AVIF in BMP umwandeln

In der Automatisierungstechnik trifft man diese Kombination öfter als anderswo. Ein Siemens-Simatic-Panel an einer Anlage, eine SPS-Visualisierung, eine Prüfstandssoftware aus den Neunzigern — alle drei nehmen ein Bild nur als BMP entgegen, weil ihr Bildschirmtreiber nie einen anderen Decoder bekommen hat und auch keinen mehr bekommt. Das Firmenlogo für die Startseite der Anlage kommt aber als AVIF vom Grafikdienstleister, weil das inzwischen der übliche Liefer­standard ist.

Zwischen den beiden liegen keine paar Jahre, sondern eine ganze Formatgeneration. Der Weg dorthin führt nicht über eine Neuinstallation der Anlagensoftware — die läuft, und läuft anfassen kostet mehr als das Bild umzuwandeln. Er führt über den Browser, der beides kann: das AVIF lesen und ein BMP schreiben, wie es die Anlage erwartet.

Ein BMP komprimiert nicht, also bestimmt sich seine Größe allein aus Breite mal Höhe mal drei Byte, plus ein kurzer Kopf. Ein 1000 mal 1000 Pixel großes Icon wird zu 3 MB, ein Foto mit 3000 mal 2000 Pixeln zu 18 MB — unabhängig davon, ob das AVIF davor 80 Kilobyte oder 2 Megabyte groß war.

Genau das macht den Sprung so auffällig. Ein für das Web geliefertes AVIF derselben Bildgröße liegt oft unter einem halben Megabyte, womit der Faktor schon bei fünfzig liegt, bevor überhaupt etwas Ungewöhnliches passiert ist. Bei flächigem Material wie einem Firmenlogo oder einem Schaltplan-Symbol, wo AVIF große einfarbige Bereiche stark zusammenfasst, steigt der Faktor leicht in die Hunderte.

Ein BMP kennt keine Kompressionsstufe, also gibt es an dieser Stelle keinen Regler, der etwas bewirken könnte — jeder Bildpunkt kostet dieselben drei Byte, ob er Teil eines Farbverlaufs oder eines leeren Rands ist. Der einzige Hebel, der die Datei tatsächlich kleiner macht, ist die maximale Breite, weil sie schlicht weniger Bildpunkte erzeugt statt billigere.

Eine Halbierung der Breite viertelt die Dateigröße, weil beide Seiten gemeinsam schrumpfen: aus 18 MB bei 3000 mal 2000 werden 4,5 MB bei 1500 mal 1000. Für ein kleines Bedienpanel, das ohnehin nie mehr als 480 Pixel Breite braucht, ist das keine Nebensache — ein unskaliertes Vollformat-Bitmap kann für den Speicher des Panels schlicht zu groß sein.

AVIF kann zwölf Bit je Kanal und einen weiten Farbraum speichern, was das Format für HDR-Fotografie im Web tauglich macht. Das hier geschriebene BMP ist acht Bit je Kanal in gewöhnlichem RGB, die Form, die jeder BMP-Leser erwartet.

Für ein normales Anlagenfoto oder ein Firmenlogo ändert sich dadurch nichts, weil acht Bit alles war, was das Bild je enthielt. Bei einer HDR-Aufnahme wird die zusätzliche Reichweite gekappt, sichtbar als ein Himmel ohne Zeichnung oder ein Lichtreflex, der hart abschneidet statt sanft auszulaufen. Wer das vermeiden will, sollte die Reduktion vorher bewusst in einem Bildbearbeitungsprogramm vornehmen und nicht als Nebeneffekt der Formatumwandlung geschehen lassen.

AVIF trägt einen vollständigen Alphakanal, ein BMP kennt keinen. Beim Umwandeln werden durchsichtige Bildpunkte deshalb mit einer Farbe gefüllt, die vor der Umwandlung eingestellt wird, und diese Füllung ist endgültig — die Transparenz wird ersetzt, nicht versteckt.

Sinnvoll ist die Farbe zu wählen, auf der das Bild später tatsächlich sitzt, nicht irgendeine neutrale. Kantenpixel eines Logos sind teilweise transparent und werden mit der gewählten Farbe vermischt: Passt sie zum Hintergrund, bleibt der Rand glatt; passt sie nicht, trägt das Logo einen sichtbaren Schleier. Bei einem Panel steht die richtige Farbe meist ohnehin in der Geräte­dokumentation, was die Entscheidung zu einem Nachschlagen macht statt zu einer Vermutung.

BMP ist weniger ein Format als eine kleine Familie davon. Es gibt Vollfarbbilder, eine indizierte Palette mit bis zu 256 Einträgen und mehrere Bittiefen dazwischen, und wer nur „BMP" schreibt, ohne zu sagen, welche Variante gemeint ist, hat den Satz nicht zu Ende gesprochen. Diese Umwandlung liefert immer ein Vollfarb-Bitmap mit 24 Bit Farbtiefe, drei Byte je Bildpunkt.

Das lesen fast alle Programme klaglos, aber nicht jedes eingebettete Panel will genau das. Die Firmware kleiner Displays nennt in der Anleitung häufig ausdrücklich 24-Bit oder eine 8-Bit-Palette, weil genau das im Bildspeicher des Geräts liegt. Steht dort eine andere Variante als die hier erzeugte, speichert IrfanView oder GIMP das BMP in einem zweiten Schritt in der passenden Tiefe.

AVIF kann eine Bildfolge speichern, geerbt vom Videocodec darunter. Ein BMP kennt genau ein Standbild und keinen Mechanismus für ein zweites. Ein animiertes AVIF wird hier deshalb nicht zu einer verkürzten Version dessen, was gewünscht war — es ist schlicht das falsche Ziel.

Steht die Bewegung im Vordergrund, ist MP4 oder GIF die richtige Antwort, keines von beiden auf dem Umweg über BMP. Und falls ein Gerät tatsächlich eine Folge einzelner Bitmaps erwartet, wie es bei manchen kleinen Displays vorkommt, müssen die Einzelbilder vorher extrahiert und jedes für sich umgewandelt werden — eine Aufgabe für ein Skript, nicht für eine einzelne Umwandlung hier.

Das ist die eigentliche Nützlichkeit dieser Seite. Das wartende Gerät — das Panel, der Prüfstand, die alte Windows-Anwendung — hat keinen AVIF-Decoder und wird nie einen bekommen, weil sich sein Betriebssystem seit Jahren nicht mehr ändert. Ein aktueller Browser dagegen liest AVIF ohne Zusatzsoftware, denn genau das ist es, was er beim Anzeigen einer Webseite ohnehin tut.

Die Umwandlung passiert deshalb auf dem eigenen Rechner und nicht auf einem Server: Das Bild verlässt das Gerät nicht, was sich im Netzwerk-Tab der Entwicklerwerkzeuge nachprüfen lässt. Auf einer Maschine, auf der niemand einen Codec nachinstallieren darf, ist das nicht nur bequem, sondern der einzige Weg, der überhaupt offensteht.

Sinnvoll ist, an der Schnittstelle umzuwandeln und das AVIF als Original zu behalten. Es ist ein Bruchteil der Größe, hat seine Transparenz und seinen vollen Farbumfang noch, und genau das braucht man, falls das Zielgerät irgendwann ausgetauscht wird.

Ein BMP an eine Person statt an ein Gerät zu schicken, ist dagegen fast immer ein Fehler, aus demselben Grund. Es füllt ein Postfach, es verstopft ein Netzlaufwerk, und nichts darin lässt sich mit PNG nicht verlustfrei und in einem Bruchteil der Größe ebenso gut abbilden, samt Transparenz. BMP ist ein Übergabeformat für Geräte, die genau danach fragen — es als Ablageformat zu behandeln, ist der Grund, warum manche Projektordner am Ende hundert Gigabyte an Bildern enthalten, die in zwei passen würden.

Bis zu 100 Dateien lassen sich auf einmal ablegen, jede einzeln bis 100 MB, jede wird nacheinander umgewandelt, behält ihren Namen mit getauschter Endung, und der ganze Stapel kommt als ein ZIP zurück. Weil nichts hochgeladen wird, gibt es keine Warteschlange und kein Tageslimit, wie es bei einer serverseitigen Umwandlung anfiele.

Die eigentliche Grenze ist der Speicherbedarf des Ergebnisses, nicht der Eingabe. Vierzig Fotos zu je 3000 mal 2000 Pixeln sind über siebenhundert Megabyte Bitmap, die der Browser-Tab gleichzeitig im Speicher hält, während das ZIP gebaut wird — ein Stapel, der in jedem anderen Format trivial wäre, ist es hier nicht. In kleineren Gruppen umwandeln und, wo möglich, eine maximale Breite setzen, hält den Prozess handhabbar.