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Über die Formate
HDR (auch bekannt als RGBE oder Radiance HDR) ist ein High-Dynamic-Range-Bildformat, das von Greg Ward Larson als Teil des Radiance)-Lichtssimulationssystems entwickelt wurde, das ab 1985 am Lawrence Berkeley National Laboratory entstand, wobei das HDR-Format um 1989 erschien. Das Format speichert Gleitkomma-RGB-Pixelwerte in einer kompakten 32-Bit-pro-Pixel-Kodierung namens RGBE (Red, Green, Blue, Exponent): Drei 8-Bit-Mantissenbytes teilen sich einen einzigen 8-Bit-Exponenten und repräsentieren Leuchtdichtewerte über einen Bereich von etwa 76 Grössenordnungen, während die Dateigrössen mit Standard-24-Bit-Bildern vergleichbar bleiben. HDR-Dateien beginnen mit einem Text-Header mit Rendering- und Belichtungsmetadaten, gefolgt von den RGBE-Pixeldaten, komprimiert mit einem scanline-orientierten Lauflängenkodierungsschema. Das Format erfasst den vollen Leuchtdichtebereich realer Szenen — von tiefen Schatten bis zu direktem Sonnenlicht — und ermöglicht physikalisch korrekte Lichtberechnungen, Tone Mapping für verschiedene Anzeigebedingungen und Belichtungsanpassungen nach der Aufnahme ohne die Clipping-Artefakte, die 8-Bit-Formaten inharent sind. Ein Vorteil ist die grundlegende Rolle des Formats in der HDR-Bildgebung: Radiance HDR war Pionier des Konzepts, reale Leuchtdichtewerte in Bilddateien zu speichern, und das .hdr-Format wurde zum Standard für Lichtsondenbilder und Environment Maps, die im Image-based Lighting der 3D-Rendering-Branche verwendet werden. Die kompakte Kodierung des Formats ist eine weitere praktische Stärke — das RGBE-Schema bietet weit mehr Dynamikumfang als 8-Bit-Formate bei nur 33% mehr Speicher pro Pixel. HDR-Dateien werden von Photoshop, GIMP, ImageMagick, Blender und allen großen 3D-Renderern unterstützt.
JPEG ist eines der am weitesten verbreiteten Bildformate in der Informatik, standardisiert von der Joint Photographic Experts Group und im September 1992 als ISO/IEC 10918-1 veröffentlicht. Die .jpeg-Erweiterung ist funktional identisch mit .jpg — beide enthalten dieselben JFIF- oder Exif-verpackten JPEG-komprimierten Bilddaten. Das Format wendet verlustbehaftete Komprimierung mittels der diskreten Kosinustransformation (DCT) an: Bilder werden in 8x8-Pixel-Blöcke unterteilt, in Frequenzkoeffizienten transformiert, quantisiert, um visuell weniger bedeutsame Informationen zu verwerfen, und entropiekodiert gespeichert. Der Kompromiss zwischen Qualität und Grösse ist vom Benutzer einstellbar, wobei typische Einstellungen Dateien erzeugen, die 10-20 Mal kleiner als unkomprimierte Originale bei visuell akzeptabler Qualität sind. JPEG unterstützt 8-Bit-Graustufen und 24-Bit-Farbe, mit Exif-Metadaten für Kameraeinstellungen, GPS-Koordinaten, Zeitstempel und Miniaturansichten. Ein Vorteil ist die absolute Universität — JPEG ist von jedem Bildbetrachter, Webbrowser, Betriebssystem, jeder Kamera, jedem Telefon und Drucker lesbar, der in den letzten drei Jahrzehnten hergestellt wurde, was es zum sichersten Format für die Weitergabe fotografischer Bilder macht. Die effiziente Komprimierung von fotografischen Inhalten mit kontinuierlichen Tönen ist eine weitere Kernstärke: JPEG erzeugt konstant kompakte Dateien aus Kamerasensoren und realen Szenen, in denen subtile Farbverläufe dominieren. Obwohl neuere Formate wie WebP und AVIF bessere Komprimierungsverhältnisse erzielen, ist die installierte Basis von JPEG so umfangreich, dass es die Standardausgabe digitaler Kameras und das gängigste Bildformat im Web bleibt.