Katalog archivischer Dateiformate Version 5.0, Juli 2016

DNG


Kategorie

Bildformate (Rastergrafik)

Abkürzungen

DNG
.dng
image/dng
fmt/436 (Format Version 1.0), fmt/437 (Format Version 1.2), fmt/438 (Format Version 1.3), fmt/152 (Format Version 1.1, Extensionen .dng, .tif, .tiff)

Titel

Digital Negative

Versionen

aktuelle Version: 1.3 (2009)
vorhergehende Versionen: 1.0 (2004), 1.1 (2005), 1.2 (2008)

Beschreibung

DNG ist ein von Adobe postulierter Industrie-Standard für das Speichern von Rohdaten aus Digitalkameras, der auf dem ISO-Standard 12234-2 (TIFF/EP) basiert und mit diesem kompatibel ist.
Bei Digitalkameras mit Flächensensoren, welche mit einem Mosaik von (meist roten, grünen und blauen) Farbfiltern versehen sind, wird in den Rohdaten meist nur ein Kanal pro Pixel abgespeichert, was die Speicherdichte gegenüber einem RGB TIFF wesentlich verbessert. Zusätzlich kann eine verlustfreie Komprimierung eingesetzt werden. Allerdings sind Rohdaten in der Regel mit 12 bis 16 Bit codiert. Die Ersparnisse an Speicherplatz gegenüber einem 8 Bit RGB TIFF ist deshalb geringer als 2/3.
Die Eigenheiten des eingesetzten Sensors werden in den DNG-Metadaten beschrieben, was eine wesentliche Erweiterung des ISO-Standard 12234-2 (TIFF/EP) darstellt.
Typisch für alle Kamera-Rohdatenformate ist, dass zahlreiche Parameter auf die vom Sensor gelieferten Rohdaten angewandt werden, um das finale RGB-Bild zu erzeugen. Dies trifft auch für das DNG-Format zu. Diese Parameter sind „weiche“ Faktoren, die bei Bedarf dem jeweiligen Verwendungszweck des Bildes angepasst werden können. Dabei bleiben die in der Datei gespeicherten Sensor-Rohdaten jedoch unverändert erhalten. Insofern sind DNGs wie alle Rohdatenformate per Definition manipulierbar.

Multishot und Linear DNG

Wie in der Beschreibung erwähnt, wird bei Rohdaten wie DNG in der Regel pro Pixel ein Farbkanal abgespeichert. Ausnahme bilden hier Multishot-Bilder, die bis zu 16 um (Sub-) Pixel verschobene Einzelbilder enthalten, welche in der Verarbeitung übereinander gelegt und zu einem RGB-Bild kombiniert werden. Multishot-DNGs enthalten bis zu vier Kanäle pro resultierendes Farbpixel. Demnach ist bei solchen Multishot-DNGs die Speicherdichte noch ungünstiger als bei einem RGB-TIFF.
DNG unterstützt aber auch RGB-Rohdaten, wie sie von Mehrkanal-Sensoren (z. B. Foveon oder RGB Scan-Zeilen) geliefert werden oder aus bereits zu RGB-Bildern verkämmten Multishot-Bildern entstehen; solche Daten werden als „Linear DNG“ bezeichnet. Die Speicherdichte von Linear DNGs entspricht derjenigen von RGB-TIFFs.

Public und Private Tags

DNG definiert eine Sammlung von öffentlichen („Public“) Tags (siehe TIFF ), welche die Charakteristika eines Bildes beschreiben. Dazu gehören unter anderem die Dimensionen, die verwendeten Farbräume, der Neutralabgleich, sowie Helligkeit, Kontrast und Belichtungskorrektur, aber auch Objektivdaten, die beispielsweise zur Korrektur von Objektivfehlern wie Verzeichnung, Randlichtabfall und Farbsäumen verwendet werden können. Zusätzlich können Hersteller ihre eigenen („Private“) Tags verwenden, die es ihnen erlauben, proprietäre Funktionalitäten oder Algorithmen einzubauen.
Nicht in allen Readern sind alle Optionen, welche die Public Tags bieten, implementiert. Bei den proprietären Private Tags kann man davon ausgehen, dass diese meist nur durch die jeweiligen Besitzer genutzt werden.

Verbreitung

Zahlreiche Hersteller von Digitalkameras unterstützen inzwischen DNG, teilweise direkt in der Kamera, teilweise auch in der Software, die mit der Kamera mitgeliefert wird. Im Weiteren existieren einige DNG-Konversions-Tools, die es erlauben, proprietäre Rohdaten in DNG umzuwandeln.
Ein bisher ungelöstes Problem stellt die Tatsache dar, dass die Algorithmen für die Rekonstruktion eines RGB-Farbbildes aus den Pixelwerten der Rohdaten (als Demosaicing oder Farbinterpolation bezeichnet) sowie weitere Algorithmen zur Bildoptimierung (z. B. zur Unterdrückung von Farbmoiré oder Bildrauschen) bei allen Herstellern proprietär sind. Dies trifft auch im Fall des DNGs zu bzw. macht sich dort besonders bemerkbar: Je nach verwendeter Software können aufgrund der unterschiedlichen Algorithmen aus einem DNG recht unterschiedliche RGB-Bilder entstehen.

Archivwürdigkeit

DNG ist wie alle Rohdatenformate ein Zwischenprodukt, aus dem das „finale“ RGB-Bild erzeugt wird. Dennoch ist die Frage, ob solche Rohdaten als Zwischenprodukte grundsätzlich überhaupt als archivierungswürdig zu betrachten sind, wie auch beim analogen fotografischen Negativ eindeutig mit ja zu beantworten, da diese Rohdaten szenenbezogen sind und sie es erlauben, für den jeweiligen Verwendungszweck ein optimales RGB-Bild zu erzeugen. Zusätzlich können dank ständig weiter entwickelter Algorithmen die Ergebnisse, die aus einem DNG erzeugt werden könne, bezüglich Farb- und Detailtreue laufend verbessert werden.
Für die Archivierung von DNGs spricht auch die (abgesehen von den erwähnten Ausnahmen) gegenüber dem TIFF bessere Speicherdichte: bezüglich Speicherdichte kann es durchaus interessant sein, anstelle eines TIFF ein DNG und eine verlustbehaftete Ausprägung (z. B. JPEG 2000) zu archivieren. Dies entspricht der bei analogen Fotografien praktizierten Aufbewahrung von Negativ als Master und Papierbild als konkrete Ausprägung.

Bewertung



Offenheit: 4

Die Spezifikation von DNG ist offengelegt und frei erhältlich.

Lizenzfreiheit: 3

Das Copyright für DNG gehört Adobe; die Firma hat bisher darauf verzichtet, den Gebrauch des Formats mit Lizenzgebühren zu belegen.

Verbreitung: 3

Als Standardformat für digitale Kamerarohdaten ist DNG inzwischen gut verbreitet, auch wenn gewisse grosse Hersteller das Format nicht direkt unterstützen.

Funktionalitaet: 4

DNG ist als Rohdatenformat für Digitalkameras gut geeignet.

Implementierung: 3

DNG-Dokumente können mit vielen gängigen Bildbearbeitungsprogrammen geöffnet werden. Es besteht eine Reihe von Tools, um proprietäre Rohdatenformate in DNG zu konvertieren. Einschränkend ist zu sagen, dass bei der Verarbeitung von DNGs proprietäre Algorithmen zur Anwendung kommen, die dazu führen, dass aus einem DNG in unterschiedlichen Applikationen unterschiedliche RGB-Bilder resultieren.

Speicherdichte: 2

Da DNG bei Rohdaten von Sensoren mit Mosaikfiltern pro Pixel nur einen Kanal abspeichert, ist seine Speicherdichte besser als diejenige eines RGB-TIFF (ausgenommen sind Multishot- und Lineare DNG-Dateien). Zusätzlich erlaubt DNG die Verwendung von verlustfreier Kompression.

Verifizierbarkeit: 3

DNG enthält eine Validierungs-Checksumme, die eine automatische Prüfung erlaubt, ob ein Bit in den Bilddaten der Datei verändert wurde. Bei den Adobe-Produkten, die DNG unterstützen, wird in einem solchen Fall angezeigt, dass die Datei möglicherweise beschädigt worden ist.
Der Adobe DNG Converter kann auch als Validator für DNG-Dateien verwendet werden, wobei dieser dabei Kopien der zu überprüfenden Dateien anlegt. Auch ist im Moment unklar, ob sich dieser Validierungsprozess lediglich auf die Überprüfung oben erwähnte Validierungs-Checksumme beschränkt oder auch den Rest der Datei überprüft. Neben dem Adobe DNG Converter gibt es auch DNG Validatoren von anderen Anbietern (z. B. ImageVerifyer von Marc Rochkind). Da diese jedoch Adobe-Code verwenden, der Teil des SDKs ist, ist auch hier unklar, was alles überprüft wird.

Best Practice: 3

DNG ist nicht unumstritten. Dennoch schlägt die Library of Congress DNG als Alternative zu den weniger erwünschten proprietären Rohdatenformaten vor.

Perspektive: 2

Es erscheint fraglich, ob DNG im Archivbereich jemals grosse Bedeutung gewinnen wird, ausgenommen bei der Archivierung digitaler Fotografien und sofern der Zugriff auf die Rohdaten möglich ist.

Formatklasse: C

DNG wird noch nicht flächendeckend eingesetzt, es ist aber zu erwarten, dass seine Verbreitung und auch seine Akzeptanz innerhalb von Archivkreisen weiter zunehmen wird.


Fazit

DNG ist als Dateiformat für das Speichern von Rohdaten aus Digitalkameras nicht ganz unumstritten, findet aber zunehmend Verbreitung und auch in Archivkreisen Anerkennung. Wenn solche Rohdaten archiviert werden sollen, dann ist, wie es auch die US Library of Congress postuliert, DNG sicher als sinnvolle Alternative zu rein proprietären Rohdatenformaten zu betrachten. Die Formatspezifikationen von DNG sind offen und frei erhältlich und dürften wohl in Zukunft auch in den ISO Standard 12234-2 (TIFF/EP), auf dem DNG basiert, aufgenommen werden.

Referenz

DNG 1.3 Specifications, Adobe Systems, Inc., 2009-06-19.
http://www.adobe.com/products/dng/pdfs/dng_spec_1_3_0_0.pdf
[frei erhältlich]
TIFF 6.0 Specification, Adobe Systems, Inc., 1992-06-03.
http://partners.adobe.com/public/developer/en/tiff/TIFF6.pdf
http://www.itu.int/itudoc/itu-t/com16/tiff-fx/docs/tiff6.pdf
[frei erhältlich]
TIFF/EP Specification, ISO/DIS 12234-2, 2001-10-15.
http://www.iso.org
[kostenpflichtig]

Literatur

Adobe Systems, Inc.: Digital Negative (DNG) - The public, archival format for digital
camera raw data.
http://www.adobe.com/products/dng/
Adobe Systems, Inc.: DNG Primer For Manufacturers.
http://www.adobe.com/products/dng/pdfs/DNG_primer_manufacturers.pdf
ASMP (American Society Of Media Photographers): Digital Photography Best Practices And Workflow: DNG Validation
http://www.dpbestflow.org/data-validation/dng-validation
US Library of Congress: Sustainability of Digital Formats: Planning for US Library of Congress Collections: Still Images >> Preferences in Summary.
http://www.digitalpreservation.gov/formats/content/still_preferences.shtml
Wikipedia: DNG.
http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Digital_Negative&oldid=502658719

last update: georg.buechler - Thu, 24 Jan 2013 [09:16:54]
Copyright © by Koordinationsstelle für die dauerhafte Archivierung elektronischer Unterlagen
Copyright © by Centre de coordination pour l'archivage à long terme de documents électroniques