Anleitung: Originalgetreue Darstellung von Dokumenten (z.B. DIN A4) Seiten auf TFTs

  • Einige Leute haben sich evtl. schonmal gefragt, wie man Druckdokumente am besten in orginalgetreuer Größe am TFT darstellt, so dass Schrift und Bilder am Bildschirm die gleiche Größe in mm haben, wie auf auf Papier ausgedruckt. Dazu muss man direkt anmerken, dass man immer nur eine Annäherung erreichen kann. Denn es ist nicht nur so, dass sich die Darstellung der Monitore voneinander unterscheidet, sondern jedes Druckermodell druckt den gleichen Text etwas anders. So ist bei einem die Schrift etwas dicker, beim anderen etwas feiner; ein Satz der auf einem Canon Modell in eine Zeile passt, könnte auf einem Epson zwei Zeilen in Anspruch nehmen. Programme wie Word und der Acrobat Reader lesen deshalb die Daten des Druckertreibers aus, und versuchen zumindest die Druckbreite so richtig darzustellen, dass man schon am Bildschirm sieht, ob alles richtig auf dem Blatt formatiert ist. Trotzdem kann sich die Schrift auf verschiedenen Druckern deutlich unterscheiden, während das Format (Breite, Höhe, Zeilen) erhalten bleibt.


    Unabhängig davon gibt es zwei verschiedene Methoden, um zunächst einmal die Größe von Schrift, Bildern und Formaten (z.B. Größe eines Absatzes oder ganzen DIN A4 Blattes) möglichst orginalgetreu am Bildschirm darstellen zu lassen. Das gilt zwar auch für CRTs, aber TFTs sind wegen ihrer genau definierten Pixelgröße und verzerrungsfreien Darstellung besonders gut geeignet. Ich gehe bei den folgenden Betrachtungen davon aus, dass der Monitor in nativer/optimaler Auflösung genutzt wird, und in der Regel Windows eingesetzt wird. Die entsprechenden Mechanismen funktionieren aber ähnlich auch unter anderen Betriebssystemen (oftmal sogar besser).

  • Zunächst will ich erläutern, was es mit der Pixelgröße und vor allem Pixeldichte eines Bildschirms auf sich hat, und wie man diese korrekt umrechnet. Wenn das nicht im Detail interessiert, der liest direkt bei den Umrechnungstabellen weiter.


    Ein PC/TFT stellt das Bild bekannterweise in Pixeln (Punkten) dar. Je nach Panelgröße unterscheidet sich nicht nur die native Auflösung, sondern auch die Größe der einzelnen Pixelzellen, jede Pixelzelle besteht aus drei Subpixelzellen.


    Die native Auflösung ist genau diejenige, in der jeder Pixel den die Grafikkarte ausgibt, von genau einem Pixel des TFTs dargestellt wird. Wählt man eine kleinere Auflösung, muss der TFT entweder interpolieren, oder schwarze Rändern um das Bild darstellen, größere Auflösungen sind nicht möglich.


    Die Pixelgröße bzw. der oft benutze Begriff Pixelabstand beschreibt die Größe einer Pixelzelle, inklusive dem Abstand zur nächsten Pixelzelle. Bild 1 verdeutlicht das.


    Die Pixeldichte beschreibt, wieviele Pixel in ein Zoll (engl. Inch = 25,4 mm) passen. bei einem TFT mit kleinerem Pixelabstand/Pixelgröße, passen mehr Pixel in die Länge von einem Zoll, als bei einem TFT mit größerem Pixelabstand/Pixelgröße. Eigentlich lautet die korrekte Bezeichnung für die Pixeldichte PPI (Pixel Per Inch), oftmals wird aber auch DPI (Dots Per Inch) genutzt. Im Grunde bedeutet beides das gleiche, DPI beschreibt aber eigentlich die Punkte (Dots) eines Druckers bzw. die Erkennungsauflösung eines Scanners beim Einlesen von Druckmedien. Im Gegensatz zu Pixeln bestehen solche Dots nicht aus weiteren Subdots, sondern sind in einem Punkt aus mehreren Farben zusammengemischt. Selbst das angehangene Bild spricht verwirrenderweise von "Dot Pitch", gemeint ist damit der Pixelabstand eines ganzen Pixels. Im folgenden schreibe ich für Monitore immer PPI und für Drucker DPI, gemeint sind im Grunde aber immer Punkte (seien es nun Pixel, oder Druckpunkte).


    Um den PPI-Wert eines Monitors auszurechnen, teilt man 25,4 mm durch die Pixelgröße/Pixelabstand des Gerätes. Z.b. für einen 20": 25,4 / 0,255 = 99,61 (aufgerundet 100 PPI). Bildlich bedeutet das, es passen 100 Pixel von 0,255 mm Größe in ein Zoll von 25,4 mm Länge.

  • Übersicht über die gängigen Panelgrößen mit nativen Auflösung und Pixeldichte


    WS = Widescreen / Breitbild


  • Wie man an der oben stehenden Tabelle sehen kann, sind die Pixel bei unterschiedlichen Panelgrößen (und Widescreen) auch immer unterschiedlich groß. Daraus wird schnell deutlich, warum z.B. eine 10 Punkt Arial Schrift auf einem 20" Panel kleiner dargestellt wird, als auf einem 19" Panel. Im Vergleich zum Ausdruck auf Papier liegen aber beide daneben, auf dem 20" ist die Schrift zu klein, und auf dem 19" ist sie zu groß. Das liegt daran, dass Windows standardmäßig mit einer Einstellung von 96 PPI arbeitet. Beim Ausdruck setzt der Druckertreiber das in seine eigene Druckdichte um (bei Text i.d.R. 150 - 600 dpi, bei Bildern bis zu 4800 dpi). Dabei wird die Größe von Text und Bildern vom Drucker normalerweise nicht mehr verändert. Text wird aber durch die höhere Auflösung detailierter wiedergegeben, eine 10 Punkt Schrift wird z.B. vom Drucker durch wesentlich mehr Punkte/Dots abgebildet.


    Deshalb muss man sich beim Druck erstmal von Punkten und Pixeln verabschieden, und statt dessen in Millimetern denken. Ein DIN A4 Blatt hat eine Breite von 210 mm und eine Höhe von 297 mm. Ein großes A in 10 Punkt Arial Standard druckt mein Canon Pixma 4000 bei Standard-Qualität 3 mm hoch. Ziel dieser Anleitung ist, dass ein DIN A4 Blatt und die Schrift auf dem Monitor möglichst orginalgetreu mit gleicher Größe in Millimetern dargestellt wird. Wenn ich also mein gedrucktes DIN A4 Blatt mit der 10 Punkt Arial Schrift vor den Monitor halte, dann sollen sich die Monitordarstellung und das Blatt exakt abdecken, sprich eine 1:1 Darstellung von Monitorbild und Blatt.


    Praktisch ist das leider nicht exakt möglich, da die Pixel des Monitors mit einer festen Größe arbeiten, kann er auch nur ein festes Vielfaches dieser Größe darstellen. Ein 20" z.B. kann zwar die volle Höhe von 297 mm eines DIN A4 Blattes darstellen, aber die Monitordarstellung ist entweder etwas zu klein (1164 Pixel x 0,255 mm = 296,82 mm) oder etwas zu groß (1165 Pixel x 0,255 mm = 297,075), gleiches gilt für die Breite. Die Abweichung ist glücklicherweise so gering, dass sie in der Praxis keine so große Rolle spielen dürfte. Ein weiteres Problem tritt allerdings beim nächsten Schritt auf, Windows bzw. die Anwendungen so einzustellen, damit der Monitor die richtige Größe darstellt, dabei kommt es leider zu weiteren Abweichungen durch Ab- und Aufrundungen.

  • Jetzt geht's endlich zur Praxis! :D


    Es gibt drei Methoden, um die Monitordarstellung so zu verändern, dass eine möglichst exakte 1:1 Darstellung zu gedrucktem Papier zustande kommt. Beiden liegt das gleiche Prinzip zugrunde, man muss Windows bzw. die Anwendung dazu bringen, eine zu kleine Darstellung zu vergrößern bzw. eine zu große Darstellung zu verkleinern. Leider gibt es dabei Rundungsfehler, da sowohl Windows als auch die Anwendungen nur ganze Zahlen bei der Werteeingabe zulassen, also keine Nachkommastellen. Somit wird das Ergebnis wieder einige hundertstel Millimeter abweichen.


    1. Methode: Windows Anzeige-Einstellungen ändern


    Diese Methode hat den Vorteil, dass sie für sämtliche Anwendungen gleichzeitig gilt! Nachteil ist, dass einige Anwendungen mit fixen Fenstergrößen arbeiten, und somit vergrößerte Schriften bei diesen Anwendungen nicht mehr ganz in's Fenster passen, verkleinerte Schriften sind kein Problem. Die Nachteile wiegen aber nicht so schwer, da nur um wenige Prozentpunkte vergrößert wird. Es ist sowieso ratsam die Systemschriftarten über die Darstellungseinstellungen der Anzeige zu verändern, nicht über den PPI Wert, wenn sie einem für das tägliche Arbeiten bei nativer Auflösung zu klein sind (z.B. am 20").


    Wie im angehängten Bild zu sehen, bietet Windows eine Möglichkeit den Standardwert von 96 PPI zu ändern. Auch Microsoft bringt hier die Begriffe durcheinandern, denn während der Dialog von DPI-Einstellung spricht, steht hinter dem Wert PPI. Aber egal, denn das wesentlich ist der Wert. Hier muss nämlich genau der Wert des Monitors erreicht werden. Leider kann man den PPI Wert nicht direkt eingeben, sondern soll einen Prozentwert wählen. Die vorgegebenen Werte sind in sehr grobe Schritte eingeteilt, aber man kann von Hand eigene Werte eintragen. Dazu muss man den Faktor berechnen, um den der Standardwert 96 PPI vergrößert bzw. verkleiner werden muss, um den PPI Wert des Monitors zu erhalten. Dazu teilt man den PPI Wert des Monitors durch 96, multipliziert das Ergebnis mit 100 und rundet zur nächsten ganzen Zahl auf oder ab. Um es Euch leichter zu machen, folgt hier wieder eine Tabelle:



    2. Methode: Zoom-Einstellung der Anwendung ändern


    Vorteil hierbei ist, dass die (System)schriftarten aller anderen Anwendungen, sowie der Menüs unverändert bleiben, und nur der Inhalt des Dokuments verändert wird. Nachteil ist, dass man die Einstellung meist manuell für jedes Dokument neu einstellen muss, wenn die Anwendung nur grobe Schritte in den Voreinstellungen zulassen.So erlaubt der Acrobat Reader nur 25% in den Voreinstellungen, wenn man von Hand einen anderen Wert einträgt, wird er einfach ignoriert. Beim Betrachten des Dokuments kann man aber beliebige Zoomfaktoren wählen. Word und Excel erlauben nicht nur beliebige Zoomfaktoren, sondern speichern den zuletzt gewählten Faktor mit dem Dokument ab, sehr praktisch! Als Zoomfaktoren werden die gleichen Werte benutzt, wie in oben stehender Tabelle zur Umstellung des PPI Wertes.


    3. Methode: Kombination der ersten beiden


    Vorteil ist, dass man noch genauer an eine orginalgetreue Darstellung des Dokuments heran kommt. Nachteil ist der Aufwand, und dass die Darstellung die Nachteile beider Methoden übernimmt, deren Vorteile aber nicht. Der Acrobat Reader stellt eine Ausnahme dar. Wie man auf dem Bild sehen kann, lässt sich dort nämlich von Hand der PPI-Wert eintragen, ohne dass dabei die Systemschriftarten anderer Anwendungen beeinträchtigt werden.


    Um das ganze zu nutzen, muss man ein wenig rechnen. Ziel ist es durch eine Kombination von PPI-Wert Faktor und Zoomfaktor noch näher an den PPI-Wert des Monitors zu kommen. Das bringt aber meiner Meinung nach mehr Aufwand als Nutzen, und immer noch eine Abweichung, darum rate ich davon ab. Nur als Beispiel sei genannt, dass man für einen 20" einen PPI-Wert 106 einstellt und einen Zoomfaktor von 94%, das entspricht einen kombiniertem PPI-Wert von 99,64, und ist somit sehr Nahe am Wert von 99,61 des Monitors. Da der Monitor jedoch immer noch an die Pixelgröße als kleinsten Teiler gebunden ist, bleibt ein 210 mm breites DIN A4 Blatt auf dem Monitor weiterhin entweder zu groß (824 x 0,255 mm = 210,12 mm) oder zu klein (823 x 0,255 mm = 209,87 mm). Da der Acrobat Reader nur 25% Schritte in den Voreinstellungen zulässt muss man den Zoomfaktor leider für jedes Dokument neu einstellen.

  • So folks, hier kommt nun das Ende meiner Ausführungen, mit einem kleinen Resümee zur Pixeldichte!


    Wie man ganz gut erkennen kann, ist eine hohe Pixeldichte immer zu bevorzugen, wenn es darum geht Druckinhalte auf dem Bildschirm darzustellen. Die höhere Pixeldichte bedeutet zum einen, dass mehr Pixel zur Darstellung zur Verfügung stehen. Ein DIN A4 Blatt wird auf einem 19" Monitor durch 724 x 1024 = 741376 Pixel dargestellt (und dabei fehlen in der Höhe noch 0,04 mm), auf einem 20" Monitor stehen dafür 824 x 1165 = 959960 Pixel zur Verfügung, also ganze 218584 Pixel mehr. Entsprechend besser ist die Detaildarstellung, denn für die gleichen Inhalte stehen mehr und feinere Punkte zur Verfügung.


    Zum anderen bietet die kleinere Pixelgröße bzw. der kleinere Pixelabstand aber noch zwei Vorteile:


    Der erste ist weniger offensichtlich, die maximale Abweichung des am Monitor dargestellten Bildes zum gedruckten Orginal ist weniger groß. In der Summe liegt man mit kleineren Pixeln wahrscheinlich näher an der Orginalgröße als mit größeren Pixeln.


    Der zweite Vorteil ist die bessere Nutzbarkeit von Cleartype in allen Anwendungen (auch unabhängig von orginalgetreuer Darstellung von Druckmedien). Durch Cleartype wird die horizontale Auflösung bzw. Pixeldichte effektiv verdreifacht, da hierbei die Subpixel eines TFTs ausgenutzt werden. Dadurch erhält man eine noch orginalgetreuere Darstellung (Erinnerung: ein Drucker druckt mit 150 - 4800 DPI, also immer mit höherer Dot-Dichte als die Pixeldichte der Monitordarstellung). Auch ein 6 Punkt kleines "o" ist auf dem Papier rund, und nicht eckig wie am Bildschirm (ohne Cleartype), durch Cleartype wird es auch am Bildschirm rund dargestellt.


    Monitore mit niedriger Pixeldichte haben aber nicht nur größere Pixel, sondern auch größere Abstände zwischen den Pixeln (nach meinem eigenen Vergleich eines 19" zu einem 20"). Dadurch funktioniert Cleartype schlechter (Farbsaum) bzw. man muss einen größeren Abstand zum Monitor halten, und hat selbst dann immer noch eine schlechtere Detaildarstellung als am höher auflösenden Monitor. Um Cleartype richtig nutzen zu können, empfehle ich unbedingt die Farben des Monitors einigermaßen neutral einzustellen bzw. zu kalibrieren. So lässt sich der Farbsaum verhindern bzw. verringern. Der Farbsaum wird bei Geräten mit höherer Pixeldichte aber wahrscheinlich immer geringer sein, als bei solchen mit niedriger Pixeldichte, da Cleartype einen optischen Trick nutzt, der durch den größeren Abstand zwischen einem blauen Subpixel und dem nächsten, davon rechts liegenden, roten Subpixel zunichte gemacht wird.


    Das war's vorerst! Ich hoffe Ihr könnt etwas mit dieser Anleitung anfangen, und sei es nur, die technischen Hintergründe besser zu verstehen, oder die Werte aus den Tabellen zu fischen!


    Spaßige und verfressene Weihnachten! ;)

  • Hier einige Korrekturen:


    Der Acrobat Reader erlaubt doch in den Voreinstellungen beliebige Zoomfaktoren zu setzen, und ignoriert diese nicht! Die Einstellung wird aber erst aktiv, sobald man ein neues Dokument öffnet, dieses wird dann mit dem voreingestellten Zoomfaktor angezeigt.


    Der oben angegebene PPI-Faktor muss evtl. um 1% gesenkt werden, das hängt von der verwendeten Monitorgröße ab. Das liegt wiederum an Rundungsfehlern bzw. der Pixelgröße. Am besten probiert man das aus, indem man ein DIN A4 Blatt bzw. ein Lineal vor den Monitor hält und sowohl mit der Darstellung eines A4 Blattes in Word, als auch im Acrobat Reader vergleicht. Ein Lineal ist in sofern besser, als dass A4 Blätter oftmals um bis zu 1 mm größer sind als sie laut DIN sein sollten.

  • Hier drei Bilder, auf denen die Schriftarten Arial und Times New Roman in den Größen von 8 Punkt bis 14 Punkt dargestellt sind. Das erste zeigt die Schrift ohne Kantenglättung, das zweite mit Standardkantenglättung (setzt unter Word ab 14 Punkt ein) und das dritte mit Cleartype. Die Bilder müssen in Orginalgröße (100%) angesehen werden, sonst macht es keinen Sinn. Für das Cleartype Bild spielt es keine Rolle, ob Ihr Cleartype aktiviert habt, oder nicht. Es wird immer richtig angezeigt (die farbigen Cleartype Subpixel stecken bereits im Bild) solange man 100% bei der Anzeige benutzt.


    Die nachfolgende Tabelle zeigt für verschiedene Panel- und Pixelgrößen die Größe der Schriften in Millimetern an. Daraus kann man z.B. erkennen, dass eine 12 Punkt Schrift auf einem 24" in etwa so groß ist, wie eine 11 Punkt Schrift auf einem 19", während eine 9 Punkt Schrift auf einem 20" immer noch etwas kleiner ist als eine 8 Punkt Schrift auf einem 19". Je mehr Punkte eine Schrift nutzt, umso detailreicher wird sie dargestellt, wie man auch auf den Bildern erkennen kann. Jedoch empfinden einige Leute bestimmte Schriftgrößen als weniger "schön". Das 9 Punkt Arial S sieht z.B. fast wie eine Acht aus, genauso wie das 10 Punkt Times B. Mit Cleartype skalieren die Schriften deutlich besser!


    Alle Größenangaben sind in Millimeter (mm):


  • Achtung: Die Bilder der Schriftgrößen wurden zwischenzeitlich von mir geändert, da ich sie zuerst versehentlich bei 99 PPI Anzeige Einstellung gespeichert hatte, statt der Windows Standardeinstellung von 96 PPI!