8-Bit, 16-Bit, 32-Bit – was die Bit-Tiefe für Fotografen bedeutet

Wenn es um die technischen Dinge in der Fotografie und Bildbearbeitung geht, stolpert man oft über die Bit-Tiefe, welche natürlich in Bit angegeben wird. Was diese in der Praxis zu bedeuten hat und wie sie sich auf eure Fotos auswirkt, erkläre ich in diesem Beitrag.

Wenn ihr Lightroom einsetzt, werdet ihr sicher auch im RAW-Format fotografieren. Dieses enthält mehr Bildinformationen als ein JPEG-Foto. Der Hauptgrund darin liegt in der höheren Bit-Tiefe der RAW-Dateien. Je nach Kamera-Typ sind das derzeit 12, 14 oder 16 Bit. Ein JPEG-Foto kann hingegen nur 8-Bit speichern.

Die Bit-Tiefe bezieht sich dabei auf die Anzahl der Farbtöne pro Farbe oder Grauabstufungen. Ein RAW-Foto hat nicht mehr Pixel als ein JPEG. Der große Vorteil gegenüber dem JPEG ist aber ebendiese höhere Bit-Tiefe und das Mehr an Abstufungen. Natürlich gibt es noch weitere Vorteile, wie die fehlende Kompression und die damit verbundenen Artefakte oder die Möglichkeit zum nachträglichen Weißabgleich. Bei der Bildbearbeitung können wir aber durch den größeren Umfang an Bildinformationen mehr herausholen.

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Die Bit-Tiefe erklärt

Wer sich ein bisschen mit Digitaltechnik auskennt, weiß natürlich, dass ein Bit die kleinste Informationseinheit darstellt und zwei Zustände haben kann: 0 und 1. Würde man ein Schwarz-Weiß-Foto mit nur einem Bit Bit-Tiefe darstellen wollen, sähe das so aus:

Ein Foto mit 1-Bit Bit-Tiefe
Ein Foto mit 1-Bit Bit-Tiefe

Rechts oben seht ihr das dazugehörige Histogramm in Photoshop. Da es nur zwei Werte geben kann, gibt es nur Schwarz (der Strich ganz links im Histogramm) und Weiß (der rechte Strich).

Erhöhen wir die Bit-Tiefe auf 2-Bit, gibt es die Zustände 00, 01, 10 und 11 – also vier Helligkeitswerte (ein Bit kann zwei Zustände haben, also haben 2-Bit vier mögliche Zustände).

Damit ergeben sich Schwarz, ein dunkler Grauton, ein heller Grauton und Weiß. Im Histogramm sind 4 Linien dafür zu erkennen. Das Bild würde so aussehen:

2-Bit Foto mit 4 Helligkeitswerten
2-Bit Foto mit 4 Helligkeitswerten

Gehen wir weiter auf 5-Bit, ergeben sich 2 hoch 5 Helligkeitswerte und das sind 32 Abstufungen. Ein 5-Bit Foto sieht so aus:

5-Bit Foto
5-Bit Foto

Das 5-Bit Foto sieht schon ziemlich realistisch aus, nur im Himmel und im dunklen Bereich erkennt man noch die sog. Solarisation, weil nicht genügend Tonwerte zur Verfügung stehen, um weiche Übergänge darstellen zu können (Bild für eine größere Darstellung anklicken!).

Die gebräuchlichen 8-Bit des JPEG-Formats sehen mit ihren 256 Helligkeitswerten so aus:

8-Bit Foto
8-Bit Foto

 8-Bit vs. 12- und mehr Bits

Unser Auge kann nur 50 – 100 Helligkeitswerte oder Graustufen unterscheiden, also sind doch 8-Bit mit 256 Stufen vollkommen ausreichend? Ja, stimmt! Aber: wenn wir Bilder bearbeiten, um den Kontrast zu erhöhen, die Helligkeit zu korrigieren etc. fehlen uns sehr schnell Bildinformationen. Das zeigt sich durch „Löcher“ im Histogramm.

Das 8-Bit JPEG-Foto von oben habe ich mit einer einfachen und relativ leichten Kontrastkorrektur versehen:

Fehlende Tonwerte im Histogramm eines 8-Bit Fotos nach der Bearbeitung
Fehlende Tonwerte im Histogramm eines 8-Bit Fotos nach der Bearbeitung

Geht es nun darum, ein unter- oder überbelichtetes Foto zu korrigieren oder umfangreich und dramatisch zu bearbeiten, ist man mit den 8-Bit des JPEG schnell am Ende, und manche Tonwerte lassen sich nicht retten, da sie schlicht nicht vorhanden sind. Bei starken Korrekturen zeigen sich dann ähnliche Solarisationseffekte wie im 5-Bit Beispiel oben, da keine Tonwerte mehr für einen weichen Übergang vorhanden sind.

In der Grundeinstellung erzeugt meine Nikon D7000 Fotos mit 12-Bit. Damit habe ich pro Farbe 4096 Abstufungen zur Verfügung, und damit auch viel mehr Tonwerte für starke Korrekturen zur Verfügung. Die D7000 lässt sich sogar auf 14-Bit umstellen, was zwar deutlich größere RAW-Dateien erzeugt (es sind ja mehr Bildinformationen enthalten), aber weiteren Spielraum liefert, da nun 16384 Helligkeitswerte zur Verfügung stehen.

RAW, Lightroom und Photoshop

Lightroom arbeitet grundsätzlich mit der höchsten Bit-Tiefe, die eure Datei liefert. Wenn ihr ein Foto aus Lightroom zur weiteren Bearbeitung an Photoshop übergebt, solltet ihr darauf achten, dass es mit 16-Bit weitergegeben wird. In Lightroom kann man das über Einstellungen -> Externe Bearbeitung festlegen. Ob ihr hier TIFF oder PSD nutzt, bleibt euch überlassen. Auf jeden Fall sollten hier 16-Bit Farbtiefe und ProPhoto RGB als Farbraum eingestellt sein, denn damit könnt ihr mit dem höchstmöglichen Umfang an Bilddaten in Photoshop arbeiten.

Einstellungen für den externen Editor in Lightroom
Einstellungen für den externen Editor in Lightroom

Wenn ihr mit eurer Bearbeitung fertig seid, könnt ihr das Bild natürlich als JPEG mit den üblichen 8-Bit exportieren, denn nun wissen wir ja, dass wir ohnehin nicht mehr Grau- und Farbtöne wahrnehmen können. Bei der Bearbeitung hattet ihr aber den nötigen Spielraum für große Korrekturen.

Für was denn 32-Bit Farbtiefe?

Nun sollte man meinen, 32-Bit mit lockeren 4,2 Milliarden Farbwerten wäre ein Overkill. Es gibt aber einen Sonderfall: HDR-Fotos. Bei einem HDR-Foto werden üblicherweise mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Belichtungen zu einer Datei mit einem riesigen Farbumfang zusammengerechnet, den eine normale Kamera mit einer einzigen Belichtung bislang nicht erreichen kann.

HDR Dialog in Photoshop CC
HDR Dialog in Photoshop CC

Um diese vielen Werte unterzukriegen, sind 32-Bit Dateien erforderlich. Damit lassen sich dann extreme Einstellungen realisieren, ohne dass Tonwerte verloren gehen.

HDR Tonemapping in Photoshop
HDR Tone Mapping in Photoshop

Fazit

Für die normale Betrachtung von Fotos braucht man nicht mehr als 8-Bit, weil unser Auge ohnehin noch nicht einmal diese 256 Tonwerte pro Farbe benötigt. Für die Bildbearbeitung sind 12- und mehr Bit aber sehr wichtig. Warum also nicht einfach mit dem Maximum an Bildinformationen fotografieren? Speicherkarten sind billig und aktuelle Rechner haben keine Probleme mehr, auch große RAW-Dateien zu verarbeiten. Der Gestaltungsspielraum ist größer und aus jedem Foto lässt sich mehr herausholen. Ein Beispiel dafür ist dieses Lightroom-Tutorial: Lightroom 5 Praxisvideo 1: Teneriffa – Linear- und Radialfilter in Action

Letzte Aktualisierung am 26.07.2021 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API

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