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Festplatte

2013-05-01T08:06:43Z

79.83.80.237: Änderung 75440 von 91.14.115.169 (Diskussion) wurde rückgängig gemacht.

== Festplatte ==
Im uC-Forum tauchen gelegentlich immer mal wieder Fragen auf, wie man eine Festplatte ansteuert. Da ich mich selber auch relativ lange damit befasst habe, habe ich viel Zeit investierte, um alle Infos zusammen zu bekommen und hier mal einen Artikel gebastelt, der die wichtigsten Grundlagen vermitteln sollte, also wie eine Festplatte aufgebaut ist, welche Register es gibt und wie man mittels Command Codes irgendwelche Aktionen ausführt.

=== Grundlegender Aufbau einer Festplatte ===
Sicher haben einige von euch schon mal eine Festplatte auseinander genommen. Die können diesen Abschnitt getrost überspringen ;)
Für die anderen hier mal ein Bild:

[[Bild:Festplatte_1.jpg]]

Der Plattenstapel dreht sich üblicherweise mit einer Geschwindigkeit von 4200 oder 5400 U/min (Notebook-Festplatten), 7200 U/min (Desktop-Festplatten) oder mit über 10'000 U/min (Server-Festplatten). Die Platten selber bestehen aus Aluminium oder Glas, welches mit einer ferromagnetischen Schicht versehen ist.
Die Schreib-/Leseköpfe können mittels eines sogenannten 'Servos' über den Platten positioniert werden. Sie sind im Prinzip kleine Spulen, die über einen Flexiblen Leiter mit einem Verstärker verbunden sind. Dieser Verstärker stellt die Verbindung mit der Elektronik her.
Wenn nun die Platten rotieren, entsteht dadurch ein Luftzug im Festplattengehäuse. Der Luftzug hebt dann die Schreib-/Leseköpfe von der Plattenoberfläche ab, diese schweben dann einige nm über der Plattenoberfläche. Aus diesem Grund brauchen Festplatten einen minimalen Luftdruck (Oft ist im Datenblatt vermerkt, bis zu welcher Meereshöhe man das Gerät betreiben darf).

=== Wie werden jetzt die Daten gespeichert? ===
Nun müssen natürlich irgendwie die Bits & Bytes auf dieser magnetischen Plattenschicht abgelegt werden können. Um das zu tun, wird eine spezielle Einteilung vorgenommen. Als erstes werden die Platten in konzentrische Ringe unterteilt. Diese Ringe werden als 'Track' bezeichnet. Alle Tracks, die vom Plattenzentrum den selben Abstand haben, nennt man Zylinder.
Die Tracks wiederum unterteilt man in Sektoren. Üblicherweise sind es 63 Sektoren pro Track. In jedem Sektor lassen sich 512 Bytes speichern.
Möchte man nun Einen Sektor gezielt adressieren, benötigt man also dessen Zylinder, die Sektornummer, und die Nummer des Schreib-/Lesekopfs (da die Ober- und Unterseite der Platten für die Datenspeicherung verwendet werden). Diese Adressierung nennt man CHS (für Cylinder, Head, Sector). Sie wird von neueren Festplatten oft nicht mehr unterstützt. Für diese gibt es eine einfachere Adressierungsart, nämlich LBA (Linear Block Address). Hier wird eine einzige 28 Bit lange Zahl verwendet, die alle Sektoren nacheinander linear durchnummeriert. In beiden Adressierungsarten lassen sich aber max. 128 GByte adressieren (warum, dazu später mehr).

== Der IDE-Stecker ==
IDE- (bzw. ATA-) Festplatten besitzen eine relativ einfache Schnittstelle zur Steuerung. Die Steckerbelegung sieht wie folgt aus:

<center>[[Bild:Festplatte_Connector.jpg|500px]]</center>

Beschreibung der Signale:
# DD0..15: Hier werden die Daten und Steuerkommandos übertragen.
# DA0..2: Über die 'Drive Address' lassen sich die einzelnen Register ansprechen.
# CS0, CS1: Chip Select. Wählt zusammen mit DAx ein Register aus (low-aktiv).
# RESET: Hard-Reset der Steuerelektronik (low-aktiv).
# DIOW: Write-Signal (low-aktiv).
# DIOR: Read-Signal (low-aktiv).
# INTRQ: Interrupt Request (high-aktiv!)
# DASP: Drive active (open-collector). Hiermit kann eine LED angesteuert werden. Vorwiderstand nicht vergessen! ;-)
# PDIAG: Dient zur Kommunikation der Festplatten untereinander.
# CSEL: Cable Select. Wird ebenfalls nur benötigt, wenn man 2 Festplatten hat.
# IORDY: Zeigt an, dass Daten übertragen werden können.

Die restlichen Signale braucht man nur, wenn man mit DMA arbeitet, worauf ich in diesem Artikel nicht näher eingehe.
Zum steuern der Festplatte braucht man übrigens die Leitungen IORDY, CSEL un PDIAG nicht unbedingt. An DASP kann man eine LED incl. Vorwiderstand anschliessen. Die blinkt dann auf, wenn auf die Platte zugegriffen wird.
Die Signalpegel für die Leitungen sind alle 5V TTL. Wenn man also einen mit 3.3V betriebenen Microcontroller mit 5V-Toleranten Eingängen hat, kann man die Festplatte problemlos ansteuern (habe ich selbst allerdings noch nicht getestet).

== Der Registerblock ==
Die Festplatte besitzt 13 verschiedene Register. Auf diese kann man wie folgt zugreifen:

{| border="1"
|-
!/CS0
!/CS1
!DA2
!DA1
!DA0
!Register (Read)
!Register (Write)
|-
|1
|0
|1
|1
|0
|Alternate Status
|Device Control
|-
|1
|0
|1
|1
|1
|N/A
|N/A
|-
|0
|1
|0
|0
|0
|Data Register
|Data Register
|-
|0
|1
|0
|0
|1
|Error Register
|Features Register
|-
|0
|1
|0
|1
|0
|Sector Count
|Sector Count
|-
|0
|1
|0
|1
|1
|Sector Number / LBA Bits 0..7
|Sector Number / LBA Bits 0..7
|-
|0
|1
|1
|0
|0
|Cylinder Low / LBA Bits 8..15
|Cylinder Low / LBA Bits 8..15
|-
|0
|1
|1
|0
|1
|Cylinder High / LBA Bits 16..23
|Cylinder High / LBA Bits 16..23
|-
|0
|1
|1
|1
|0
|Device Register & LBA Bits 24..27
|Device Register & LBA Bits 24..27
|-
|0
|1
|1
|1
|1
|Status Register
|Command Register
|}

Wenn man DMA verwendet, dann sind noch weitere Adressierungen möglich, auf diese gehe ich hier allerdings (noch) nicht ein.
Wenn beide Chip Select-Eingänge auf 1 sind, dann ist der Datenbus in einem hochohmigen Zustand (tristate).
Zu beachten ist noch, dass alle Register (ausser dem Datenregister) nur 8 Bit breit sein. Diese 8 Bit werden auf den Datenleitungen DD0..7 übertragen.
Auch erkennt man aus der Tabelle, dass u.U. je nach Operation (lesen, schreiben) unterschiedliche Register ausgewählt werden (was auch richtig ist, denn es macht ja keinen Sinn, etwas ins Status-Register zu schreiben...).

=== Das Alternate Status / Status Register ===
Das Alternate Status Register hat grundsätzlich dieselbe Funktion wie das Status Register. Mit einem kleinen Unterschied: Wenn die Laufwerkselektronik einen Interrupt erzeugt (z. B. weil Daten gelesen werden sollen), dann wird der Interrupt gelöscht, wenn man das Status Register liest. Beim Lesen des Alternate Status Registers bleibt der Interrupt jedoch erhalten.
In beiden Registern sind die folgenden Bits enthalten:

{| border="1"
|-
!Bit 7
!Bit 6
!Bit 5
!Bit 4
!Bit 3
!Bit 2
!Bit 1
!Bit 0
|-
|BSY
|DRDY
|DF
|DSC
|DRQ
|COR
|IDX
|ERR
|}

;BSY
:Busy-Flag. Wenn das Bit gesetzt ist, sind alle anderen Bits ungültig und das Laufwerk ist beschäftigt.
;DRDY
:Drive Ready. Es können Befehle zur Festplatte gesendet werden.
;DF
:Device Fault. Es ist beim Schreiben von Daten zu einem Fehler gekommen.
;DSC
:Drive Seek Complete. Zeigt an, dass das Laufwerk den angeforderten Track gefunden hat und die Schreib-/Leseköpfe dort positioniert hat.
;DRQ
:Zeigt an, dass Daten zum Laufwerk transportiert werden sollen (beim Schreiben), bzw. dass Daten vom Laufwerk abgeholt werden können (beim Lesen).
;CORR
:Corrected Data. Wenn Daten von der Elektronik korrigiert worden sind, wird dieses Bit gesetzt.
;IDX
:Index. Wird bei jeder Umdrehung des Plattenstapels auf 1 gesetzt.
;ERR
:Error. Das Error-Register muss ausgelesen werden, um nähere Informationen zu erhalten.

=== Das Command-Register ===
In das Command Register schreibt man einen speziellen Command-Code, der bestimmte Aktionen einletet. So bewirkt z. B. das schreiben des Codes 0x30 das schreiben eines Sektors auf die Platte. Der Befehl wird unmittelbar nach dem Schreiben ins Command Register ausgeführt und BSY auf 1 gesetzt.

=== Das Data Register ===
Das Data Register ist 16 Bit breit (als einziges der Register). Bei einem Lese- oder Schreibkommando können hier die gelesenen Daten abgeholt bzw. reingeschrieben werden.

=== Device Control Register ===
Das Device Control Register enthält folgende Bits:

{| border="1"
|-
!Bit 7
!Bit 6
!Bit 5
!Bit 4
!Bit 3
!Bit 2
!Bit 1
!Bit 0
|-
|
|
|
|
|1
|SRST
|nIEN
|0
|}

Setzt man SRST auf 1, so wird ein Software Reset durchgeführt.
Mit nIEN kann man die Interrupts ein- oder ausschalten.

=== Device Register & LBA Bits 24..27 ===
Im Device Register stehen folgende Bits:

{| border="1"
|-
!Bit 7
!Bit 6
!Bit 5
!Bit 4
!Bit 3
!Bit 2
!Bit 1
!Bit 0
|-
|1
|L
|1
|DRV
|H3 / LBA27
|H2 / LBA26
|H1 / LBA25
|H0 / LBA24
|}

L gibt an, dass das Laufwerk in den LBA-Modus geschaltet werden soll (L = 1) oder dass CHS-Adressierung verwendet werdem soll (L = 0).
DRV dient zur Adressierung eines Laufwerks, also zur Unterscheidung Master / Slave und ist nur nötig, wenn man 2 Laufwerke an einem Kabel betreibt. DRV = 0 wählt das Master-Laufwerk aus, DRV = 1 adressiert das Slave-Laufwerk.
Die Bits H0..H3 geben die Nummer des Kopfes an, wenn CHS-Adressierung verwendet wird. Wird LBA verwendet, dann kommen hier die Bits 24..27 hin.

=== Error Register ===
Das Error Register sieht so aus:

{| border="1"
|-
!Bit 7
!Bit 6
!Bit 5
!Bit 4
!Bit 3
!Bit 2
!Bit 1
!Bit 0
|-
|CRC
|UNC
|0
|IDNF
|0
|ABRT
|TK0NF
|AMNF
|}

CRC bedeutet, dass bei einem DMA-Transfer ein CRC-Fehler aufgetreten ist.
UNC gibt an, dass bei einer Datenübertragung ein Fehler erkannt worden ist, dieser aber nicht korrigiert werden konnte.
IDNF zeigt an, dass der angeforderte Sektor nicht gefunden worden ist.
ABRT wird auf 1 gesetzt, wenn ein Befehl abgebrochen (aborted) wurde.
TK0NF Zeigt an, dass Track 0 nicht gefunden worden ist.
AMNF (Address Mark not found): Zeigt an, dass der gewünschte Sektor zwar gefunden wurde, seine Daten aber nicht.

=== Features Register ===
Das Features Register bekommt, je nach ausgeführtem Befehl, eine andere Bedeutung.

=== Cylinder High / LBA Bits 16..23 ===
Hier kommt das High Byte der Zylindernummer rein, wenn man CHS-Adressierung verwendet. Setzt man LBA ein, dann müssen hier die entsprechenden LBA Bits geschrieben werden.

=== Cylinder Low / LBA Bits 8..15 ===
Das Low-Byte der Zylindernummer bei CHS-Adressierung; Bits 8..15 bei LBA-Adressierung.

=== Sector Number / LBA Bits 0..7 ===
Wenn man mit CHS arbeitet, muss hier die Sektornummer stehen. Achtung: Sektoren werden von 1 her beginnend Adressiert!
Bei LBA werden hier die Bits 0..7 platziert.

=== Sector Count Register ===
Hier kann man angeben, wie viele Sektoren man beim nächsten Befehl übertragen möchte. Die Festplatte kann bis 256 Sektoren auf einmal lesen.

== Die Steuerung der Platte ==
Um jetzt endlich die Festplatte ansteuern zu können, wird wie folgt vorgegangen:
Als erstes muss man allfällige Command-Parameter in den entsprechenden Registern platzieren. Siehe Beispiel. Anschliessend wird der Command Code ins Command Register geschrieben. Dann kann man auf 2 Arten verfahren:

# Wenn man Interrupts verwendet, kann man jetzt getrost irgend was anderes machen. Die Festplatte generiert selbständig einen Interrupt, wenn sie zum Übertragen der Daten bereit ist.
# Wenn keine Interrupts zur Verfügung stehen, kann man so lange das Status Register pollen, bis BSY = 0 ist.

Wenn man den Command Code abgesetzt hat und die Platte nicht mehr BSY ist, kann man schon das Datenregister schreiben (bzw. lesen).
Das Vorgehen für den Read Sector-Command ist z. B. wie folgt:

# Sector Count schreiben
# Sector Number schreiben
# Cylinder Low schreiben
# Cylinder High schreiben
# Device Register schreiben (angeben, ob LBA verwendet werden soll, welches Device man adressieren will etc).
# Den Command Code ins Command Register schreiben
# Das Status-Register abfragen
# Wenn BSY = 1, gehe zu 7
# Das Daten-Register lesen (16 Bit!)
# Das Status-Register lesen
# Wenn DRQ = 1 ist, dann gehe zu 9
# fertig!

Im Detail:
# Sector Count Register Adressieren
# Anzahl Sektoren an DD0..7 anlegen
# DIOW = 0
# DIOW = 1
# Sector Number Rgsister adressieren
# Sektornummer an DD0..7 anlegen
# DIOW = 0
# DIOW = 1
# ...
# Command Register adressieren
# Command Code an DD0..7 anlegen
# DIOW = 0
# DIOW = 1
# Status-Register Adressieren
# DIOR = 0
# Wert von DD0..7 zwischenspeichern
# DIOR = 1
# BSY-Bit abfragen, und wenn gesetzt gehe zu 15
# Daten-Register adressieren
# DIOR = 0
# Wert von DD0..15 lesen
# DIOR = 1
# Status-Register adressieren
# DIOR = 0
# Wert von DD0..7 zwischenspeichern
# DIOR = 1
# DRQ-Bit abfragen, und wenn gesetzt gehe zu 20
# Fertig!

=== Command Codes ===
Um natürlich bestimmte Aktionen ausführen zu können, muss man die Command Codes der Festplatte kennen. Die wichtigsten Command Codes lauten:

{| border="1"
|-
!Command
!Code
!Kommentar
|-
|Identify Device
|0xEC
|Gibt Infos wie Modell, Hersteller, Kapazität... aus
|-
|Read Sector(s)
|0x21 / 0x20
|Liest die gewünschte Anzahl Sektoren von der Platte
|-
|Seek
|0x70
|Positioniert die Schreib-/Leseköpfe über dem angegebenen Sektor
|-
|Standby
|0xE2
|Schaltet die Platte aus. Sie wird autom. wieder aktiv, wenn man ihr einen neuen Befehl sendet.
|-
|Write Sector(s)
|0x30 / 0x31
|Schreibt die gewünschte Anzahl Sektoren auf die Platte.
|}

Es gibt natürlich noch wesentlich mehr Kommandos, aber mit diesen paar hier kann man i.d.R. schon alles, was man braucht, um ein Dateisystem zu implementieren. Eine genauere Beschreibung findet sich unter diesem Link: http://t13.org/Documents/MinutesDefault.aspx?DocumentType=4&DocumentStage=2
Dann dort den gewünschten ATA-Standard auswählen (Aktuell ist glaube ich ATA-7).

== Links ==
* [http://t13.org/Documents/MinutesDefault.aspx?DocumentType=4&DocumentStage=2 T13 Technical Commitee, das die ATA-Standards definiert]
* [http://hem.passagen.se/communication/ide.html IDE Hard Disk experiments]

[[Kategorie:Speicher und Dateisysteme]]

Diskussion:Elektronikversender

2012-08-28T14:17:29Z

79.83.80.237: Neuer Abschnitt /* Spam */

== Spam ==

Kann mal jemand diese Scheiß Eigenwerbung entfernen? http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=Elektronikversender&diff=prev&oldid=68107

Diskussion:Elektronikversender

2012-08-28T14:17:05Z

79.83.80.237: uralter Mist weg

Bildformate

2012-05-21T14:15:55Z

79.83.80.237: Änderung 66454 von 84.167.189.159 (Diskussion) wurde rückgängig gemacht. Man kann es auch übertreiben...

== Das Problem ==

Will man im Forum eine Antwort erhalten, dann sollte man es den anderen Forenteilnehmern so leicht wie möglich machen, sich die dazugehörigen Abbildungen anzusehen. Muss man die Dateien erst speichern oder gar ein Archiv entpacken und danach ein externes Programm benutzen, um die Dateien anzusehen, wird die Resonanz signifikant geringer sein, als hätte man einfach nur draufklicken müssen, um es gleich im Browser zu betrachen.

Desweiteren kommt es immer wieder dazu, daß sich Forenteilnehmer "im Format vergreifen". Da werden dann eigentlich kleine und mit wenig Farben ausgestattete Zeichnungen zu Dateimonstern von 1 MB und mehr. Das muss nicht sein, auch nicht im DSL-Zeitalter. Es gibt schon genug Datenmüll im Internet. Ausserdem sind auch eine gewisse Anzahl von Leuten mobil per Smartphone/UMTS/GSM/Modem etc. mit deutlich kleinerer Bandbreite im Internet unterwegs, an die sollte man auch ein klein wenig denken. Zu guter Letzt gilt "Klasse statt Masse".

== Vielleicht gar kein Bild? ==

Manchmal ist es angebracht, überhaupt nichts anzuhängen. Beispielsweise ist das oft der Fall bei Datenblättern: Statt die möglicherweise hundertste Version des Datenblattes heraufzuladen, wäre ein Link deutlich angebrachter. Einerseits sind damit etwaige rechtliche Probleme schnell ausgeräumt, andererseits stolpert ein Leser in einiger Zeit nicht über ein womöglich bereits veraltetes Dokument.

Für einen Leser kann es auch durchaus sinnvoll sein, zu wissen, woher ein Dokument stammt: etwa um weitergehende Recherche zu betreiben. Zumindest eine brauchbare Quellenangabe ist jedoch Pflicht, wenn schon Material von externen Seiten entnommen wird.

== Welches Format für welches Bild? ==

=== Fotos und Scans: JPG ===

Fotos sollten im '''JPG'''-Format abgespeichert werden. JPG bzw. JPEG ('''J'''oint '''P'''icture '''E'''xpert '''G'''roup) ist ein speziell für Echtfarbgrafiken (True Color) entwickeltes Bildformat. Es ermöglicht die Speicherung von Photos in 24 Bit Farbauflösung bei relativ geringem Speicherverbrauch. So hat z. B. ein Bild einer 2 Megapixel Digitalkamera (1600x1200 Punkte) einen Speicherbedarf von 6 MB ohne Kompression. Mit JPG und mittlerer Kompressionseinstellung sind es nur noch ca. 500 kB. Die Bilder werden dabei jedoch '''verlustbehaftet''' komprimiert. Das heißt sowohl Farben als auch Strukturen werden nicht eins zu eins abgespeichert, sondern mittels cleverer Mathematik soweit verarbeitet, dass speicherintensive Details rausfallen. Im Normalfall sieht man das nicht.

Da jedoch 2 Megapixel heute eher zum alten Eisen gehören haben viele Leute Kameras mit 5 Megapixel und mehr. Und da man ja auch auf Qualität bedacht ist, ist meist auch nur eine geringe Kompression der Bilder eingestellt (hohe Qualität, Superfein etc.). '''Bitte solche Bilder nicht direkt im Forum posten.'''

Mit ein paar wenigen Handgriffen kann man die Bilder '''netztauglich''' machen. Dazu braucht man nur ein normales, kostenloses Bildbearbeitungsprogramm wie z. B. [http://www.irfanview.de/ Irfanview] oder [http://www.gimp.org/ GIMP].

* Kompression erhöhen, einstellbar in den Speicheroptionen für JPG; 30% ist ein guter Kompromiss aus Qualität und Kompression
* Bildauschnitt auf das Wesentliche konzentrieren; ein kleiner IC der nur 1/10 der Bildfläche einnimmt, ist etwas "verloren"
* Auflösung reduzieren; niemand braucht 4000x3000 für die Art der hier geposteten Bilder; 1600x1200 oder weniger ist oft ausreichend
* Beim Fotografieren von ICs und Leiterplatten den Macromodus verwenden (meist ein Blumensymbol), damit werden kleine, nahe Objekte scharf abgebildet.
* Auf die Bildschärfe achten, völlig verwaschene Schatten nützen niemanden etwas
* Platinen kann man sehr gut mit einem Scanner abbilden

=== Technische Zeichnungen: SVG oder PNG ===

Zu Technischen Zeichnungen gehören

*Schaltpläne
*Layouts
*Mechanische Zeichungen
*Screenshot

Wesentliche Merkmale dieser Zeichungen sind

*relativ wenig Farben
*feine Strukturen (Linien, Leiterbahnen)

Werden solche Zeichnungen nun als JPG gespeichert kommt es zu sogenannten '''Kompressionsartefakten''' (verwaschene Kanten, "Pickel" in gleichmässigen Flächen, unscharfe Texte). Der Kompressionsalgorithmus von JPG ist darauf spezialisiert kleine Details "wegzuwischen", um Speicher zu sparen. Das ist aber gerade hier kontraproduktiv! Technische Zeichnungen brauchen Details! Außerdem wird das Bild bei JPG immer mit 24 Bit Farbtiefe verarbeitet. Das ist Platzverschwendung, die meisten Technischen Zeichnungen kommen mit 16 oder 256 Farben bequem aus.

Deshalb speichert man Technische Zeichnungen sinnvollerweise nur im '''PNG'''-Format ('''P'''ortable '''N'''etwork '''G'''raphic). PNG ist die Weiterentwicklung von '''GIF''' ('''G'''raphic '''I'''nterchange '''F'''ormat), welches ursprünglich von der Firma Compuserve als erstes Format für Netzwerkgrafiken entwickelt wurde. PNG komprimiert Bilder '''verlustfrei''', d.h. das Bild wird 1:1 in Struktur und Farbe gespeichert. GIF kann dagegen nur 256 Farben speichern, die Struktur bleibt aber auch 1:1 erhalten. Für animierte GIFs gibt es bis jetzt keine verbreitete Alternative. Obwohl der Patentschutz von GIF mittlerweile abgelaufen ist, sollte man GIF nicht mehr verwenden, weil

* PNG beliebige Farbtiefen von 1..24 Bit unterstützt (GIF nur 8 Bit)
* die Kompression von PNG geringfügig besser ist als GIF

Eine Anmerkung zu Screenshots:
Häufig ist auf dem Rechner ein [http://de.wikipedia.org/wiki/Subpixel-Rendering Subpixel-Rendering] (vertikale Kantenglättung) namens '''ClearType''' oder '''CoolType''' aktiviert. Das führt dazu, dass:

* Screenshots unnötig groß werden (lassen sich schlechter komprimieren)
* auf nicht kompatiblen Monitoren, etwa Beamern, beim Betrachter Farbsäume und Unschärfen zeigen
* beim Vergrößern und Verkleinen lustige (oder unverständliche) Effekte aufweisen

Wer also einen ''guten'' Screenshot machen möchte, sollte vorher das Subpixel-Rendering ausschalten.

Bei Fenstern ''mit runden Ecken oder Semitransparenz'' ist es sinnvoll, dieses vorher vor einen weißen Hintergrund zu setzen (etwa einem Web-Browser mit der URL '''about:blank'''). Screenshotprogramme, die dafür Alpha-Transparenz benutzen, sind nicht bekannt.

== Universalformat PDF ==

Das Format [http://de.wikipedia.org/wiki/Portable_Document_Format PDF] wurde vor langer Zeit von der Firma [http://www.adobe.com Adobe] entwickelt und hat sich schon lange als de-facto-Standard etabliert. Es ist auf allen gängigen Betriebssystemen lesbar. Es ist relativ kompakt (kleine Dateigrößen) und kann sowohl JPG, PNG als auch vektorbasierte Grafiken enthalten. Viele Programme bieten sowohl direkt einen Export als PDF an, oder man kann mittels Software ein PDF "drucken", sprich anstatt eines echten Druckers, welcher Papier ausspuckt, wird eine PDF-Datei erzeugt.

=== PDF generieren ===

Gerade die Einbindung von Bildern und Grafiken erfordert etwas Feingefühl mit dem PDF-Generatorprogramm. Viele Generatoren sind so voreingestellt, jede Rastergrafik per JPG zu komprimieren, wodurch eine – womöglich sogar als unkomprimierte 1-bpp-Bitmap recht kleine – Grafikdatei zu einem verwaschenen (JPG-Artefakte) Monster regelrecht explodieren (Dateigröße) kann.

Am besten fährt man, wenn man ausschließlich Vektorgrafiken beim Erstellen verwendet. Dann bleibt auch das Ergebnis gestochen scharf (insbesondere beim Vergrößern und Ausdrucken) und dennoch klein (Dateigröße). Außerdem bleiben Textanmerkungen in der Grafik durchsuchbar, sofern der Text nicht vektorisiert wurde.

== Export mit CAD-Programmen ==

=== Eagle ===

Das weit verbreitete Schaltplan- und Layoutprogramm [[Eagle| EAGLE]] bietet direkt die Möglichkeit, Schaltpläne und Layouts als PNG-Bild zu exportieren (Menu File->Export->Image). Aber bitte nicht die Auflösung zu hoch einstellen! Die Voreinstellung von 150 dpi ist meist optimal für Schaltpläne. Layouts sind manchmal in 300dpi sinnvoll. '''Vorsicht!''' Es gibt einen kleinen Bug. Wenn man in der erscheinenden Dateiauswahlbox auf *.png umstellt, '''muss''' man auch einen Dateinamen mit .png Endung hinschreiben, sonst springt Eagle wieder zurück auf BMP Format! Der Export über die Zwischenablage ermöglicht die bequeme Nachbearbeitung mit dem Lieblings-Grafikprogramm, etwa dem Abschneiden überflüssiger Rahmen oder der Reduktion der Farbtiefe.

Ab Version 5 kann Eagle auch als PDF-Datei exportieren (man findet diese Option allerdings nicht im Datei->Exportieren...-Menü, sondern unter Datei->Drucken). Das hat den Vorteil, dass eine echte Vektorgrafik exportiert wird. Somit kann man beliebig zoomen, und die Datei ist sehr klein.

==== Von Enthusiasten geschriebene Programme ====

Als ULP (User Language Program) gibt es Export-Programme für die Vektorformate EPS, SVG, CGM, WMF und EMF, mit unterschiedlicher Wiedergabetreue.
Diese eignen sich insbesondere für die Weiterverwendung in Office-Programmen.

Für eine realitätsnahe Leiterplattenansicht gibt es Eagle3D als ziemlich umfangreiches ULP. Zum Rendern der entstehenden Zwischendatei wird '''Povray''' benötigt.

== Formate die man meiden sollte ==

=== Nie wieder BMP! ===

Das Format BMP sollte man gänzlich meiden! Es ist ein unkomprimiertes oder RLE-komprimiertes Format und die Dateien sind '''riesig'''!
BMP-Dateien werden von der Forensoftware serverseitig automatisch nach PNG konvertiert!

=== TIFF ===

Dieses Format teilt sich in etliche Unterformate, die meist nicht von allen Programmen unterstützt werden. Insbesondere ist die Unterstützung bei Webbrowsern sehr schlecht. TIFF-Dateien (Endung meist .TIF) können je nach Unterformat sehr groß werden.

=== Proprietäre Formate ===

Formate, die nicht ohne Zusatzsoftware betrachtet werden können. Dazu gehören z. B. Schaltpläne/Layouts im Eagle-Format (.sch/.brd) oder Schaltpläne im LTSpice-Format (.asc).

== Mehrere Dateien zusammenfassen ==

Weder PNG, noch GIF, noch JPG kann man sinnvoll mit ZIP, RAR und welchem Packer auch immer weiter verkleinern, denn all diese Formate sind schon komprimiert! Einzig dann, wenn man mehrere Bilder hochladen und den Thread übersichtlich halten möchte, kann der Einsatz eines Packprogramms sinnvoll sein, um einfach mehrere Dateien zu einem Archiv zusammenzufassen. Dabei sollte man '''nur das ZIP-Format''' verwenden. Diese lassen sich unter so gut wie allen aktuellen Betriebssystemen mit Bordmitteln öffnen. RAR und andere Formate mögen zwar vielleicht ein paar Prozente kleiner packen, aber es ist nervig, wenn man sich erst noch ein Programm zum Auspacken suchen muss.

== Zusammenfassung ==

*Photos, Scans : JPG mit ca. 40% bis 70% Kompression
*Technische Zeichnungen und Screenshots : PNG
*PDF ist universell für nahezu alles geeignet
*Mehrere Dateien zusammenfassen: ZIP

Eine schöne Abhandlung über das Thema findet sich bei [http://www.freiesmagazin.de/mobil/freiesMagazin-2011-05-bilder.html#11_05_bildoptimierung freiesmagazin.de].

== Hall of Shame ==
(<strike>Leider</strike> Zum Glück wurden die Bilddateien von den Moderatoren nachträglich modifiziert/verkleinert)

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/113261#1010923] Screenshots als BMP! für ein paar Zeilen Code, aber wenigstens mit ZIP komprimiert,
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/111911#995634] Bild viel zu hoch aufgelöst, 180MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/92715#795286] Saumässiger Scan trotz hoher Auflösung, wahrscheinlich als BMP in PDF gedruckt, 541 MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/141996#1310490] Bild viel zu hoch aufgelöst, 802
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/137510#1257789] Bild viel zu hoch aufgelöst, 451 MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/110222#977025] Total unscharf und viel zu hoch aufgelöst, 117MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/125590#1146720] Total unscharf und viel zu hoch aufgelöst, 325MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/149705#1401405] Total unscharf, 330MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/120075#1085431] Brille Fielmann?, 347MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/157302#1489930] Bild viel zu hoch aufgelöst, 700MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/79464#678932] Ein Screenshot, der leider ins Knie ging, 318MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/111726#1036323] Vier viel zu hochaufgelöste Bilder von Bastelkram, 1254 MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/147862#1379257] Total unscharf und viel zu hoch aufgelöst, 228 MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/114555#1029194] Viel zu hoch aufgelöst, 1273 MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/99177#859882] Unscharf und viel zu hoch aufgelöst, 680MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/115459#1034095] Viel zu hoch aufgelöst, 698 MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/146264#1359458] Vollkommen unscharf
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/122808#1117286] Viel zu hoch aufgelöst und teilweise unscharf durch Blitzlicht, 800MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/143205#1324456] Photo im PNG-Format, 1832MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/77593#662242] Viel zu hoch aufgelöst, 2439MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/109365#967514] Viel zu hoch aufgelöst, 315 MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/144723#1341977] Ausnahmefall, sollte besser auf einem anderen Server gespeichert werden und nur ein Link geposter werden, 13649MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/143079#1322849] Viel zu hoch aufgelöst, 902 MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/88492#751608] Viel zu hoch aufgelöst, 894MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/87432#745357] Viel zu hoch aufgelöst, 2874MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/151621#1449922] Noch so ein toller "Screenshot", 174MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/157741#1493111] Viel zuviel unwichtiges Drumherum, 64MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/114544#1025880] Viel zu hoch aufgelöst, 70MB
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/146264] Was ist das?
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/189323#1844014] fast halbes Mb (für was) wofür?
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/195518#1916565] 1.7 MB für ein Drahtverhau, 50kB reichen auch
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/241666#2457692] 2,3 MB, aber an der Beleuchtung hätte man wirklich noch sparen können ;-)
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/243701#2483806] Fast nur schwarzer Hintergrund
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/259222#2682711] Fotos mit je 1.9MB und im png-Format. Dazu noch zweimal das gleiche Foto

Summe des Datentransfermülls: 32,3 GB! Das hätte man locker mit 1/10 und weniger schaffen können.

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