Was beeinflußt die Wahl der Auflösungen?
Gescannte Dokumente liegen als Bitmap's vor: Das Bild besteht aus Reihen von Punkten die jeweils eine Farbinformation haben. Wenn das Bild in einem Viewer am Bildschirm angezeigt werden soll, dann muß diese Bitmap an die Bildschirmgröße angepaßt werden. Einige Viewer skalieren die Anzeige zunächst so, daß das komplette Dokument verkleinert am Bildschirm angezeigt wird. Andere Viewer (wie z.B. der Lotus Notes Viewer) zeigen die originale Pixelanzahl und verändern die Anzeige erst nach einer Benutzeraktion.
Alle Viewer betonen die dunklen Bildanteile beim Verkleinern einer Schwarz-Weiß Bitmap, um die Lesbarkeit zu verbessern. Eine höhere Auflösung verbessert die Lesbarkeit also auch dann, wenn weniger Bildpunkte angezeigt werden.
Wird die Auflösung jedoch zu hoch, explodieren auch die Datenmengen die der Viewer als Grundlage für die Umrechnung der Bildgrößen verwendet. Der Bildaufbau wird zäh und auch leistungsfähige Hardware hilft nur begrenzt weiter.
Einfluß auf die Qualität
Die folgenden Muster sind Ausschnitte aus dem Fußbereich einer Telekom-Rechnung. Die Fußzeilen eines Kopfbogens sind immer ein Prüfstein für den Einsatz von Scannern im Dokumentenmanagement. Die Muster sind durch die Bildschirmdarstellung von normalerweise 72 - 120 dpi bereits gegenüber dem Papier deutlich vergrößert.
| Auflösung | Bild |
|---|---|
150 dpi. Die Auflösung entspricht dem Standard-Fax der 80er und 90er-Jahre. Die Schrift ist bereits lesbar, die Qualität läßt jedoch deutlich zu wünschen übrig. Der Leser versucht beim Aufnehmen der Buchstaben die Linien zu ergänzen und wird durch Ausbrüche gestört. Auf Dauer wird das Lesen dieser Dokumente einen Sachbearbeiter sehr ermüden, er wird das Lesen dieser Dokumente als unangenehm empfinden. Bei einer Anzeige am Bildschirm wird diese Auflösung nicht mehr skaliert, es werden die echten Pixel angezeigt. |
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300 dpi. Die Auflösung entspricht nominell der Druckleistung von Laserdruckern der ersten Generationen. Während beim Ausdruck jedoch der Toner in gewissem Maße verläuft und der Drucker die Kanten per Software glättet, arbeitet der Scanner wirklich binär. Ein Pixel ist bei der Darstellung am Bildschirm fast quadratisch und es gibt keine Farbverläufe zur Glättung von Linien. Der Scanner arbeitet daher Ausbrüche aus der Linie stärker heraus. Die Auflösung ist zu groß für die unskalierte Anzeige am Bildschirm: Für DIN A4 werden beim Scann fast 2500 Pixel für eine Bildzeile erzeugt, Am Bildschirm werden als Seitenbreite der Dokumentanzeige selten mehr als 1000 Pixel angezeigt. Der Viewer wird hier durch die Skalierung für den Bildschirm die Linien glätten, so dass eine gut lesbare Anzeige entsteht. Für unser Beispiel ist 300 dpi bereits gut nutzbar. |
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600 dpi. Bei dieser Auflösung fallen einzelne Pixel außerhalb der Linien kaum noch ins Gewicht und stören das Schriftbild nicht mehr. Die Wiedergabe ist auch beim Ausdruck nahezu optimal. Für die Anzeige am Bildschirm ist die Originalauflösung zu groß, der Viewer muß hier die Anzeige auf ca. 25% skalieren um die Seitenbreite am Bildschirm anzeigen zu können. |
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1200 dpi. Bei dieser Auflösung wirken sich bereits die Druckfehler der Papiervorlage auf das Abbild aus. Eine Verbesserung der Darstellung ist auch mit einer höheren Auflösung nicht mehr möglich. Auflösungen von 1800 dpi und höher machen nur noch beim Digitalisieren von Dia's oder Negativen Sinn. Für das Scannen von Dokumenten geeignete Scanner beherrschen diese physischen Auflösungen nicht. |
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Auflösung und Datenmengen
Ähnlich wie die Farbtiefe hat auch die Auflösung gravierende Auswirkungen auf die Menge der zu verarbeiteten Daten. Alle Angaben auf dieser Seite beziehen sich immer auf die Rohdaten: Gemeint ist die Datenmenge die vom Scanner erfaßt wird und die vom Viewer oder Bildbearbeitungsprogramm im Speicher gehalten werden muß. Die komprimierten Bilddaten die letztlich im Archiv, DMS oder auf dem Datenträger abgelegt werden, sind deutlich kleiner.
| Auflösung | Pixel | Rohdaten für eine Seite Din A4 |
|---|---|---|
| 150 dpi | 1240x1754 Pixel | 265,5 kByte |
| 300 dpi | 2481x3508 Pixel | 1,04 MByte |
| 600 dpi | 4961x7016 Pixel | 4,16 MByte |
| 1200 dpi | 9922x14032 Pixel | 16,61 MByte |
Als Faustregel gilt: Verdoppelt sich die Auflösung, vervierfacht sich die Datenmenge.
Die Erhöhung der Datenmenge wirkt sich bei der Bearbeitung jedoch stärker aus: Spätestens wenn dem Viewer nicht genug Speicher für die Bearbeitung der entpackten Daten im Hauptspeicher zur Verfügung steht, lagert das Programm Daten auf die Festplatte aus.
Für 10 schwarz/weiße Seiten mit 1200 dpi muss der Viewer bereits über 170 MByte Hauptspeicher vom Betriebssystem zugewiesen bekommen. Sie beginnen zu erahnen warum Windows XP mit weniger als 512 MByte nur unwillig arbeitet.
Alle Angaben beziehen sich auf 1 Bit Farbtiefe (Schwarz/Weiß). Für Farbe oder Graustufen multiplizieren Sie einfach die Rohdaten mit den Bits der Farbtiefe.
Ja, richtig: Eine DIN A4 Seite mit 1200 dpi gescannt bei 24 Bit Farbtiefe ergeben 398,64 MByte Rohdaten für die Bildbearbeitung oder das Handling im Viewer. Spätestens hier wird klar, dass diese Datenmengen auch mit modernster Hardware nicht in Echtzeit skaliert werden können.
Empfehlung für die optimale Auflösung
Mit jeder neuen Hardwaregeneration verschieben sich die Grenzen. Empfehlungen die heute (2006) gelten, werden morgen vielleicht bereits überholt sein. Zudem sollte sich die Auflösung an Ihrem Bedarf orientieren.
Noch vor wenigen Jahren galt 200dpi als das Maß der Dinge, heute möchte ich Ihnen 300dpi als untere Grenze für die Auflösung empfehlen. Die Auflösung von 300 dpi ermöglicht genug Reserve für die Skalierung der Anzeige und die damit verbundene Bildverbesserung. Andererseits sind die Datenmengen noch vergleichsweise gering und mit heutiger Hardware nahezu in Echtzeit zu skalieren oder bearbeiten.
Bei 600 dpi würde ich die obere Grenze ziehen: Für viele leistungsfähige Scanner und Multifunktionsgeräte mit Dokumenteneinzug ist dies die höchste physische Auflösung und die Qualitätsverbesserung gegenüber 300 dpi ist deutlich erkennbar. Allerdings erreichen wir bereits eine Leistungsschwelle: Die Skalierung im Viewer ist mit aktueller Hardware gerade eben noch in Echtzeit möglich.
Niedrigere Auflösungen als 300 dpi belasten den Sachbearbeiter zu stark, höhere Auflösungen als 600 dpi bieten keine Qualitätsvorteile und belasten durch unnötige Kosten und Leistungsverluste.
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