medien JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Fazit: Wählen Sie einen Kompressor, der zu Ihren Daten und Randbedingungen passt, messen Sie auf echten Eingaben und vergessen Sie nicht die Gewinne durch Wörterbücher und clevere Frames. Mit der richtigen Kombination erhalten Sie kleinere Dateien, schnellere Übertragungen und reaktionsschnellere Apps – ohne Korrektheit oder Portabilität zu opfern.
Dateikompression ist ein Prozess, der die Größe einer Datei oder Dateien reduziert, normalerweise um Speicherplatz zu sparen oder die Übertragung über ein Netzwerk zu beschleunigen.
Die Dateikompression funktioniert, indem sie Redundanzen in den Daten identifiziert und entfernt. Sie verwendet Algorithmen, um die ursprünglichen Daten in einem kleineren Raum zu kodieren.
Die beiden primären Arten der Dateikompression sind verlustfreie und verlustbehaftete Kompression. Verlustfreie Kompression ermöglicht die perfekte Wiederherstellung der Originaldatei, während verlustbehaftete Kompression eine größere Größenreduktion ermöglicht, dies jedoch auf Kosten eines Qualitätsverlusts bei den Daten.
Ein populäres Beispiel für ein Dateikompressionstool ist WinZip, das mehrere Kompressionsformate unterstützt, darunter ZIP und RAR.
Bei verlustfreier Kompression bleibt die Qualität unverändert. Bei verlustbehafteter Kompression kann es jedoch zu einem spürbaren Qualitätsverlust kommen, da weniger wichtige Daten zur Reduzierung der Dateigröße stärker eliminiert werden.
Ja, die Dateikompression ist sicher in Bezug auf die Datenintegrität, insbesondere bei der verlustfreien Kompression. Wie alle Dateien können jedoch auch komprimierte Dateien von Malware oder Viren angegriffen werden. Daher ist es immer wichtig, eine seriöse Sicherheitssoftware zu haben.
Fast alle Arten von Dateien können komprimiert werden, einschließlich Textdateien, Bilder, Audio, Video und Softwaredateien. Das erreichbare Kompressionsniveau kann jedoch zwischen den Dateitypen erheblich variieren.
Eine ZIP-Datei ist ein Dateiformat, das verlustfreie Kompression verwendet, um die Größe einer oder mehrerer Dateien zu reduzieren. Mehrere Dateien in einer ZIP-Datei werden effektiv zu einer einzigen Datei gebündelt, was das Teilen einfacher macht.
Technisch ja, obwohl die zusätzliche Größenreduktion minimal oder sogar kontraproduktiv sein könnte. Das Komprimieren einer bereits komprimierten Datei kann manchmal deren Größe erhöhen, aufgrund der durch den Kompressionsalgorithmus hinzugefügten Metadaten.
Um eine Datei zu dekomprimieren, benötigen Sie in der Regel ein Dekompressions- oder Entzip-Tool, wie WinZip oder 7-Zip. Diese Tools können die Originaldateien aus dem komprimierten Format extrahieren.