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Allgemeines zu Pixelgrafiken und Vektorgrafiken.

Pixelgrafik




368680

2121147

5931387

1022746

835444

48209176


1339065

232854


879101


5061184

14061364

24426


94

0,42 x 0,42

0,018 x 0,018

0,11 x 0,11






Bildpunktberechnung


100 dpi


100 Pixel à 1 Zoll

100 Pixel à 25,4 mm |:100

1 Pixel à 0,254 mm Pixelgröße: 0,254 mm x 0,254 mm

100 Pixel à 25,4 mm |:25,4

3,93701 à 1 mm Auf 1mm passen ca. 4 Pixel

(Vereinfachung: Bei Nutzung als Zwischenwert auf 5 Kommastellen genau)


Pixelanzahl bei Passbild (35 mm x 45 mm):


Pro Zeile: 3,93701 x 35 = 138 (Ganzzahliges Ergebnis)

Pro Spalte: 3,93701 x 45 = 177

Insgesamt: 138 x 177 = 24426


Pixelanzahl bei Bild (10 cm x 15 cm):


Pro Zeile: 3,93701 x 100 = 394

Pro Spalte: 3,93701 x 150 = 591

Insgesamt: 232854


300 dpi

300 à 1 Zoll


1440 dpi


1440 Pixel à 1 Zoll

1440 Pixel à 25,4 mm |:1440 Pixelgröße: 0,018 mm x 0,018 mm

1 Pixel à 0,01763 mm

1440 Pixel à 25,4 mm |25,4

56,69291 à 1 mm Es passen ca. 57 Pixel auf 1 mm

Bildpunkte für Passbild: 35 mm x 45 mm

Pro Zeile: 56,69291 x 35 = 1984

Pro Spalte: 56.69291 x 45 = 2551

Insgesamt: 1984 x 2551 = 5.061.184


Bildpunkte für A4-Blatt


Pro Zeile: 56,69291 x 30 = 1700,7873

Pro Spalte: 56,69291 x 22 = 1247,24402

Insgesamt: 1701 x 1247 = 2121147


2400 dpi


2400 Pixel à1 Zoll

2400 Pixel à 25,4 mm |:2400

1 Pixel à 0,01058

2400 Pixel à 25,4 mm |25,4

94,48818 à 1 mm Es passen ca. 94 Pixel auf 1 mm


Bildpunkte für Passbild 10 cm x 15 cm:


Pixel pro Zeile: 94,48818 x 10 = 944,8818

Pixel pro Spalte: 94,48818 x 15 = 1417,3227

Insgesamt: 945 x 1417 = 1339065


Bildpunkte für A4-Blatt (30cm x 22cm):


Pixel pro Zeile: 94,48818 x 30 = 2834,6454

Pixel pro Spalte: 94,48818 x 22 = 2078,73996

Insgesamt: 2835 x 2079 = 5931387


Bildpunkte für Passbild (35 mm x 45 mm):


Pixel pro Zeile: 94,48818 x 35 = 3307,0863

Pixel pro Spalte: 94,48818 x 45 = 4251,9681

Insgesamt: 3307 x 4252 = 14061364


600 dpi


600 Pixel à 1 Zoll

600 Pixel à 25,4 mm | :600

1 Pixel à 0,0423 mm


600 Pixel à 25,4 mm | :25,4

23,62204 à 1 mm Auf 1 mm passen ca. 24 Pixel.


Pixelanzahl bei Passbild (35 mm x 45 mm)

Pixel pro Zeile: 23,62204 x 35 = 827

Pixel pro Spalte: 23,62204 x 45 = 1063

Insgesamt: 879101


Pixelanzahl bei 10 mm x 15 mm)


Pixel pro Zeile: 23,62204 x 10 = 236

Pixel pro Spalte: 23,62204 x 15 = 354

Insgesamt: 83544


Pixelanzahl bei A4-Blatt (30cm x 22cm)


Pixel pro Zeile: 23,62204 x 30 = 708,6612
Pixel pro Spalte: 23,62204 x 22 = 519,68488

Insgesamt: 709 x 520 = 368680


Farbformate und Speicherbedarf

1. Wiederholung zu digitalen Speichereinheiten:

1 Bit


Kleinste Digitale Speichereinheit für den Computer. 1 Bit kann 2 Werte annehmen.

1 Byte

= 8 Bit

8 Bit

1 kByte

= 210 Byte

1024 Byte

1 MByte

= 220 Byte

1024 KByte | 1.048.576 Byte

1 GByte

= 230 Byte

1024 Mbyte | 1.073.741.824 Byte

2. Speicherbedarf bei verschiedenen Farbauflösungen

·        Starte das Programm „JascPaintShopPro8“!

·        Öffne die Datei „Test.bmp“

·        Speichere die Datei auf Laufwerk H viermal unter verschiedenem Farbformat und unter verschiedenem Namen ab und fülle die nachfolgende Tabelle aus!

Größe des Testbildes: 200 x 200 Pixel = 40000 Pixel

Farbformat

Anzahl Farben

Bit’s pro Pixel

Berechneter Speicherbedarf

Tatsächlicher Speicherbedarf

24-Bit-Map

224 = 16,7

24

24 x 40.000 =

980.000 Bit =

120.000 Byte =

117,2 KByte

118 KByte

256-Farben-Bitmap

28 = 256

8

8 x 40.000 =

320.000 Bit =

40000 Byte =

40 KByte

41 KByte

16-Farben-Bitmap

24 = 16

4

4 x 40000 =

160000 Bite =

20000 Byte =

20 KByte

20 KByte

Monochrom-Bitmap

21 = 2

1

1 x 40000 =

40000 Bit =

5000 Byte =

5 KByte

6 KByte


3. Schlussfolgerungen

Der Speicherbedarf einer Grafikdatei ist abhängig von:

·      

} Pixelanzahl



·       Auflösung

·       Bildgröße

·       Farbtiefe


Aufgaben:

a)     Eine Grafikdatei ist 800 x 600 Bildpunkte groß und unter einer Farbauflösung von 16,7 Millionen gespeichert. Berechne den Speicherbedarf in MByte!

b)     Welchen Speicherbedarf hat die gleiche Datei, wenn die Farbauflösung auf 256 Farben reduziert wird?

c)     Ein Passbild der Größe 3 x 4 cm wird mit 1200 dpi und einer Farbauflösung von 16,7 Millionen gescannt. Gesucht ist der Speicherbedarf in MByte!


a)     Pixelanzahl 800 x 600 = 480.000

16,7 Mio Farben à Farbtiefe = 24 Bit/Pixel

480.000 Pixel x 24 Bit/Pixel = 11.520.000 Bit (:8)

= 1.440.000 Byte (:220)

= 1,37 Mbyte


b)     Pixelanzahl 800 x 600 = 480.000

256 Farben à Farbtiefe = 8 Bit/Pixel

480.000 Pixel x 8 Bit/Pixel = 3840000 Bit (:8)

= 480000 Byte (:1024)

= 469 Kbyte (:1024)

= 0,45 MByte

Speichergröße bei Passbild (3 cm x 4 cm)


c)     1200 Pixel à 1 Zoll

1200 Pixel à 25,4 mm |:1200

1 Pixel à 0,02116 mm

1200 Pixel à 25,4 mm |:25,4

47,24409 Pixel à 1 mm


Pixelanzahl pro Zeile:


30 x 47,24409 = 1417


Pixelanzahl pro Spalte:


40 x 47,24409 = 1890


Gesamtanzahl der Pixel:


1417 x 1890 = 2678130


Speichergröße bei 16,7 Mio. Farben:


2678130 Pixel x 24 Bit/Pixel = 64275120 Bit

= 8034390 Byte

= 7846 Kbyte

= 7,7 MByte


Code

Farbe

111

000

100

110

010

001

101

011








Hellgelb

Orange

Rosa

Lila

Dunkellila

Rot

Cyan

Grün

Pixelgrafik - Vektorgrafik



Pixelgrafik

Vektorgrafik

Aufgabe 1:

Vergrößere folgende Bilder!

Mache Dir Notizen zur Bildqualität!

Qualtätsverlust beim Vergrößern







Kein Qualitätsverlust beim Vergrößern

Aufgabe 2:

Zeichne rechts folgende Figuren und vergrößere sie anschließend!






Aufgabe 3:

Erzeuge die 3 Rechtecke wie in der linken Spalte und gruppiere sie!


Das gelbe Rechteck soll in beiden Spalten gelöscht werden. Skizziere das Ergebnis jeweils darunter.




Objekte


à es gibt nur den Bildpunkt.


à Linien und Flächen

Eigenschaft


à Farbe, Größe, Position

à keine Bildpunkte


à Kurven: Länge, Position, .


à Flächen: Füllfarbe, Drehung, Stärke, .

Überlagerung

à Nicht Möglich

à Möglich


Skalierung


à Ja, man kann es skalieren, aber es verliert an Qualität beim vergrößern, wenn man es verkleinert kann es sich verbessern à je nach Bildschirm (Treppeneffekt, Verpixelung)



à Ja man kann es skalieren à Kein Bildqualitätsverlust, da die Objekte mit ihren Begrenzungen neu berechnet werden!


Bildwiedergabe


àDas gespeicherte Raster kann direkt auf dem Ausgabegerät (Drucker, Bildschirm, Drucker) ausgegeben werden.


à Die Objekte werden in das jeweilig Raster des Ausgabegerätes umgerechnet und danach ausgegeben.

Typische Einsatzgebiete


à Spiele, Fotos (Künstliche Darstellung)



Speicherbedarf

à groß

à klein

Programme

à Paint, Jasc Paint Shop Pro, Adobe Photoshop

à Adobe Illustrator


Dateiformate

à jpg, png, gif

à Cdr, svg, swf


Darstellung in Normalgröße

vergrößerte

Darstellung


Dateiformate für Vektrografiken: CAD, DXF, HPGL, EPSF

Dateiformate für Pixelgrafiken: JPG, BMP, XPM


Komplexe Übung Klasse 8


1.               Notiere, was man unter dem Digitalisieren eines Bildes versteht.


Beim Digitalisieren wird ein Raster über ein reeles Bild gelegt. Dabei wird jedem Kästchen (Pixel) eine bestimmte Farbe zugewiesen und anschließend in einem bestimmten Dateiformat abgespeichert.


2.               Eine 6cm * 8 cm große Grafik wird mit einer Auflösung von 150 dpi und einer Farbauflösung von 256 eingescannt. Berechne die Pixelgröße, die Pixelanzahl und den Speicherbedarf der Grafikdatei



150 dpi à 25,4mm |:150

1 Pixel à 0,17mm

150 dpi à 25,4mm |:25,4

5,90551 Pixel à 1mm


Pixel pro Zeile:

60mm x 5,90551 = 354


Pixel pro Spalte:

80mm x 5,90551 = 472


Ingesamt:

167088 Pixel


Berechnung des Speicherbedarfs mit 256 Farben:


167088 Pixel x 8 Bit = 1336704 Bit |:8

= 167088 Byte |:1024

= 163,171 Kbyte |:1024

= 0,159 MByte

3.               Ein Foto soll per email versendet werden. Die Grafikdatei hat eine Größe von 2,8 MByte. Notiere Möglichkeiten, die Dateigröße zu reduzieren.


Man könnte die Farbtiefe des Bildes reduzieren. Außerdem könnte man das Bild komprimieren wählen und man könnte die Auflösung des Bildes reduzieren.


4.               Zeichne in einem Pixelgrafikprogramm ein Bild, das wie folgt aussieht.


Zum Zeichnen einiger Teile des Bildes ist es sinnvoll, die Vektorgrafikfunktion des Programms zu nutzen. Notiere drei solche Teile und erkläre, warum hier die Nutzung der Vektorgrafikfunktion günstig ist. Erkläre, was beim Umwandeln der Vektorgrafik in eine Pixelgrafik passiert.



5.               Vergleiche Vektor- und Pixelgrafik hinsichtlich folgender Kriterien:
- Speichertechnik
- Bildqualität
- Dateigröße
- Objekte und deren Eigenschaften
- typische Einsatzgebiete
- Dateiformate


6.               Notiere 2 gebräuchliche Pixelgrafikformate (Abkürzung) und gib jeweils drei charakteristische Merkmale an.


7.              


8.               Erkläre den Begriff Datenkompression. Unterscheide verlustbehaftete und verlustfreie Datenkompression.


Grafikformate


Informiere dich auf folgender Webseite über gebräuchliche Grafikformate und ergänze die Tabelle und den Lückentext.


Name

Joint Photo Graphic Expert Group

Graphic Interchange Format

Portable Network Graphic

Abkürzung

.jpg

.gif

.png

Farbanzahl

Bis 16,7 Mio

256 Farben

Bis 16,7 Mio Farben

Komprimierung

Mit Verlust

Verlustfrei

Verlustfrei

Transparenz

Nein

Neim

Möglich

Anwendung

Bilder, Fotos

Buttons, Dots, Bars, Symbole und Cliparts

Für alle bildlichen Bilder

Die o.g. Pixelgrafikformate sind von der verwendeten Plattform

Vektorgrafikformate sind i.A. von der verwendeten Plattform .

(Plattform = verwendetes Programm)


Informiere dich auf der folgenden Internetseite über den Begriff Datenkompression.

Ergänze folgenden Lückentext.


Ziel der Datenkompression ist es, mit möglichst kleinem Speicherplatz zu speichern.

Bei der verlustlosen Datenkompression erhält man nach der Dekompression die Datei exakt rekonstruiert.

Bei der verlustbehafteten Datenkompression erhält man nach der Dekompression Unterscheide zwischen beiden Dateien.

Bei der Datenkompression werden die Daten so umcodiert, dass die Dateigröße kleiner wird.


Wie kann man sich das vorstellen?


Unkomprimiert:

Pixel 1: rot; Pixel 2: blau; Pixel 3: blau; Pixel 4: blau; Pixel 5: blau; Pixel 6: gelb

Komprimiert:

Pixel1: rot; Pixel 2 bis 5: blau; Pixel 6: gelb


Diese Art der Komprimierung ist verlustfrei.



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