Konzepte Content-Repräsentation & Markup-Sprachen

3.1 Rasterbildinformationen

Mit dem Handwerkszeug aus Lerneinheit 2 können wir jetzt eine einzelne Farbe beschreiben, z.B. die Hintergrundfarbe einer Web-Seite. Bilder enthalten jedoch viele verschiedene Farben: Ein rotes Haus mit einem grünen Baum, etc. Will man Bilder mit Computern beschreiben, muß man offensichtlich für die verschiedenen Orte auf einem Bild unterschiedliche Farben angeben können — links oben ist der Himmel blau, oben in der Mitte ist eine weiße Wolke, links unten ist ein grüner Grashalm, rechts unten ein blauer See, usw. Natürlich geht das nicht für unendlich viele Orte — wir müssen uns auf eine endliche Zahl von Stellen auf dem Bild beschränken, von denen wir jede einzelne als Bildelement (picture element, pixel, manchmal auch pel) bezeichnen. Für jedes Bildelement merken wir uns eine digitalisierte Farbe, auch hier ist dies wieder nur mit endlicher Genauigkeit möglich.

Die Bildelemente werden zur Speicherung oder Übertragung im allgemeinen in einer Zeilenstruktur angeordnet, wobei eine Zeile üblicherweise von links nach rechts aufgebaut wird und die Zeilen von oben nach unten beschrieben werden (siehe dazu die vergrößerte Abbildung 1). Wie bei Schriftzeicheninformationen kann damit eine ausdrückliche Positionierung der einzelnen Bildelemente entfallen.

Abbildung 1. Beispiel eines Rasterbildes

Bei fast allen heute gebräuchlichen Bildkodierungen sind die Pixel rechteckig (Alternativen wie Bienenwabenanordnungen konnten ihre theoretischen Vorteile nicht geltend machen). Im Computerbereich sind die Pixel außerdem nahezu immer quadratisch (ihre waagerechten und senkrechten Seiten also gleich lang); in der Fernsehtechnik ist dies allerdings oft nicht der Fall.

Die Digitalisierung von Bildern geschieht in zwei logischen Schritten: Eine Abtastung, die die in der Natur kontinuierlichen Farbverläufe auf einen konkreten Farbwert für jedes einzelne Pixel festlegt, und eine Quantisierung, bei der dieser Farbwert auf eine digitale Größe mit einer beschränkten Anzahl von Werten reduziert wird.

Maßzahl der Abtastung ist die Auflösung, bei Scannern oft in dots per inch (dpi, Punkte pro Zoll) gemessen (ein Zoll, englisch inch, sind 25,4 mm). Alternativ kann man die Anzahl der Pixel in jede Richtung angeben; so hat ein digitalisiertes Fernsehbild in Europa oft etwa 768x576 Pixel (man gibt die horizontale Auflösung vor der vertikalen Auflösung an).

Maßzahl der Quantisierung ist die Farbtiefe, bei Vollfarbbildern im Computerbereich meist 3x8 Bit (zunehmend auch 3x10 Bit). Das heißt, daß jeder der Farbkoordinaten im gewählten System 8 (bzw. 10) Bits zur Verfügung gestellt werden, es können also je Koordinate 28 = 256 (210 = 1024) verschiedene Werte unterschieden werden, oder insgesamt 2563 = 16777216 (10243 = 1073741824) verschiedene Farben. Man spricht auch von 24-Bit- (30-Bit-) Farbe. Alternativ kann man auch nur einen Grauwert von z.B. 8 Bit pro Punkt abspeichern, oder sogar nur 1 Bit für die Unterscheidung schwarz oder weiß. Wir wollen bei unserer Betrachtung von Rasterbildkodierungen mit einer solchen 1-Bit-Kodierung beginnen.

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