Digitale Bilder IT-Zertifikat der Phil.-Fak.: Advanced IT Basics Ein Referat von Martin Riesenweber, Carina Sperber und Julia Schulte Inhaltsverzeichnis 1. Grundbegriffe: Pixel und Dots 2. Auflösung 3. dpi/ppi 4. Bitmaps/Vektorgrafiken 5. Bildformate 6. Bitmap-Formate: TIFF, GIF, PNG, JPEG, BMP, RAW 7. Farbtiefe 8. Farbräume 9. Quellen 06.05.2015 Digitale Bilder 2 Pixel • Englisch: Picture Element • Deutsch: Bild-Element / Bildpunkt • Kleinstes Element einer digitalen Rastergrafik • Lichtpunkt kleinste Bildeinheit auf dem Bildschirm • Rasterförmige Anordnung macht Zuordnung von Daten möglich (Position/Farbwert) enthält die Bildinformation 06.05.2015 Digitale Bilder 3 Dots • Deutsch: Punkt • Äquivalent zu pixel • Kleinste Einheit einer Druckausgabe • Ein dot = ein gedruckter Punkt • Verwendung bei Drucken und Scans 06.05.2015 Digitale Bilder 4 Auflösung • Bildauflösung = Anzahl der Pixel / Dots pro Bild • Zwei Varianten: 1) Anzahl der Bildpunkte (Digitalfotografie: Megapixel) 2) Bildpunkte pro Zeile (Horizontale) mal Spalte (Vertikale) Information über das Seitenverhältnis Bsp. Bildschirm: 1024 x 768 06.05.2015 Digitale Bilder 5 ppi / dpi • ppi: pixel per inch bezieht sich auf die Lichtpunkte (Bildschirm) • dpi: dots per inch bezieht sich auf die Bildpunkte (Drucker) • Wie viele Punkte kann ein Drucker auf einem Inch (=2,54 cm) drucken? • Gängige Druckauflösung: 300dpi 06.05.2015 Digitale Bilder 6 ppi/dpi • Mit ppi/dpi und der gewünschten Größe eines Fotos kann die Zahl der Pixel ausgerechnet werden Bsp.: 10x15cm, 72 dpi Breite: 𝑝𝑥 10𝑐𝑚 𝑥 72𝑖𝑛𝑐ℎ 𝑝𝑥 2,54 𝑖𝑛𝑐ℎ Höhe: = 283 𝑝𝑥 15𝑐𝑚 𝑥 72𝑖𝑛𝑐ℎ 𝑝𝑥 2,54 𝑖𝑛𝑐ℎ = 425 Pixelanzahl: 283 x 425 =120.275 06.05.2015 Digitale Bilder 7 Bitmaps • Verwenden Farbraster (Pixel) für die Darstellung von Bildern • Jeder Pixel hat eine bestimmte Position und einen Farbwert • Gängigste Form für Fotos, digitale Zeichnungen etc. • Schattierungen & Farben in feinen Abstufungen wiedergeben • Sind auflösungsabhängig feste Anzahl von Pixeln, Schärfe und Qualität kann beim Drucken oder Skalieren sinken 06.05.2015 Digitale Bilder 8 Bitmaps 06.05.2015 Digitale Bilder 9 Bitmaps • Bitmap-Formate: • TIFF, GIF, PNG, JPEG, BMP, RAW • Bitmap-Anwendungen: Adope Photoshop, GIMP, Corel Photopaint, MS PhotoDraw, Paintshop Pro 06.05.2015 Digitale Bilder 10 Vektorgrafiken • Bestehend aus Linien und Kurven, die durch Vektoren definiert werden • Verschiebungen, Größen- und Farbänderung eines Bilds mindert nicht die Bildqualität • Auflösungsunabhängig Detailtreue & Bildschärfe bleiben erhalten • praktisch für Grafiken, Logos, Illustrationen etc. 06.05.2015 Digitale Bilder 11 Vektorgrafiken 06.05.2015 Digitale Bilder 12 Vektorgrafiken • Gängigste Vektorgrafik-Anwendungen und -Formate: • Adobe Illustrator; EPS • Corel Draw; CDR • AutoCAD 06.05.2015 Digitale Bilder 13 Bildformate • Für die Projektion von Bildern sind: • Daten der einzelnen Pixel notwendig • sowie weitere Daten wie: Breite, Höhe und Farbtiefe • Zusätzlich Angaben zur Quelle, Copyright, etc. • Informationen werden durch verschiedene Regelwerke errechnet • diese Regeln werden „Bildformate“ genannt 06.05.2015 Digitale Bilder 14 TIFF (Tagged Image File Format) • Das derzeit vollständigste und flexibelste Format zur Langzeitspeicherung von Bildern • universell einsetzbar und leicht erweiterbar • unkomprimiert oder mit diversen Kompressionsarten • Format von Adobe • Nachteil: nicht standardmäßig im WWW nutzbar 06.05.2015 Digitale Bilder 15 GIF (Graphic Interchange Format) • Weniger flexibel, dafür im WWW verarbeitbar • Unterstützt Interlacing (heute vermehrt irrelevant) • Animation von Grafiken durch zeitversetzte Aneinanderreihung der Einzelbilder • Nachteil: verwendet das LZW-Kompressionsverfahren (Copyright Compuserve) 06.05.2015 Digitale Bilder 16 PNG (Portable Network Graphics) • „Nachfolgeformat“ von GIF • Unterstütz auch Interlacing, jedoch keine Animation von Grafiken • Standardmäßig nach Deflate-Algorithmus • Verschiedene Kompressionstypen implementiert • Offene Spezifikation 06.05.2015 Digitale Bilder 17 JPEG (Joint Photographic Expert Group) • Eher Kompressionsformat als Bildformat • Aber: Regeln zur Kompression ebenso vorhanden • Im WWW problemlos verarbeitbar • Vorzugsweise für Bildern mit feinen Unterschieden (z.B. Fotos) • Nachteil: verlustbehaftete Kompression 06.05.2015 Digitale Bilder 18 BMP (Windows Bitmap Format) • Microsoftformat, das selbst nicht mehr zwischen den einzelnen Betriebssystemen kompatibel ist • Wird durch RLE (bilddirektionale Steuerzeichen) beeinflusst • Schneller und effizienter Zugriff auf Bilddaten aufgrund rasterartiger Anordnung • Nachteil: nicht für Langzeitspeicherung zu empfehlen – Kompatibilitätskonflikte und enorme Datengröße 06.05.2015 Digitale Bilder 19 RAW Image Format • Rohdatenformat als Format von Digitalkameras u.ä. • Vergleichbar mit alten Negativfilmen: keine Zwischenbearbeitung durch eine Bearbeitungssoftware • Weiterverarbeitung mit RAW-Converter in TIFF oder JPEG • Verlustfreie und unveränderte Aufbewahrung • Nachteil: Dateigröße und spezifizierte RAW-Formate 06.05.2015 Digitale Bilder 20 Farbtiefe • Farbauflösung, Bit-Tiefe • Maßeinheit für die Anzahl der Bits pro Pixel • Festlegung, wie viele Farbinformationen in einer Datei zur Verfügung stehen • je größer die Farbtiefe, desto mehr Farben können dargestellt werden 06.05.2015 Digitale Bilder 21 Farbtiefe • Schwarz-Weiß-Bild: 1 bit= 1/0, entspricht schwarz o. weiß • Graustufen Bild: 8 bit hat 256 möglicher Werte, Grauabstufung • True Color Image: 24 bit mit 10 Mio. Farben 06.05.2015 Digitale Bilder 22 Farbräume • Anhand von Farbkanälen werden die Farbinformationen von Pixeln gespeichert . Es ist jeweils ein eigener Farbkanal für jede Grundfarbe eines Farbformates nötig. • Die geläufigsten Farbformate sind RGB, CMYK, HSB und Lab; sie bestehen jeweils aus gemischten Farben • Ein Farbraum ist die Variante eines Farbmodells mit einem bestimmten Umfang von Farben 06.05.2015 Digitale Bilder 23 06.05.2015 Digitale Bilder 24 Farbräume Das additive RGB-Farbmodell • additives Farbsystem, bei dem sich die Primärfarben aus den Grundfarben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zusammensetzen • Die RGB-Farben ergeben in ihrer Überlagerung die Farbe Weiß (das gesamte Licht wird an das Auge zurückreflektiert) • Die Farbe Schwarz wird durch das Fehlen aller Primärfarben erzeugt • Das RGB-System findet insbesondere im Fernsehen, auf Monitoren und bei Digitalkameras Verwendung 06.05.2015 Digitale Bilder 25 Farbräume Das HSB- oder HSV-Farbmodell • In diesem Farbmodell wird die Farbe anhand dreier Faktoren definiert: 1. Der Farbton (Hue) (Farbwinkel ° auf dem Farbkreis) 2. Die Sättigung (Saturation) ( 0% = keine Farbe / 50% = ungesättigte Farbe / 100% = reine Farbe) 3. Die Helligkeit (Brightness / Value) ( 0% = keine Helligkeit / 100% = volle Helligkeit) 06.05.2015 Digitale Bilder 26 Farbräume Ein Pullover in „hellem Neon-Blau“ blau = Farbe (H) neon = Sättigung (S) hell = Helligkeit (V) Beschrieben nach dem RGB-System: 0;206;209 (oder RGB in Prozent: 0%; 81%,82%) Beschrieben nach dem HSB-System: 240°; 80%, 90% 06.05.2015 Digitale Bilder 27 Farbräume Das subtraktive CMYK-Farbmodell • Diese Farbsystem setzt sich aus den vier Primärfarben Cyan (C), Magenta (M), Gelb (Yellow/Y) und Schwarz (Key/K) zusammen • Durch subtraktive Farbmischung wird die Darstellung sämtlicher Farben ermöglicht • Da die Kombination der Komponenten CMY kein reines Schwarz ergibt, muss Schwarz als vierte Druckfarbe verwendet werden • Das CMYK-System wird insbesondere bei Druckern verwendet 06.05.2015 Digitale Bilder 28 Farbräume Das Lab-Farbmodell • Dreiachsiges (xyz) Farbsystem, bei dem die Helligkeit getrennt von den Farbtönen auf einer eigenen Achse aufgetragen wird • a- und b-Achse beschreiben die Farben und bilden eine Ebene • Die Helligkeitsachse verläuft vertikal zur Farbachse (L = Luminance) • Schwarz und Weiß werden über die L-Achse erzeugt (0= Schwarz / 100 = Weiß) Von oben nach unten: 25%Luminanz, 50%Luminanz, 75%Luminanz 06.05.2015 Digitale Bilder 29 Quellen • http://www.fmedda.com/de/article/dpi_ppi • https://www.mathematik.de/spudema/spudema_beitraege/beitraege/rooch/kap 02.html • http://www.filmscanner.info/Farbmodelle.html • http://www.farb-tabelle.de/de/rgb2hex.htm?q=0%2C206%2C209 • http://www.hki.uni-koeln.de/display_course/317 06.05.2015 Digitale Bilder 30 Danke für eure Aufmerksamkeit! 06.05.2015 Digitale Bilder 31
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