Theorie Bilder codieren

Einstieg

Computer können nicht nur Zahlen und Texte verarbeiten, sondern auch Bilder darstellen.
Die Grundidee ist dieselbe wie bei Text: Ein Bild wird in Zahlen übersetzt, die der Computer speichern und verarbeiten kann.

1. Schwarz-Weiss-Bilder

• Ein Bild besteht aus Pixeln (Bildpunkte).

• Jeder Pixel hat eine Farbe.

• Bei einem reinen Schwarz-Weiss-Bild reicht 1 Bit pro Pixel:

  • 0 = weiss

  • 1 = schwarz

Beispiel:

0 0 1 1 0  
0 1 0 0 1  
1 0 0 1 0  

→ ergibt ein kleines Muster (z. B. Buchstabe oder Symbol).

2. Graustufen

Schwarz und weiss sind oft nicht genug.

• Mit 8 Bit pro Pixel lassen sich 256 Helligkeitsstufen darstellen.

• 0 = schwarz, 255 = weiss, Werte dazwischen = Grau.

3. Farbbilder

Für Farbbilder braucht es mehr Information:

• RGB-Modell: Jeder Pixel hat einen Rot-, Grün- und Blauwert.

• Üblich: 8 Bit pro Farbe, also 3 × 8 = 24 Bit pro Pixel.

• Damit lassen sich über 16 Millionen Farben darstellen.

4. Anwendung

Ein kleines Bild kann so als Tabelle von Zahlen gespeichert werden.
Beispiel (Pixelmatrix mit RGB):

(255,0,0)   (0,255,0)   (0,0,255)  
(255,255,0) (0,255,255) (255,0,255)

→ Ein Bild aus 6 farbigen Pixeln.

Aufgaben

1. Schwarz-Weiss-Codierung
   Zeichnen Sie ein 4×4-Pixel-Bild (z. B. ein „X“) und schreiben Sie die zugehörige 0/1-Matrix auf.

2. Graustufen
   Welcher Wert (0–255) steht für:

   • Schwarz

   • Mittelgrau

   • Fast Weiss

3. Farben mit RGB
   Geben Sie die RGB-Codes für folgende Farben an:

   • Rot

   • Gelb

   • Magenta

4. Diskussionsfrage
   Was passiert mit der Dateigrösse eines Bildes, wenn wir die Auflösung (Pixelanzahl) verdoppeln?