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Digitale Bildbearbeitung: Pixel, Filter und Kompression

InformatikDigitale AnwendungenAlter 17–18

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Ein Bild wird direkt auf der Seite erzeugt und dann mit der gewählten Auflösung neu digitalisiert, neben dem Original zum Vergleich. Ziehen Sie die Regler, um Helligkeit oder Kontrast anzupassen, oder wechseln Sie zu Graustufen oder Negativ; schalten Sie das Raster ein, um einzelne Pixel deutlich zu sehen. Der Kompressionsregler simuliert, wie JPEG Bilder in 8×8-Blöcken komprimiert: Je stärker die Kompression, desto kleiner die Datei, aber desto blockiger das Bild.

Lektion: Digitale Bilder und Bildbearbeitungssoftware: Pixel, Auflösung, Helligkeits-/Kontrastfilter und Bildkompression

Was sie zeigt

Ein digitales Bild ist ein Raster aus Pixeln, die jeweils Rot-, Grün- und Blauwerte von 0 bis 255 speichern. Die Auflösung legt fest, wie viele Pixel das Bild beschreiben: Bei 8 Pixeln Seitenlänge zerfällt es in große Quadrate, bei 192 wirkt es glatt. Jeder Filter ist eine einfache Rechnung mit diesen Zahlen; das Negativ ersetzt zum Beispiel jeden Wert durch 255 minus Wert, und die Ergebnisse werden auf 0–255 begrenzt, sodass extreme Einstellungen Details auslöschen. Das Kompressionsmodell ahmt JPEG nach und verwirft Details in 8×8-Blöcken: Die Datei wird kleiner, doch die verlorenen Daten lassen sich nicht zurückholen.

So funktioniert es

Verringern Sie die Auflösung (Seitenlänge) schrittweise und vergleichen Sie das bearbeitete Bild mit dem Original; mit Raster zeigen sehen Sie einzelne Pixel. Wählen Sie einen Filter, ziehen Sie die Filterstärke zwischen −100 % und 100 % und klicken Sie ins Bild, um die R-, G- und B-Werte eines Pixels abzulesen. Senken Sie dann die Kompressionsqualität und beobachten Sie, wie die geschätzte Dateigröße sinkt, während die 8×8-Blöcke sichtbar werden.

Einstellbare Parameter

  • Auflösung (Seitenlänge) 8–192 Pixel
  • Filter Kein Filter, Helligkeit, Kontrast, Graustufen, Negativ
  • Filterstärke -100–100 %
  • Kompressionsqualität 5–100 %
  • Pixelraster zeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Wie verändert der Filter Negativ die R-, G- und B-Werte eines Pixels?
  2. Warum erscheinen quadratische Blöcke im Bild, wenn die Kompressionsqualität sehr niedrig ist?
  3. Warum verlieren helle Bildbereiche ihre Details, wenn Sie die Helligkeit auf 100 % erhöhen?

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