Kann man mit 16bit Farbtiefe drucken? (aktualisiert)

Immer wieder taucht in Fotoforen die Frage auf, ob es denn möglich ist, Bilder mit 16bit Farbtiefe auszudrucken. Dieses Thema ist momentan auch deswegen interessant, weil es mit dem Canon ipf5000 einen ersten Drucker gibt, der mit einem Photoshop-Plugin ausgeliefert wird, um mit mehr als 8bit Farbtiefe zu drucken. Üblicherweise kursieren die kuriosesten Meinungen zu diesem Thema. Aus diesem Grund habe ich mal etwas gründlicher recherchiert.

Grundlagen

Dieser Artikel setzt ein Grundwissen über die Farbdarstellung im Computer voraus. In der Regel wird die Farbe eines Bildpunktes (Pixel) aus Anteilen Rot, Grün und Blau zusammengesetzt. Man spricht dabei vom RGB-Farbraum. Die Farbtiefe (z.B. 8 Bit) gibt an, wie fein abgestuft die einzelnen Anteile der Farbkomponenten angegeben werden können. Bei einem Bild mit 8 Bit Farbtiefe kann jede Komponente mit 256 Abstufungen (2^8) angegeben werden, während dies bei einem 16 Bit Bild mit 65536 (2^16) Stufen möglich ist.

Windows

Das Framework zum Zeichnen von Grafiken (und damit auch zum Drucken) unter Windows heißt GDI bzw. seit Windows XP GDI+. Die Funktionen zum Zeichnen unterstützen dabei Bildpunkte mit einer Farbtiefe von 8 Bit. Mit den Mitteln des Betriebssystems ist es also nicht möglich, 16bit Bilder darzustellen und zu drucken. Das oben erwähnte Photoshop-Plugin druckt also nicht über das Betriebssystem, sondern unterhält sich direkt mit dem Drucker. Kurioserweise muß aber trotzdem der Druckertreiber installiert sein, um es verwenden zu können.

Mac OS X

Die Grafikbibliothek Quartz 2D ist in der Funktionalität relativ ähnlich zu GDI+, definiert Farben jedoch komplett anders. Die Anteile werden nicht als Zahl zwischen 0 und 255, sondern als Gleitkommazahl zwischen 0 und 1 angegeben (siehe NSColor). Damit steht eine viel höhere Genauigkeit zur Verfügung, so daß dadurch ein größerer Farbraum dargestellt werden kann. Damit können Anwendungen, die auf Cocoa basieren also den vollen 16bit Farbumfang ausnutzen. Dies war aber bereits auch in älteren Anwendungen möglich, da bereits Quickdraw 16 Bit Farbtiefe verwendet hat.

Die große Ausnahme: PostScript

PostScript spielt eher im Profi-Bereich eine Rolle und umgeht große Teile der Funktionalität, die das Betriebssystem zum Drucken bereitstellt. Dabei wird der gewünschte Seitenaufbau vom Programm in Anweisungen umgewandelt, die der Drucker umsetzt, um die Ausgabe zu erzeugen. Dadurch spielen die Beschränkungen der Grafikarchitektur des Betriebssystems prinzipiell keine Rolle.

Farben werden dabei auf die gleiche Art und Weise repräsentiert wie unter OS X (was wohl daran liegt, daß die entsprechende Funktionaltität von OS X seine Wurzeln in Display-PostScript hat). Die genauen Details sind in Kapitel 4.8 der aktuellen PostScript Spezifikation zu finden. Bilder können dabei als Pixeldaten mit bis zu 12 Bit Farbtiefe eingebettet werden (also mit 4096 Abstufungen pro Komponente, siehe Kapitel 4.10). Es kann also ein weit größeres Farbspektrum gedruckt werden kann als mit dem Windows Druckertreiber.

Technik

Ist eine so hohe Farbtiefe in der Praxis überhaupt notwendig? Ein Drucker kann nur eine begrenzte Zahl an verschiedenen Farbtönen darstellen. Alle anderen müssen dadurch erzeugt werden, daß mehrere Punkte mit verschiedenen Farben mit geringen Abstand gedruckt werden, um bei normalen Betrachtungsabstand eine gewisse Farbwirkung zu erzielen. Man spricht dabei von Dithering. Jedes Pixel auf dem Bildschirm entspricht dabei also einer quadratischen Matrix von gedruckten Bildpunkten. (Siehe Wikipedia). Die physikalische Auflösung von Tintenstrahldruckern (damit sind nicht diese Phantasiewerte von 2880dpi gemeint) reicht in der Praxis nicht für einen Farbumfang von 16Bit aus. Selbst der oben erwähnte Drucker erzeugt „nur“ Ausdrucke mit 12bit Farbtiefe. Dies dürfte momentan auch das absolute technische Limit sein.

Fazit

Drucken mit 16Bit bringt technisch momentan nur wenige Vorteile, da die physikalischen Möglichkeiten der Drucker begrenzt sind. Zusätzlich unterstützen die Betriebssystemfunktionen von Windows nur eine Farbtiefe von 8 Bit, wenn man nicht den Umweg über PostScript (oder spezielle Plugins) gehen möchte. Da es immer schwieriger wird, sich am Markt von den Mitbewerbern abzugrenzen, ist davon auszugehen, daß andere Hersteller auf diesen Zug aufspringen werden.
Ob das wirklich nötig ist, darüber lässt sich streiten.

Update 03. Februar 2007

Seit ich den Artikel geschrieben habe, wollte ich den unter Technik bereits angedeuteten Aspekt weiter ausbauen. Heute bin ich im Netz über einen Artikel von Mike Chaney gestolpert (manchen vielleicht auch bekannt als Autor von Qimage): Hype or Hero Take 2: 16 Bit Printers. Mike hat die technischen Möglichkeiten aus Sicht des Farbraums (sRGB vs. Adobe RGB vs. Prophoto RGB) betrachtet und teilt meine Einschätzung, daß Drucken in 16bit eher als Hype einzuschätzen ist. Viel Spaß beim Lesen!

Zusätzlich zu seinem Fazit möchte ich gerne noch ergänzen, daß der große Nachteil am Drucken über ein Photoshop-Plugin ist, daß es eben nur mit Photoshop funktioniert. Die Algorithmen für das Drucken über das Plugin scheinen aber von den Entwicklern besser optimiert worden zu sein, als im normalen Druckertreiber. Alle die die z.B. mit InDesign einen Kalender machen können das Plugin nicht verwenden und müssen auf den „normalen“ Druckertreiber ausweichen (oder ein RIP verwenden).

Bei den aktuellen Druckern sind diese Unterschiede vermutlich noch marginal, bei zukünftigen Modellen kann das schon ganz anders aussehen. Mikrochips auf den Tintenpatronen hatten anfangs auch nur die Aufgabe, eine genauere Angabe des Füllstandes zu ermöglichen…