Was man über das JPEG-Format wissen muss

Die meisten Anwender kennen das Bildformat JPEG zumindest dem Namen nach, wobei hier die Abkürzung selbst gemeint ist. Dass JPEG für eine Expertengruppe steht (Joint Photographic Experts Group), fällt eher unter die Rubrik unnützes Wissen und kann gefahrlos überlesen werden.

JPEG oder JPG?

Diese Frage kommt tatsächlich bei vielen auf. Das sieht man auch daran, dass häufig nach Unterschied JPG JPEG gesucht wird. Hier nun die relativ simple Antwort: Falls Ihnen die Dateiendung eher in der Form .jpg bekannt ist, dann vermutlich, weil Sie mit Windows aufgewachsen sind: Da ältere Windows-Versionen nur drei Zeichen als Endung vorsahen, wurde zu .jpg gekürzt. Diese Tradition hat sich im Windows-Umfeld bis heute erhalten. Mac-User sind hingegen mit der ungekürzten Endung vertraut. Fazit: Die Bezeichnungen JPEG und JPG sind im Grunde bedeutungsgleich.

Spezialwissen: Es gibt sogar zwei weitere Dateiendungen für das Format: .jpe und .jfif. Letztere geht auf die offizielle Bezeichnung zurück. Diese lautet JPEG File Interchange Format, kurz JFIF.

Warum ist das JPEG-Format so weit verbreitet?

Kommen wir vom Namen zu den wichtigsten Fakten. Das JPEG-Format ist natürlich das Bildformat schlechthin, wenn es um den Verbreitungsgrad geht. Kein anderes Format wird so häufig zum Speichern von Fotos und anderen Bildern wie Grafiken oder Illustrationen verwendet. Wenn Sie JPG-Dateien verschicken, können Sie sich absolut sicher sein, dass der Empfänger keine Probleme haben wird, diese zu öffnen und weiterzuverarbeiten. Aber warum hat sich das JPEG-Format, das bereits 1992 ins Leben gerufen wurde, überhaupt durchgesetzt? Der Hauptgrund ist naheliegend. Kein anderes Format konnte seinerzeit Bilder so effizient komprimieren. Zudem gab und gibt es bei der Gewichtung von Qualität und Speichergröße einen hohen individuellen Spielraum, der das Format sehr flexibel macht. In Adobe Photoshop kann z.B. zwischen 12 Qualitätsstufen gewählt werden.

JPEG-Optionen in Adobe Photoshop

Gerade in den Anfängen des Internetzeitalters war es wichtig, Dateien für die bessere Übertragbarkeit möglichst klein zu halten. Das gilt heute natürlich nicht mehr in demselben Maße, aber trotzdem hat das JPEG-Format noch längst nicht ausgesorgt.

Wie funktioniert die JPEG-Komprimierung?

In diesem Artikel soll es in erster Linie um praktische Fragestellungen gehen, trotzdem kommen wir nicht umhin, auf ein paar technische Grundlagen des Formats näher einzugehen.
Für die Speicherplatzeinsparung sorgt beim JPEG-Format eine intelligente Kombination verlustbehafteter und verlustfreier Kompressionen. Letztere sind immer unproblematisch, da lediglich redundante, also unnötige Daten entfernt werden. Mit anderen Worten: Die Datei wird kleiner, aber es kommt zu keinem Informationsverlust. Bei verlustbehafteter Kompression hingegen geht – wie der Namen schon sagt – grundsätzlich Information verloren. Der Speicherplatzgewinn hat bei dieser Methode also einen Preis. Solange der Informationsverlust aber selbst bei genauem Hinsehen nicht auszumachen ist, hat man praktisch gesehen noch keinen Qualitätsverlust. Eine gelungene Datenverdichtung liegt also genau dann vor, wenn keine sichtbare Qualitätsminderung auszumachen ist, aber trotzdem Speicherplatz eingespart wurde. Genau das kann das JPEG-Format bei bestimmten Bildtypen in hervorragender Weise leisten.
Welche Bildtypen das sind, und welche grafischen Strukturen sich weniger für eine JPEG-Komprimierung eignen, wird im folgenden Abschnitt erläutert.

Für welche Bildtypen eignet sich das JPEG-Format?

Sicherlich haben Sie schon vermutet, dass sich insbesondere Fotos für das JPEG-Format eignen, schließlich lassen die meisten Digitalkameras eine Speicherung in diesem Format zu. Fotografie-Enthusiasten mögen Rohdatenformate oder das TIF-Format bevorzugen, aber für den durchschnittlichen Nutzer reicht das JPEG-Format völlig aus. Doch warum eignet sich JPEG für Fotos, aber weniger für gleichförmige Grafiken oder Logos? Nun, in der Regel haben Fotos eine feine Struktur und einen großen Farbumfang. Je mehr Farb- und Strukturdetails ein Bild aufweist, desto größer wird die Datei. Bei Fotos gibt es also ein hohes Einsparpotential.

Grafiken sind hingegen oft detailarm, weisen klar abgegrenzte Flächen auf und kommen mit ein paar Farbtönen aus. Das Einsparpotential ist hier entsprechend gering. Zudem können kontrastreiche Kanten ein Problem für die JPEG-Komprimierung darstellen. Wählt man höchste Kompressionsstufen treten natürlich in allen Bildbereichen unschöne Artefakte auf. Man kennt dies von Memes, die ‚kaputtkomprimiert‘ durchs Netz geistern. Texte sind dort oft krisselig umrandet und es kommt zu sichtbarer Blockbildung.

Wir halten fest, dass sich das JPEG-Format gut für Fotos und fein strukturierte Bilder mit hoher Farbtiefe eignet. Genau genommen kann das JPEG-Format 16.777.216 verschiedene Farben (24-Bit) speichern. Zwar gibt es Formate (z.B. TIFF), die Bilder mit 48-Bit Farbtiefe speichern können (das entspricht ca. 281 Billionen Farben), aber der Unterschied ist nur für geschulte Augen sichtbar, und auch nur dann, wenn hochprofessionelle Grafikkarten und Monitore vorhanden sind, die diese Farbtiefe wiedergeben können (handelsübliche Geräte können dies nicht).
Ungeeignet ist JPEG für detailarme Grafiken mit wenigen Farben. Außerdem unterstützt JPEG keine transparenten Pixel via Alphakanal, die z.B. für freigestellte Objekte oder Logos benötigt werden. Wenn Sie ein Bild mit Transparenz speichern möchten, müssen Sie auf Formate wie PNG oder WebP zurückgreifen (mehr dazu weiter unten).

Zwischenfazit

Wir halten fest, dass sich das JPEG-Format gut für Fotos und fein strukturierte Bilder mit hoher Farbtiefe eignet. Genau genommen kann das JPEG-Format 16.777.216 verschiedene Farben (24-Bit) speichern. Zwar gibt es Formate (z.B. TIFF), die Bilder mit 48-Bit Farbtiefe speichern können (das entspricht ca. 281 Billionen Farben), aber der Unterschied ist nur für geschulte Augen sichtbar, und auch nur dann, wenn hochprofessionelle Grafikkarten und Monitore vorhanden sind, die diese Farbtiefe wiedergeben können (handelsübliche Geräte können dies nicht).
Ungeeignet ist JPEG für detailarme Grafiken mit wenigen Farben. Außerdem unterstützt JPEG keine transparenten Pixel via Alphakanal, die z.B. für freigestellte Objekte oder Logos benötigt werden. Wenn Sie ein Bild mit Transparenz speichern möchten, müssen Sie auf Formate wie PNG oder WebP zurückgreifen (mehr dazu weiter unten).

Farbräume und Farbprofile

Noch ein kurzer Abschnitt zum Thema Farben: Beim JPEG-Format wird in den allermeisten Fällen im RGB-Farbraum gearbeitet, allein schon deswegen, weil die Ausgabe auf Bildschirmen immer in RGB erfolgt. Grundsätzlich kann JPEG aber auch mit dem CMYK-Farbmodell umgehen. Sie können JPEG-Bilder also so speichern, dass sie direkt für den Druck optimiert sind. Zudem ermöglicht das JPEG-Format professionelles Farbmanagement durch die Unterstützung von ICC-Farbprofilen.

Farbwähler mit Farbcode-Ausgabe in Adobe Photoshop (rechts unten CMYK-Werte, links daneben RGB)

Welche Metadatenformate werden von JPEG unterstützt?

Der durchschnittliche Anwender wird mit Metadaten im Zusammenhang von Fotos zwar schon gehört haben, aber nur selten praktischen Gebrauch davon gemacht haben. Im Prinzip können Sie bereits mit einfachen Bordmitteln wie dem Windows-Explorer oder Fotos für macOS, die wichtigsten Metadatenfelder einsehen und beschreiben, z.B. Titel, Bildbeschreibung, Copyright etc. In diesem Zusammenhang seien die von JPEG unterstützten Standards IPTC und XMP genannt. Diese Metadatenformate dienen vornehmlich der inhaltlichen Erschließung. Für die automatische Dokumentation technischer Daten wie Aufnahmedatum, Kamerahersteller oder Geolokalisierung wurde Exif entwickelt. Auch Exif wird vom JPEG-Format voll unterstützt. Das ist nicht selbstverständlich. Das PNG-Format unterstützt zwar das Einbetten von Metadaten, aber nicht entsprechend der genannten Standards. In dieser Hinsicht ist JPEG klar im Vorteil.

Wann ist eine Konversion von JPEG in ein anderes Format hilfreich?

JPEG ist für den digitalen Gebrauch ein Endformat. Wenn Sie eine JPG-Datei vorliegen haben, macht es nur selten Sinn, diese in ein anderes Format zu konvertieren. Natürlich können Sie eine JPG-Datei nach TIFF oder PNG konvertieren, aber das Ergebnis wäre lediglich eine größere Datei, die keinerlei Information dazugewonnen hat. Mit anderen Worten: Kompression ist eine Einbahnstraße. Ist die Information einmal verloren gegangen, kann sie nicht durch die Konversion in ein anderes Format zurückgewonnen werden. Das sollte selbstverständlich sein. Aus beruflicher Erfahrung kann ich aber sagen, dass es das nicht ist.

Ausnahmen: Unter ganz bestimmten Voraussetzungen kann eine Konversion von JPEG nach PNG oder TIFF doch sinnvoll sein, und zwar genau dann, wenn die JPEG-Ausgangsdatei eine gleichförmige Grafik mit wenigen Farben ist. In dem Fall kann die Datei ggf. noch stärker komprimiert werden, ohne weitere Qualität zu verlieren, da die genannten Zielformate auch indizierte Farbpaletten mit weniger als 256 Farben (8-Bit) unterstützen (bis hin zu 1-Bit-Farbtiefe, d.h. zwei Farben). Bei JPEG hingegen wird eine Datei mit 8-Bit pro Farbkanal (RGB) oder im Falle von Graustufen mit insgesamt 8-Bit Farbtiefe gespeichert, auch wenn es sich um eine Strichzeichnung aus zwei Farben wie Schwarz und Weiß handelt. Kurzum: In diesen Spezialfällen kann etwas Speicherplatz eingespart werden.
Zudem ist es nicht unüblich, JPG-Dateien für die Druckoptimierung ins PDF- oder TIF-Format zu überführen. Dies ist aber nicht zwingend notwendig, da, wie oben erwähnt, auch das JPEG-Format das CMYK-Farbmodell unterstützt.

Fazit

Wer einen zugänglichen Dateityp fürs Speichern und Teilen von Fotos verwenden möchte und gleichzeitig Wert darauf legt, dass kein Speicherplatz verschwendet wird, für den ist das JPEG-Format eine sehr gute Wahl. Man bedenke auch, dass zum Öffnen oder für einfache Bearbeitungen keine Drittanbieterprogramme benötigt werden, da die Bordmittel gängiger Betriebssysteme (z.B. Paint bei Windows oder Vorschau bei macOS) hierfür bereits ausgelegt sind. Sie müssen also keine teuren Lizenzen für Bildbearbeitungsprogramme wie z.B. Adobe Photoshop erwerben, wenn es lediglich darum geht, JPG-Dateien anzusehen, diese zu beschneiden oder die Bildgröße (Pixelmaße) zu ändern. Bei der Verwaltung eines größeren Medienpools kommen Sie natürlich nicht daran vorbei, eine professionelle Bildverwaltungssoftware einzusetzen:

Achten Sie beim Einkauf einer solchen Software auf jeden Fall darauf, dass alle gängigen Bildformate unterstützt werden und eine Konvertierung in jedes dieser Formate möglich ist.

Eine abschließende Sache noch: Das JPEG-Format wurde vor 30 Jahren entwickelt. Es ist also nicht verwunderlich, dass es mit WebP ein Nachfolgeformat gibt, das sich vielleicht noch besser für den universellen Einsatz eignet, da es auch Transparenz beherrscht und gleichzeitig noch bessere Kompressionsleistungen erzielt, insbesondere bei der Komprimierung von detailarmen, gleichförmigen Bildteilen. Der Nachteil ist jedoch, dass dieses Format bisher einen geringen Verbreitungsgrad hat und möglicherweise nicht von jedem Anwender geöffnet und bearbeitet werden kann. Das kann sich natürlich in den nächsten Jahren ändern. Wir halten Sie in unserem Blog diesbezüglich gerne auf dem Laufenden.

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