Wat is een digitale afbeelding?

Van WhiteWall-expert Jan-Ole Schmidt

In de huidige digitale wereld zijn beelden alomtegenwoordig. Of het nu op smartphones, computers of het internet is - digitale afbeeldingen spelen een centrale rol in de communicatie en het dagelijks leven. Maar wat is een digitale afbeelding precies en op welke technische principes is het gebaseerd? Dit artikel geeft een uitgebreid inzicht in het onderwerp en legt de belangrijkste aspecten uit, zoals het maken van een digitale afbeelding, resolutie, pixels, afbeeldingsgrootte, PPI en DPI.

Digitale beelden: Een inleiding tot de basis

Een digitale afbeelding is in wezen een visuele weergave van informatie in een vorm die verwerkt en weergegeven kan worden door computers, smartphones en andere digitale apparaten. In tegenstelling tot analoge beelden, zoals foto's op papier of schilderijen op canvas, bestaan digitale beelden uit een rasterachtige rangschikking van kleine, vierkante pixels (afkorting voor "beeldelement"). Deze pixels zijn de kleinste onderdelen van een digitale afbeelding en hebben een grote invloed op de kwaliteit, het detail en de scherpte ervan.

Hoe een digitale afbeelding wordt gemaakt

Een digitale afbeelding wordt meestal gemaakt met een digitale camera, scanner of een ander apparaat voor het vastleggen van afbeeldingen . Deze apparaten vangen het licht op dat gereflecteerd wordt door een scène of een te scannen document en zetten dit om in elektronische signalen. In een camera valt het licht bijvoorbeeld door de lens op een beeldsensor (tegenwoordig meestal een CMOS-sensor, vroeger ook CCD-sensoren). De sensor bestaat uit miljoenen pixels (megapixels) waar het licht wordt ontvangen door lichtgevoelige fotodiodes en omgezet in elektrische signalen.

De meeste beeldsensoren zijn monochromatisch en leggen alleen helderheidsinformatie vast. Om kleurinformatie vast te leggen, wordt de sensor bedekt met een Bayer-kleurenfiltermatrix of een ander kleurenmozaïekfilter dat de pixels uitrust met rode, groene en blauwe (RGB) kleurenfilters. In combinatie met de helderheidsinformatie kan de sensor zo kleuren in verschillende intensiteiten weergeven om een breed kleurenspectrum te kunnen weergeven. Dit gebeurt al in de camera of later in beeldverwerkingssoftware. De totaliteit van alle pixels resulteert uiteindelijk in het zichtbare beeld.

Digitale afbeeldingen worden niet alleen gemaakt door echte scènes op te nemen met camerasensoren of scanners, maar kunnen ook volledig virtueel gemaakt worden. Digitale tekeningen worden gemaakt met grafische tablets of tekenprogramma's zoals Adobe Fresco of Procreate, waarbij de kunstenaar volledige controle heeft over vorm, kleur en textuur. Bij 3D-rendering worden afbeeldingen gemaakt door virtuele modellen te berekenen die met 3D-software worden gemaakt. Licht, schaduwen en materialen worden gesimuleerd om fotorealistische of gestileerde resultaten te verkrijgen. Een andere methode is het genereren met behulp van kunstmatige intelligentie (AI), die volledig nieuwe beelden creëert op basis van algoritmen en gegeven gegevens. AI-systemen zoals DALL-E of Stable Diffusion kunnen creatieve en vaak verrassende digitale beelden genereren op basis van tekstbeschrijvingen of patronen. Deze benaderingen openen nieuwe mogelijkheden voor design, kunst en fotografie die verder gaan dan traditionele fotografie.

Wat betekent resolutie?

De resolutie van een digitale afbeelding verwijst naar het aantal pixels in een afbeelding en wordt meestal gegeven in de vorm "breedte x hoogte". Een afbeelding met een resolutie van 1.920 x 1.080 pixels bevat bijvoorbeeld in totaal 2.073.600 pixels. Een 45 megapixel foto met een resolutie van 8.192 x 5.464 pixels bevat 44.761.088 pixels. De resolutie speelt een doorslaggevende rol in de scherpte en details van een foto. Hoe meer pixels er zijn, hoe meer details kunnen worden weergegeven.

Een hogere resolutie betekent een groter aantal pixels, waardoor ook de hoeveelheid opgeslagen informatie aanzienlijk toeneemt. Afbeeldingen met een hoge resolutie vereisen daarom meer opslagruimte op digitale apparaten en vereisen een hogere verwerkingssnelheid, vooral bij het bewerken of overbrengen van dergelijke bestanden. Dit komt omdat elke pixel extra gegevens zoals kleur en helderheidsinformatie bevat die door de software of hardware verwerkt moeten worden. Beelden met een hoge resolutie vereisen daarom snelle processors en grote geheugenkaarten of harde schijven voor camera's en computers of notebooks.

Afbeeldingsgrootte en de betekenis ervan

De afbeeldingsgrootte verwijst naar de afmetingen van een afbeelding wanneer deze wordt weergegeven op een scherm of afdrukmedium. De afbeeldingsgrootte wordt vaak opgegeven in inches of centimeters en is het resultaat van de combinatie van resolutie en pixeldichtheid. De pixeldichtheid geeft aan hoeveel pixels per inch (PPI = "Pixels Per Inch" ) worden weergegeven op een scherm of beschikbaar zijn voor een afdrukproduct. De afkorting DPI = "Dots Per Inch" geeft aan hoeveel punten per inch op het afdrukmedium worden afgedrukt, ook wel puntdichtheid genoemd.

Verhouding tussen resolutie en afbeeldingsgrootte

• Hoge resolutie en klein beeldformaat: Als een afbeelding veel pixels heeft (hoge resolutie) maar verspreid is over een klein gebied, heeft deze een hoge pixeldichtheid (veel pixels per inch). Het resultaat is een scherp en gedetailleerd beeld.

• Lage resolutie en grote afbeelding: Als een afbeelding met een lage resolutie (weinig pixels) wordt vergroot, is de pixeldichtheid laag (weinig pixels per inch). Hierdoor worden de pixels zichtbaar en ziet de afbeelding er wazig of "korrelig" uit.

DPI: Dots Per Inch en hun betekenis voor afdrukken

DPI, of "dots per inch", is een maat voor de afdrukresolutie die aangeeft hoeveel inktpuntjes binnen een lineaire inch (2,54 centimeter) worden afgedrukt. Een hoger DPI-getal betekent dat er meer inktpuntjes in een klein gebied worden geplaatst, wat resulteert in meer detail en scherpte van de afgedrukte afbeelding. Een 300 DPI-afbeelding bevat 300 puntjes per inch, wat resulteert in een fijne en gedetailleerde afbeelding. Daarom wordt 300 DPI beschouwd als de standaardwaarde voor het afdrukken van foto's en afbeeldingen van hoge kwaliteit. Afbeeldingen voor het web worden daarentegen meestal opgeslagen met 72 DPI, omdat monitoren en schermen geen hogere DPI-resolutie vereisen. Een hogere DPI-waarde voor webafbeeldingen zou de bestandsgrootte alleen maar vergroten zonder de visuele kwaliteit te verbeteren. Het is daarom zinvol om de DPI-waarde van een afbeelding aan te passen aan het beoogde gebruik.

Verschil tussen DPI en PPI

Naast DPI is er ook de term PPI (pixels per inch), die vaak gebruikt wordt in verband met digitale afbeeldingen. Terwijl DPI verwijst naar de afdrukresolutie, beschrijft PPI het aantal pixels per inch op een digitaal scherm, maar wordt ook gebruikt om aan te geven hoeveel pixels per inch van een afbeelding beschikbaar zijn voor afdrukken . Een monitor met een hoger PPI-getal geeft bijvoorbeeld afbeeldingen scherper en duidelijker weer. Moderne smartphones en computerschermen hebben over het algemeen een hogere PPI-waarde, waardoor tekst en afbeeldingen beter worden weergegeven.

Het belang van bestandsformaten voor digitale afbeeldingen

Digitale afbeeldingen kunnen worden opgeslagen in verschillende bestandsformaten, die invloed hebben op de manier waarop de afbeeldingsgegevens worden gecomprimeerd en opgeslagen. De meest voorkomende formaten zijn JPEG, PNG, TIFF, RAW en nu ook HEIC/HEIF . Elk formaat heeft zijn eigen voor- en nadelen, afhankelijk van het beoogde gebruik van de afbeelding.

JPEG is een veelgebruikt formaat dat bekend staat om zijn efficiënte "lossy compression" (compressie met verlies). In dit geval betekent "lossy" dat de bestandsgrootte wordt verkleind delen van de afbeeldingsgegevens te comprimeren. Het goede nieuws is dat bij een lage compressie, d.w.z. wanneer de JPEG in hoge kwaliteit wordt opgeslagen, het JPEG-afbeeldingsbestand nog steeds perfect geschikt is voor afdrukken en afdrukken bij WhiteWall. Tegelijkertijd is het bestand aanzienlijk kleiner dan bijvoorbeeld een afbeelding in TIFF-formaat.

PNG maakt gebruik van compressie zonder verlies, wat ervoor zorgt dat er geen afbeeldingsgegevens verloren gaan wanneer het bestand wordt opgeslagen of bewerkt. Dit betekent dat de afbeeldingskwaliteit volledig behouden blijft, ongeacht hoe vaak de afbeelding wordt opgeslagen. Het PNG-formaat is bijzonder geschikt voor webafbeeldingen, logo's en afbeeldingen met transparante achtergronden, omdat het alfakanalen ondersteunt die transparantie mogelijk maken. Hoewel het PNG-formaat een hoge kwaliteit biedt, resulteert het ook in een grotere bestandsgrootte in vergelijking met het JPEG-formaat.

TIFF is een formaat dat veel gebruikt wordt bij professionele fotografie en afdrukken, omdat het ook zonder verlies gecomprimeerd of ongecomprimeerd kan worden. Het maakt het mogelijk om grote afbeeldingsbestanden in de hoogste kwaliteit op te slaan zonder gegevensverlies. Door de mogelijkheid om meerdere lagen en uitgebreide metadata op te slaan, is TIFF een geliefd formaat voor het nabewerken van foto's in beeldbewerkingsprogramma's. De bestanden zijn echter erg groot, waardoor TIFF veel gebruikt wordt. De bestanden zijn echter erg groot, wat het gebruik ervan beperkt wanneer de opslagruimte beperkt is.

RAW is een formaat dat speciaal ontwikkeld is voor professionele fotografen en veeleisende beeldverwerking. Het slaat de ongecomprimeerde, onbewerkte gegevens rechtstreeks van de camerasensor op, waardoor maximale controle tijdens de nabewerking mogelijk is. RAW-bestanden bieden een grotere kleurdiepte en een hoger dynamisch bereik, wat vooral voordelig is bij de nabewerking, omdat details in schaduwen en hooglichten beter kunnen worden weergegeven. Deze flexibiliteit heeft echter het nadeel dat RAW-bestanden erg groot zijn en gespecialiseerde software vereisen voor bewerking en conversie naar meer gangbare formaten zoals JPEG of TIFF.

Het HEIC/HEIF-formaat (High Efficiency Image File Format) combineert een hoge beeldkwaliteit met efficiënte gegevenscompressie. Vergeleken met JPEG en PNG biedt HEIC/HEIF een grotere compressie, waardoor de bestandsgrootte aanzienlijk kleiner wordt terwijl de beeldkwaliteit behouden blijft of zelfs verbeterd wordt. Een bijzonder voordeel is de ondersteuning van een kleurdiepte tot 16 bits per kleurkanaal, terwijl JPEG beperkt is tot 8 bits per kanaal. Dit betekent dat afbeeldingen in HEIC/HEIF-formaat fijnere kleurgradaties en een hoger dynamisch bereik kunnen weergeven. Naast een betere beeldkwaliteit en kleinere bestandsgroottes ondersteunt HEIC/HEIF ook geavanceerde functies zoals transparantie, die voorheen voornamelijk voorbehouden waren aan het PNG-formaat. Het HEIC/HEIF-formaat wordt vaak gebruikt in mobiele besturingssystemen zoals iOS en Android, omdat het opslagruimte bespaart en toch afbeeldingen van hoge kwaliteit levert.

De verschillende bestandsformaten zijn daarom geschikt voor verschillende toepassingen: Foto's in de JPEG- en HEIC/HEIF-indelingen kunnen met verschillende compressiesnelheden worden opgeslagen en zijn daarom ideaal in een meer gecomprimeerde vorm voor bijvoorbeeld e-mailbijlagen, maar ook in een lage compressie (instelling voor maximale kwaliteit) voor afdrukken van hoge kwaliteit met een kleine bestandsgrootte. Het PNG-formaat is geschikt voor verliesvrije, gedetailleerde webafbeeldingen met transparantie, TIFF voor professionele afdrukken van de hoogste kwaliteit en RAW voor volledige controle bij het bewerken van afbeeldingen. Elke optie heeft specifieke voor- en nadelen die zorgvuldig overwogen moeten worden om de best mogelijke kwaliteit en efficiëntie te bereiken.

Digitale beeldverwerking

Beeldbewerking speelt een belangrijke rol bij het optimaliseren van digitale afbeeldingen. Met software zoals Adobe Photoshop, GIMP of Affinity Photo kan de gebruiker afbeeldingen schalen, bijsnijden, kleuren aanpassen, de resolutie wijzigen en vele andere bewerkingsstappen uitvoeren. Deze programma's bieden hulpmiddelen voor het verbeteren van de afbeeldingskwaliteit en het aanpassen van de DPI voor afdrukken. Bij het bewerken van afbeeldingen moet u er echter op letten dat de oorspronkelijke afbeeldingskwaliteit niet te veel wordt aangetast. Overmatige compressie of wijzigingen aan de resolutie kunnen leiden tot een kwaliteitsverlies dat niet ongedaan gemaakt kan worden. Het is daarom raadzaam om een kopie van de originele afbeelding te bewaren en zorgvuldig te overwegen welke wijzigingen moeten worden aangebracht.

Voor de best mogelijke beeldkwaliteit is het aan te raden om de afbeeldingen in RAW-formaat te bewerken, omdat dit de meeste beeldinformatie van alle afbeeldingsformaten bevat en daarom de meeste ontwerpmogelijkheden biedt. Een andere belangrijke factor is de kleurdiepte. Afbeeldingen met een kleurdiepte van 16 bits bieden 65.536 niveaus per kleurkanaal rood, groen en blauw (RGB) in RGB-modus. Een 8-bits bestand daarentegen levert slechts 256 toonwaardeniveaus. Dit betekent dat met een hoger aantal bits aanzienlijk betere kleurgradaties en dus vloeiendere kleurovergangen kunnen worden weergegeven. Voor afdrukken kunnen de afbeeldingen dan het beste worden opgeslagen als JPEG in hoge kwaliteit of als TIFF-bestand. WhiteWall biedt ook zogenaamde soft proofs, waarmee de kleurweergave op een specifiek papier op het beeldscherm kan worden gesimuleerd. De afbeeldingen kunnen dan specifiek worden geoptimaliseerd voor de geplande papiersoort. Meer informatie over beeldvoorbereiding voor afdrukken en belichting met WhiteWall vindt u in hoofdstuk 1.3 Beeldoptimalisatie voor afdrukken, Automatische beeldoptimalisatie met WW.

Conclusie:

Digitale beelden zijn een integraal onderdeel van het moderne leven geworden en inzicht in hun fundamentele eigenschappen is van cruciaal belang om hun kwaliteit en potentiële toepassingen ten volle te benutten. Of u nu een professionele fotograaf, een grafisch ontwerper of gewoon een geïnteresseerde amateur bent die zijn kennis wil uitbreiden, een goed begrip van de basisprincipes, van resolutie tot DPI tot compressie, zal u helpen om uw projecten efficiënter te maken. Het is dus de moeite waard om deze technische details nader te bekijken om uw werk te optimaliseren en ervoor te zorgen dat uw afbeeldingen op het scherm net zo indrukwekkend zijn als op papier. Presenteer uw favoriete foto's bijvoorbeeld met een hoogwaardige WhiteWall muurschildering achter acrylglas. U kunt uw foto's ook snel en gemakkelijk verwisselen met onze nieuwe Magneet Wissellijsten. Voor vakantieherinneringen en trouwreportages raden wij ook ons WhiteWall Koffietafelboek aan met fotopapier van hoge kwaliteit en afwerking op de omslag.