Computergrafiken lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen: Vektorgrafiken und Bitmap-Grafiken, die man auch Pixelgrafiken nennt.

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Hans Gerhardt
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1 WS03/04 Digitale Bildformate / Sleegers / p.1 Digitale Bildformate Computergrafiken lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen: Vektorgrafiken und Bitmap-Grafiken, die man auch Pixelgrafiken nennt. Die erste Kategorie baut auf Linien, Kurven und geometrischen Grundformen auf,die zweite auf einer Menge von Bildpunkten, den so genannten Pixeln. Beide Typen haben ihre Vor- und Nachteile. Vektorgrafiken Aus Vektoren lassen sich zwar recht komplexe Grafiken erstellen, nicht aber fotorealistische Bilder. Vektorgrafiken eignen sich gut für Diagramme, Piktogramme, Logos,... Verbreitetes Programm: CorelDraw Bitmap-Grafiken oder Pixelgrafiken Bitmap-Grafiken bestehen aus einzelnen farbigen Bildpunkten, den Pixeln, innerhalb eines Koordinatensystems. Wird eine Vorlage gescannt, wird das Bild in seine einzelnen Pixel zerlegt. Dabei hat jedes Pixel eine bestimmte Farbinformation und Position in einem Koordinatensystem. Pixelgrafiken setzen sich also grundsätzlich aus zahlreichen Rechtecken zusammen. Diese Art der Bilderstellung ermöglicht eine fotorealistische Wiedergabe. Je kleiner die Pixel sind => je höher also die Auflösung ist => desto reichhaltiger und realistischer wird das Bild => desto mehr Speicherplatz wird aber auch benötigt, da Position und Farbe jedes Pixels einzeln berechnet/gespeichert werden muss. Ein farbiges Foto mit einer Auflösung von 300 dpi in DIN A-4-Größe belegt z.b. über 36 MB Speicherplatz! Die Pixel bilden in dem erwähnten Koordinatensystem Muster von Formen und Farben, so dass sie im allgemeinen nicht als einzelne Punkte wahrgenommen werden. Jedes Mal, wenn man eine Pixelgrafik skaliert, müssen die Pixel neu berechnet werden. Je nach Skalierungsfaktor wird also die Anzahl der Pixel reduziert oder vermehrt, wodurch unschöne Effekte entstehen können. Die einfachsten Bilder enthalten nur die Farben Schwarz und Weiß. Schattierungen und Grautöne ergeben sich aus der Verteilung von schwarzen und weißen Pixeln, die für das Auge zu Mustern verwachsen. Komplexere Bilder können über 16 Millionen Farben aufweisen. Eine solche Farbenvielfalt erfordert allerdings viel Speicherplatz. Pixelgrafiken eignen sich gut für Fotografien. Verbreitetes Programm: PhotoShop

Vektorgrafiken Aus Vektoren lassen sich zwar recht komplexe Grafiken erstellen, nicht aber fotorealistische Bilder. Vektorgrafiken eignen sich gut für Diagramme, Piktogramme, Logos,.

2 WS03/04 Digitale Bildformate / Sleegers / p.2 Bitmap-Grafiken oder Pixelgrafiken - Details Bei Bitmap-Grafiken sind vier Faktoren für Qualität und Dateigröße maßgeblich: A B C D A Physikalische Größe des Bildes Auflösung Farbtiefe Komprimierung Physikalische Größe des Bildes (z.b. (10x15) cm) B Auflösung = Pixel pro Fläche (in der Regel pro Inch = 2,54 cm) z.b. 300px/inch = 300 Bildpunke auf 2,54 cm = (300*300)px= px auf Fläche 2,54cm * 2,54cm 600px/inch = 600 Bildpunke auf 2,54 cm = (600*600)px= px auf Fläche 2,54cm * 2,54cm Ein Foto im Format (10x15)cm besteht aus ca. 24 inch 2 = 24x 90000px = 2,16Mio px bei 300dpi = 24x px = 8,64Mio px bei 600dpi Achtung bei Verdopplung der Auflösung steigt die px-zahl im Quadrat Auflösung für den Druck 300dpi bzw 600dpi sind gängige Auflösungen für den Ausdruck auf Papier. Auflösung für den Monitor In der Regel sind 72 (in Zukunft 90)dpi ausreichend: 17 Monitor = ca. 30x20 cm sichtbares Bild = ca. 12x8 inch Auflösung 800x600 = 800/12 x 600/8 = 67x75 Auflösung 1024x768 = 1024/12 x 768/8 = 85x96 Faustregel: im Mittel 72 (in Zukunft 90)dpi ausreichend. (dpi=dots per inch (b. Duckern) / lpi=lines per inch (b. Scannern) / ppi=points/pixel per inch / px=pixel) C Farbtiefe Die Farbtiefe legt fest, wie viele Farben ein Bild maximal enthalten kann und wie sie definiert werden. Technisch ausgedrückt, wie viele Bits zum Speichern der Farbinformation benutzt werden. Exkurs Farben in der Computerwelt: Es existieren zwei Modelle: RGB (Rot-Grün-Blau) und CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Kontrast) Bei beiden Modellen wir der Farbton über die Mischung der drei FarbKanäle erzeugt. Der Wert für die Helligkeit des Farbpunktes wird bei RGB auch in der Information der drei Farben transportiert. Bei CMYK existiert hierfür ein zusätzlicher Kanal hier wird der Kontrast- (Schwarz-) Wert jedes Punktes transportiert. RGB wird überwiegend für die Darstellung am Monitor eingesetzt. CMYK wird überwiegend für den Ausdruck eingesetzt.

Komprimierung Physikalische Größe des Bildes (z.b. (10x15) cm) B Auflösung = Pixel pro Fläche (in der Regel pro Inch = 2,54 cm) z.b. 300px/inch = 300 Bildpunke auf 2,54 cm = (300*300)px= 90.

3 WS03/04 Digitale Bildformate / Sleegers / p.3 Folgende Farbtiefen lassen sich mit den meisten Bildbearbeitungsprogrammen definieren (RGB-Model): Farben 1 Bit = 2 1 = 2 Schwarz/Weiß 4 Bit = 2 4 = 16 8 Bit = 2 8 = Bit = 2 16 = High Color 24 Bit = 2 24 = True Color 4 Bit 16 Farben Farbe Numerisch Prozentual Hexadezimal Kurzform aqua rgb(0,255,255) rgb(0%,100%,100%) #00FFFF #0FF black rgb(0,0,0) rgb(0%,0%,0%) # #000 blue rgb(0,0,255) rgb(0%,0%,100%) #0000FF #00F fuchsia rgb(255,0,255) rgb(100%,0%,100%) #FF00FF #F0F gray rgb(128,128,128) rgb(50%,50%,50%) # green rgb(0,128,0) rgb(0%,50%,0%) # lime rgb(0,255,0) rgb(0%,100%,0%) #00FF00 #0F0 maroon rgb(128,0,0) rgb(50%,0%,0%) # navy rgb(0,0,128) rgb(0%,0%,50%) # olive rgb(128,128,0) rgb(50%,50%,0%) # purple rgb(128,0,128) rgb(50%,0%,50%) # red rgb(255,0,0) rgb(100%,0%,0%) #FF0000 #F00 silver rgb(192,192,192) rgb(75%,75%,75%) #C0C0C0 teal rgb(0,128,128) rgb(0%,50%,50%) # white rgb(255,255,255) rgb(100%,100%,100%) #FFFFFF #FFF yellow rgb(255,255,0) rgb(100%,100%,0%) #FFFF00 #FF0 ColorCube Darstellung 8 Bit 256 Farben fürs Web

4 WS03/04 Digitale Bildformate / Sleegers / p.4 D Komprimierung Die Komprimierung wird u.a. über das Dateiformat bestimmt. Die Komprimierung läuft über komplizierte bildanalytische und mathematische Verfahren ab. Diese Verfahren Nutzen einerseits Schwächen des menschlichen Auges, andererseits Analogien in Digitalen Bildern. Beispiel: leuchtturm.jpg (160 x 240) px = px d.h x Position und Farbwert speichern Das Komprimierungsprogramm analysiert, dass der Farbwet in den obersten 10 Zeilen gleich ist Anstatt (10 x 160) px = 1600px einzeln zu speichern, kann gespeichert werden: von px1 zeile1 bis px 160 zeile 10 farbwert = xyz tif = unkomprimiert jpg = Komprimierung in verschiedenen Stufen (unter PhotoShop 0-12) Stufe 12 = max Qualität, geringste Komprimierung Die Komprimierung kann gesteigert werden, indem nicht nur identische Farbtöne zusammengefasst werden sondern auch ähnliche Farbtöne, damit sinkt aber die Qualität. Mehr zum Thema Digitale Bildformate hier Heft: Bildbearbeitung für Einsteiger Programm zur Bildbearbeitung und betrachtung Freeware-Programm IrfanView

5 WS03/04 Digitale Bildformate / Sleegers / p.5 Wichtige Bilddateiformate in der Übersicht: Formatname Kurzform Komprimierung Vergleich zur Org.größe von 4,74 MB Anmerkung Bitmap BMP nein 4,74 MB als Windows- und OS/2- Format F (Tagged Image File Format) Zweck Anwendung Windows- Programme nein 4,74 MB Gängiges Scanner-Format F, LZW-komprimiert ja kleiner 2,73 MB komprimiert ohne Informations- verluste F 8 Bit (256 Farben) nein kleiner 1,58 MB reduzierte Farbinformation F 8 Bit, LZW-komprimiert Encapsulated Postscript Compuserve "Graphics Interchange Format" ja kleiner 0,71 MB komprimiert gegenüber der 8-Bit-Version verlustfrei EPS nein 13,12 MB ASCII- Codierung mit 8-Bit Vorschau GIF immer 1,30 MB maximal 8 Bit (256 Farben) Farbtiefe! JPEG JPG immer 1,62 MB 0,23 MB 0,05 MB Option "sehr gut" Option "gut" Option "mäßig" DTP einer der INTERNET- Standards für Logos, Buttons, Grafiken mit geringer Farbtiefe Speicherplatz sparen einer der INTERNET- Standards für Photos, Grafiken mit hoher Farbtiefe JPG und GIF sind die gängigen Bildformate im Internet JPG: Komprimierung in verschiedenen Stufen je nach Komprimierung wird das Bild verändert, bei starker Vergrößerung stören sogenannte "Fractale" transportiert hohe Farbtiefen Einsatz: FOTOS, Grafiken mit hoher Farbtiefe GIF: Feste Komprimierung je nach Komprimierung wird das Bild verändert, bei starker Vergrößerung stören sogenannte "Artefakte" verschied. Besonderheiten: Transparenz, Animation,... maximal 8 Bit (256 Farben) Farbtiefe! Einsatz: Logos, Buttons, Diagramme, Grafiken mit geringer Farbtiefe

LZW-komprimiert ja kleiner 2,73 MB komprimiert ohne Informations- verluste F 8 Bit (256 Farben) nein kleiner 1,58 MB reduzierte Farbinformation F 8 Bit, LZW-komprimiert Encapsulated Postscript

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