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Grundlagen der Informatik: Digitale Informationen

Bildkompression und Dateiformate

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Neben Bitmap-Bildern gibt es auch Vektorgrafiken (Strichzeichnungen), die anders kodiert werden. Damit lässt sich Speicherplatz sparen.

Transkript

Bilder und Fotos können sehr schnell große Datenmengen produzieren, je nachdem, wie groß und detailreich die Bilder sind. Theoretisch gibt es unendlich viele Farben, die wir nur aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau zusammenmischen können. Praktisch müssen wir das aber gar nicht, weil irgendwann auch das geschulteste Auge zwei Farben nicht mehr auseinanderhalten kann und sie als eine Farbe ansieht. Schauen Sie sich mal diese beiden Farben hier an. Das sind zwei verschiedene Farben. Die Farbe links ist aber ein bisschen roter und grüner als die Farbe rechts. Der Mensch erkennt aber keinen Unterschied. Und da sind wir auch schon bei der ersten Möglichkeit, Speicherplatz zu sparen. Wir halten die Anzahl der verschiedenen Farben klein. Ein gängiges Format, das diesen Trick nutzt, ist das GIF-Format. Ein GIF-Bild hat nie mehr als 256 verschiedene Farben. Mehr lässt das Format nicht zu. Entweder nutzt das Bild eine Standardpalette mit 256 vorgegebenen Farben oder das GIF-Format speichert im Bild eine individuelle Farbpalette mit ab. Und so funktioniert das Ganze dann: Hier haben wir das Originalbild mit deutlich mehr als 256 Farbabstufungen. Wenn wir die Standardpalette verwenden, gehen wir Pixel für Pixel durch und schauen, welche meiner 256 Standardfarben dem aktuellen Pixel am nächsten kommt. Das Bild büßt unter Umständen drastisch an Qualität ein. Die zweite Variante ist, dass wir zunächst die 256 häufigsten Farben im Bild identifizieren und daraus eine für dieses Bild individuelle Farbpalette erzeugen. Und dann geht es weiter wie gehabt. Weil die Farbpalette aber zusätzlich gespeichert werden muss, ist die Bilddatei größer als nur mit den Standardfarben. Wenn diese Farbreduktion stattgefunden hat, wird ein GIF-Bild noch mit der LZW-Methode komprimiert. Die ist verlustfrei, das heißt, durch diese Kompression gehen dann keine weiteren Bilddaten mehr verloren. GIF eignet sich wegen der geringen Farbtiefe vor allem für Grafiken. Für reale Bilder und Fotografien gibt es JPEG. Hier kann man die Stärke der Datenkompression sogar selbst einstellen. Je stärker man komprimiert, desto weniger Speicherplatz braucht ein Bild, aber das sieht man dem Bild dann auch zum Teil sehr deutlich an. Die Kompression ist also verlustbehaftet. Habe ich einmal ein Bild zu stark komprimiert, komme ich nicht mehr ans Originalbild heran. Das dritte gängige Pixelformat im Internet ist PNG, die portierbare Netzwerkgrafik. Es hat einerseits die Vorteile von GIF, nur dass ich statt 256 Farben die vollen 24 Bit RGB-Farben speichern kann. Zusätzlich kann ich sogar Transparenzen nutzen. Damit kann der Hintergrund durch ein Bild hindurchscheinen. Für diese Transparenz brauche ich ein weiteres Byte, sodass für jedes Pixel dann 32 Bit nötig sind. Ganz egal, wie man ein Bild speichert, am Ende muss es wieder Pixel für Pixel dargestellt werden und für jedes einzelne Pixel hat ein Bildschirm drei Farben zum Mischen, nämlich Rot, Grün und Blau.

Grundlagen der Informatik: Digitale Informationen

Sehen und verstehen Sie das Binärsystem als Gundlage der Computertechnologie.

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