Digitale Bilddateien

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Horst Schulz
vor 8 Jahren
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1 ARBEITSBLATT 1 Digitale Bilddateien Gängige Bildformate und deren Speicherbedarf Unkomprimierte Bilddateien Öffnen Sie in Photopaint die Datei beauty.tga! Beauty.tga ein virtueller Männertraum, generiert mittels 3D-Studio-Max Man unterscheidet grundlegend zwei verschiedene Arten von digitalen Bilddateien: Vektorgrafiken Pixelgrafiken In Vektorgrafiken werden geometrische Objekte durch mathematische Gleichungen und Relationen beschrieben. Der Einsatz von Vektorgrafiken ist auf schematische Darstellungen beschränkt. Der Begriff Pixel steht für Picture Element oder zu deutsch Punkt. In Pixeldateien werden für bestimmte Punkte, aus denen sich das Gesamtbild zusammensetzt, die Koordinaten und die Farbwerte abgespeichert. 1

Vektorgrafiken werden geometrische Objekte durch mathematische Gleichungen und Relationen beschrieben. Der Einsatz von Vektorgrafiken ist auf schematische Darstellungen beschränkt.

2 ARBEITSBLATT 1 DIGITALE BILDDATEIEN Alle Farben lassen sich aus den Farben Rot, Grün und Blau additiv mischen (RGB-Modell). Verschiedene Intensitäten der einzelnen Grundfarben liefern dabei unterschiedliche Mischfarben. Für jeden Punkt sind also die folgenden Werte abzuspeichern: Intensität für den Rotwert Intensität für den Grünwert Intensität für den Blauwert Farbintensitäten werden computerintern mittels Dualzahlen codiert. Je nach Qualitätsansprüchen und Möglichkeiten der verwendeten Hardware werden die möglichen Werte für die Farbintensitäten gewählt. Unsere Beispieldatei liegt im TrueColor-Format vor. Das bedeutet, daß jedem Pixel jeweils ein Byte für die einzelnen Farbintensitäten eingeräumt werden. Ein Byte entspricht 8 Bit. Mittels 8 Bit läßt sich als größte Dezimalzahl die Zahl 255 codieren. Damit lassen sich aus den drei Grundfarben = verschiedene Farben generieren. Wählen Sie die Option Dokument-Info... im Menü Datei! Lösen Sie die folgenden Aufgaben:

Für jeden Punkt sind also die folgenden Werte abzuspeichern: Intensität für den Rotwert Intensität für den Grünwert Intensität für den Blauwert Farbintensitäten werden computerintern mittels

3 1. Wie kommt der Speicherbedarf von Byte auf dem Datenträger zustande? 2. Warum wird im Arbeitsspeicher mehr Speicherbedarf veranschlagt? 3. Ändern Sie die Farbtiefe über Bild, Farbformat ändern, Palette(8Bit). Speichern Sie das Bild unter beauty8.tga ab. Wieviel Speicherbedarf wird jetzt benötigt und wie kommt er zustande? 4. Ändern Sie die Farbtiefe über Bild, Farbformat ändern, Graustufen(8Bit). Speichern Sie das Bild unter beauty_grau.tga ab. Wieviel Speicherbedarf wird jetzt benötigt und wie kommt er zustande? 5. Ändern Sie die Farbtiefe über Bild, Farbformat ändern, Schwarzweiß(1Bit). Speichern Sie das Bild unter beauty1.tga ab. Wieviel Speicherbedarf wird jetzt benötigt und wie kommt er zustande? 6. Öffnen Sie die ursprüngliche Datei beauty.tga. Wählen Sie Datei, Exportieren. Speichern Sie die Kopie im Format Tiff ab und öffnen die abgespeicherte Kopie anschließend! Welcher Speicherbedarf wird für die Kopie benötigt? Komprimierte Bilddateien Bei großen Bildern im True-Color Format kann der benötigte Speicherbedarf sehr hoch werden. Modernen Computern mit ausreichend Arbeitspeicher und großer Festplatte macht das eigentlich weniger aus. Für den Einsatz im Internet eignen sich solche großen Dateien jedoch nicht. Hier ist die Datenleitung. Die Bilddaten müssen ja durch das Netz übertragen werden. Gerade diese Übertragung die Schwachstelle: Bei großen Dateien dauert der Bildaufbau einfach zu lange. Speziell für das Internet wurden deshalb Bilddateiformate entwickelt, die weniger Speicherbedarf benötigen. Natürlich geht dieses zu Lasten der Bildqualität. Im Internet lassen sich die folgenden beiden Dateiformate einsetzen: JPEG (JPG) GIF Gifz Das GIF-Format arbeitet nur mit einer Farbtiefe von 8 Bit. Spezielle Al- 3

Ändern Sie die Farbtiefe über Bild, Farbformat ändern, Graustufen(8Bit). Speichern Sie das Bild unter beauty_grau.tga ab. Wieviel Speicherbedarf wird jetzt benötigt und wie kommt er zustande? 5.

4 ARBEITSBLATT 1 DIGITALE BILDDATEIEN gorithmen suchen das Bild nach Regelmäßigkeiten ab. Je mehr regelmäßige Wiederholungen ein bild aufweist, desto stärker kann es komprimiert werden. 1. Öffnen Sie die Datei beauty8.tga und speichern Sie diese im GIF- Format ab! Vergleichen Sie den Speicherbedarf im TGA und im GIF- Format! 2. Die Datei beauty8.tga bzw gif hat eine Abmessung von 356*328 Pixeln. Wählen Sie Datei, Neu und legen Sie eine neue Bilddatei mit den folgenden Werten an: Speichern Sie die neue Datei unter dem Namen leer im GIF-Format ab! Obwohl sich diese Datei auf dieselbe Pixelanzahl wie beauty8.gif bezieht, benötigt sie weniger Speicherplatz. Warum? 3. Versuchen Sie die Datei leer.gif zu verändern, indem Sie das Pinselwerkzeug (Werkzeugpalette am linken Bildrand) auswählen und irgendetwas in das leere Bild zeichnen! Speichern Sie das veränderte Bild ab und vergleichen Sie den Speicherbedarf mit dem des leeren Bildes.

Wählen Sie Datei, Neu und legen Sie eine neue Bilddatei mit den folgenden Werten an: Speichern Sie die neue Datei unter dem Namen leer im GIF-Format ab!

5 JPEGz Das JPEG-Format arbeitet auch mit Farbtiefen von 24 Bit. Es verwendet andere Kompressionsalgorithmen als das GIF-Format. Der Nutzer kann beim Abspeichern einstellen wie stark die Kompression ausfallen soll. Beauty.jpg ohne Kompression und mit der Kompression von 100% 1. Öffnen Sie die Datei beauty.tga und exportieren Sie diese mit verschiedenen Kompressionsraten nach JPEG! Untersuchen Sie jeweils den entsprechenden Speicherbedarf! Spezielle Arten von Gif-Dateien 5

Der Nutzer kann beim Abspeichern einstellen wie stark die Kompression ausfallen soll. Beauty.

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