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Über die Formate
PGM (Portable Graymap) ist das Graustufen-Mitglied der Netpbm-Bildformatfamilie, erstellt von Jef Poskanzer im Jahr 1988 als Teil des Pbmplus-Toolkits für Unix-Systeme. PGM speichert einkanalige Intensitätsbilder, bei denen jedes Pixel einen Grauwert von 0 (schwarz) bis zu einem benutzerdefinierten Maximum (typischerweise 255 für 8-Bit oder 65535 für 16-Bit) enthält. Das Format existiert in ASCII (magische Nummer P2), bei der Pixelwerte als dezimale Textzahlen getrennt durch Leerzeichen geschrieben werden, und binär (magische Nummer P5), bei der Werte als Rohbytes gespeichert werden. Beide Varianten beginnen mit einem Header, der die magische Nummer, Breite, Höhe und den maximalen Grauwert angibt. PGM wurde als Graustufen-Zwischenformat in der Netpbm-Konvertierungs-Pipeline-Philosophie konzipiert: Quellbilder aus beliebigen Formaten werden in PGM umgewandelt, mit der umfangreichen Netpbm-Werkzeugbibliothek verarbeitet und dann in das Zielformat konvertiert. Ein Vorteil ist die Formattransparenz — die ASCII-Variante macht Bilddaten direkt für Menschen lesbar und trivial mit Textwerkzeugen wie awk und grep verarbeitbar, was für Debugging und Ausbildung unschätzbar ist. Die Verbreitung in der wissenschaftlichen und Computer-Vision-Gemeinschaft ist eine weitere Stärke: Die geradlinige Einzelkanal-Darstellung von PGM macht es zu einem natürlichen Format für Bildanalyse-Algorithmen, und viele wissenschaftliche Arbeiten und Kursmaterialien verwenden PGM-Beispiele. Das Format wird von ImageMagick, GIMP und zahlreichen Bildverarbeitungsbibliotheken unterstützt und bleibt Standardeingabe für viele Forschungswerkzeuge und Benchmarks.
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.