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Digitale Bilder und Grafiken bearbeiten
IT-Fortbildung – Modul 2 – Otto Kopetzky
Digitale Bilder und Grafiken bearbeiten
Raster- und Vektorgrafiken
Grafiken sind Zeichnungsobjekte und Bilder.
Als Zeichnungsobjekte gelten
AutoFormen, Diagramme, Kurven, Linien, Schriften und WordArt-Objekte.
Bilder sind Grafiken, die aus einer anderen Datei erstellt werden. Zu ihnen
gehören Bitmaps, gescannte Bilder,
Fotos und ClipArt.
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Raster- und Vektorgrafiken
Die Verwendung von Grafiken hängt von deren Art ab.
Man unterscheidet zwei Grafikformate:
Eine Vektorgrafik ist aus geometrischen Figuren, z. B. Linien,
Kurven und Flächen aufgebaut,
die mit so genannten Vektoren
mathematisch genau beschrieben werden können.
Viele ClipArt (WMF-File), Zeichnungs- und Autoformen sind deshalb Vektorgrafiken.
Rastergrafiken eignen sich für komplexe Bildstrukturen wie Fotos.
Fotos, die über einen digitalen Fotoapparat bzw. Scanner eingelesen und
mit einem Bildbearbeitungsprogramm
bearbeitet werden, sind Pixelgrafiken.
Die Rastergrafik oder Pixelgrafik,
besteht aus einzelnen, fest definierten
Bildpunkten.
Als Vektorgrafikprogramm werden in erster Linie 2D- und 3DProgramme bezeichnet.
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Raster- und Vektorgrafiken
Rastergrafik
Pixel:
Die Bildpunkte eines Rasterbildes werden Pixel (pictures
elements) genannt.
Bitmap:
Mehrere Pixel werden zu einer Pixelmatrix = Bitmap
zusammengefasst.
Rasterbild: Ein Bitmap besitzt eine gewisse Höhe und Breite und ergibt das
Rasterbild.
Auflösung: Je mehr Bildpunkte gespeichert werden, desto höher ist die
Auflösung. Bei starker Vergrößerung vermindert sich die Bildschärfe und Qualität. Das Raster des Bildes wird sichtbar.
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Raster- und Vektorgrafiken
Rastergrafik
Bei starker Vergrößerung werden die Bildpunkte sichtbar.
Die Bildpunkte
erscheinen „gerastert“.
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Bildtypen
Monochromes Rasterbild
Es enthält nur schwarze und weiße Pixel. Jeder Bildpunkt kann also
nur zwei Zustände annehmen und wird mit einem Bit angesteuert.
Schaltzustände: weiß = 0
schwarz = 1
Schwarz-weiß-Bild,
1 Bit Farbtiefe
Schwarz-weiß-Bild,
Graustufen-Sumulation,
1 Bit Farbtiefe
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Graustufen-Simulation
Bilder mit einer Farbtiefe von einem Bit können auch Graustufen simulieren, indem
eine feine Anordnung von Punkten gleicher Dichte und variabler Größe erzeugt wird,
die in einem Gitter mit präziser Rasterweite angeordnet sind (höhere Anzahl von
Bildtonwerten).
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Graustufenbilder
Graustufenbilder können Schwarz, Weiß und verschiedene Grautöne
enthalten. 16-Farben-Graustufenbilder (4 Bits pro Bildpunkt) enthalten 16
Grautöne, von Weiß bis zu Schwarz. 256-Farben-Graustufenbilder (8
Bits pro Bildpunkt) enthalten 256 Grautöne, von Weiß bis zu Schwarz.
Beispiel: 4 Bit = 1111 (Dez. 15)
Beispiel: 8 Bit = 11111111 (Dez. 255)
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Raster- und Vektorgrafiken
Indizierte Farben (16 und 256)
Indizierte oder Farbtabellen-Bilder enthalten Farben, die aus
einer Tabelle mit Farbwerten stammen. Die Farbwerte können
aus einem größeren Bereich von Farben gewählt werden, aber
nur die Farben in der Tabelle werden tatsächlich im Bild gezeigt.
Beispiel: Das System ist in der Lage, 256 Farben darzustellen.
Wird jedoch ein 16-Farben-Bild geladen, kann in diesem Bild nur
mit den 16 Farben gezeichnet werden, die in der Farbtabelle des
Bildes enthalten sind.
Bilder mit 16 indizierten Farben benutzen für die Farbdarstellung 4 Bits pro Bildpunkt, während Bilder mit 256 indizierten
Farben mit 8 Bits pro Bildpunkt arbeiten.
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Raster- und Vektorgrafiken
True Color (16,7 Millionen)
Echtfarben-Bilder verwenden Abstufungen von Rot, Grün und Blau zur
Farbdarstellung.
Jeder Bildpunkt kann 256 verschiedene Intensitätsstufen von Rot, Grün
und Blau enthalten, die, kombiniert, die endgültige Farbe ergeben (256 x
256 x 256 = 16 777 216 Farbwerte).
Die Kombination Rot, Grün und Blau mit Intensität Null erzeugt z. B.
ein tiefes Schwarz.
Die Kombination Rot, Grün und Blau mit Intensität 255 (maximale
Intensität) erzeugt dagegen Weiß.
Rot und Grün mit Intensität 255 und Blau mit Intensität Null ergeben
ein reines Gelb.
Echtfarben-Bilder verwenden 24 Bit pro Bildpunkt unterteilt in jeweils
8 Bit (= 3 x 8 Bit), für jede der drei Grundfarben (Rot, Grün und Blau).
Einige Bildformate verwenden 32 Bits pro Bildpunkt und verfügen,
zusätzlich zu den beschriebenen 24 Bits, über 8 Bits für zusätzliche
Transparenz- oder Überlagerungs-Informationen.
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Aufgaben
 Bild „Seerose“ in PSP öffnen.
 Ansicht verkleinern (Ansicht verkleinern bzw. Normalansicht)
 Bildeinformationen betrachten (Ansicht – Bildinformationen)
 Bildfarben zählen (Farben – Bildfarben zählen)
 Graustufenbild erzeugen (Farben – Graustufenbild)
 Bildfarben zählen (Farben – Bildfarben zählen)
 Farbtiefe verringern (Farben – Farbtiefe verringern – 2 Farben ...)
 Bildinformationen betrachten (Ansicht – Bildinformationen)
Bild „Seerose.jpg“
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Additives Farbsystem (RGB-Farbraum)
Auf Monitoren werden alle Farben durch Mischen von Rot, Grün und Blau
erzeugt.
Mischt man zwei Grundfarben zu genau gleichen Teilen, entsteht daraus die
Komplementärfarbe zur dritten Grundfarbe.
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Subtraktives Farbmodell
Auf Papier werden die drei Sekundärfarben des additiven Farbsystems als
Basisfarben verwendet. Cyan, Gelb und Magenta werden entsprechend
übereinander gedruckt und ergeben die unterschiedlichen Farben.
Farbstoffe besitzen die Eigenschaft
der subtraktiven Farbmischung. Licht
dagegen mischt sich nach dem additiven Farbmodell.
Tageslicht besteht aus den Farben
Rot, Grün und Blau. Fällt dieses auf
das bedruckte Papier, so absorbiert
(verschluckt) die bedruckte Fläche
die jeweiligen Komplementärfarben).
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Raster- und Vektorgrafiken
Digitale Bildinformationen
Bei einlesen eines Rasterbildes wird ein Gitter (Raster) über das Bild gelegt
und die Farb- oder Grauwerte an den Gitterpunkten von lichtempfindlichen
Fotozellen (CCDs = Charge Coupled Devices) abgetastet.
Ein Analog-Digital-Wandler wandelt die analogen elektrischen Signale
dann in diskrete Tonwertstufen um.
Je mehr solcher Bildpunkte gespeichert werden, umso höher ist die Auflösung des digitalen Bildes.
Der Import der Bilder von einer Digitalkamera bzw. einem Flachbettscanner
in den PC erfolgt über ein installiertes TWAIN-Modul (Interface). Dieses
regelt den Austausch der Daten zwischen der Datenquelle und den unterschiedlichen Anwendungen.
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Raster- und Vektorgrafiken
Vektorgrafiken
Vektorgrafiken sind objektorientiert.
Es werden nur Formeln für geometrische Figuren gespeichert. Dabei
werden die Verläufe und Füllungen der einzelnen Bildbestandteile durch
Funktionsformeln festgelegt.
Durch andere Parameterwerte lassen sich die Größen der grafischen Bildobjekte ganz einfach verlustfrei und unverfälscht verändern.
Die Kantenglätte wird dabei nicht vermindert.
Beispiel: Rastergrafik
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Vektorgrafiken
Unterscheidungskriterien für die beiden Grafikformate.
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Gegenüberstellung von Vor- und Nachteilen
Art
Vektorgrafik
Rastergrafik
Darstellung
Objektorientiert
Bitmap (Pixel), naturgetreu
Treppenstufeneffekt
(Aliasing)
Frei skalierbar ohne
Qualitätsverlust.
Nur annähernd, Qualitätsverlust
Darstellung komplexer
Farbverläufe
Ungeeignet
Sehr gut geeignet
Größenänderung
Verlustfrei
Bildinformationen werden verfälscht (Bildpunkte werden gelöscht bzw. dupliziert).
Nachbearbeitung
Verändern von Parameterwerten
Bequem, einzelne Pixel bzw.
Bereiche
Speicherung
Formeln für geometrische Körper
Informationen für jedes Pixel
(Helligkeit, Farbe ...)
Speicherplatzbedarf
Gering
Große Datenmenge (je nach Auflösung und Farbtiefe)
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Grafikformate (Rastergrafik)
Die unterschiedlichen Grafikarten können mit den entsprechenden Programmen importiert, konvertiert, bearbeitet und mit unterschiedlichen Dateiformaten gespeichert werden.
Dateibezeichnung
Objekte/Eigenschaften
Kompression
BMP = Bitmap
Farbtiefe bis zu 24 Bit (Internet),
hoher Speicherbedarf
Nein
PNG = Portable Network
Graphics
Farbbilder bis 48 Bit Farbtiefe;
Transparenz bis 8 Bit;
Alphakanal bis 16 Bit (transparente Farbe);
Automatische Gamma-Korrektur
Verlustfrei
GIF = Grafik Interchange
Format
Farbtiefe max. 256 Farben = 8 Bit,
Geringer
geeignet für das Internet (animierte Grafiken). Speicherbedarf
JPEG, JPG = Joint
Farbtiefe bis 24 Bit,
Photographic Expert Group geeignet für das Internet.
TIFF = Tagged Image File
Format
Einstellbarer Faktor,
geringer Speicherbedarf
Farbtiefe bis 24 Bit;
Nein
Transparenz wir im Alpha-Kanal gespeichert.
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Grafikformate (Vektorformate)
Die Vektorformate sind meist programmabhängig.
Dateibezeichnung
Objekte/Eigenschaften
WMF = Windows Meta File
Klassisches Format der Zwischenablage;
Dateiaustausch mit vielen Programmen;
Integrierte Bitmaps möglich;
Viele ClipArts in diesem Format
PS = PostScript von Adobe Corp. Drucker-Seiten-Beschreibungs-Sprache
CDR = CorelDRAW
Grafikprogramm
HPGL = Hewlett Packard
Graphic Language
DRW = MicroGrafX Designer
Ursprünglich rein vektorielles Format
Grafikprogramm
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Ausgabe von Grafiken
Die Ausgabe und Darstellung von Grafiken am Bildschirm, Drucker oder in
eine Datei ist von den Leistungsfähigkeiten der Hardware bzw. den grafischen Funktionen der verwendeten Programme abhängig. Die Auflösung
wird mit dpi = Dots per Inch (1“ = 2,54 cm) angegeben. Die Auflösung bei
Monitoren beträgt ca. 75 dpi.
Aufgabe: Dateitypen verschiedener Grafikprogramme ermitteln.
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Raster- und Vektorgrafiken
Scanner-Auflösungen
100 dpi
Für Bilder einer Präsentation (Web-Seite) geeignet. Ebenso wenn beabsichtigt wird, die Größe zu
reduzieren um diese in eine Präsentation aufzunehmen und auf einem normalen Drucker mit einer
Auflösung 300 ~ 360 dpi auszudrucken.
200 dpi
Für kleine Bilder, die auf einem Bildschirm größer dargestellt werden sollen, oder für Bilder
beliebiger Größe, die mit originaler Größe auf einem Drucker bis zu 720 dpi Druckauflösung
ausgedruckt werden sollen.
300 dpi
Wenn eine hohe Qualität erforderlich ist, und man bereits herausgefunden hat, dass eine geringere
Auflösung nicht ausreicht.
Über 300 dpi
Die Datei wird sehr groß und benötigt viel Speicherplatz auf der Festplatte. So entsteht z. B. beim
Einlesen einer Fotografie von 3 x 5 cm bei 2400 dpi und in Echtfarben eine Datei von über 240 MB
Größe.
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Scanner-Einstellungen - Beispiel „Intel Lehren“
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Ausgabe von Grafiken (Drucker)
Bilder für den Drucker können mit einer wesentlich höheren Auflösung
angefertigt werden. Es macht daher Sinn, die Bildgröße über die Auflösung des Bildes einzustellen. Damit wird der Informationsgehalt des
Bildes und die Bildqualität nicht verändert.
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Auflösung für den Druck
Unterschiedliche Drucker und Druckverfahren erzeugen eine unterschiedliche Wiedergabequalität. Um so wichtiger ist es, Dateigröße und Druckausgabegröße aufeinander abzustimmen.
Druckerauflösung
Sichtbare Auflösung
Tintenstrahldrucker 360 dpi
120 bis 180 dpi
Tintenstrahldrucker 720 dpi
250 bis 360 dpi
Laserdrucker 600 dpi
100 bis 120 dpi
Laserdrucker 1200 dpi
260 bis 300 dpi
Farblaserdrucker
260 bis 300 dpi
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Raster- und Vektorgrafiken
Aufgaben – Raster- oder Vektorgrafik?
 Excel-Tabelle mit Diagramm öffnen. Werte verändern.
 WordArt-Element erzeugen. Größe verändern.
 TrueType-Schriftzeichen erzeugen. Größe verändern.
 Courier New-Schriftzeichen (Bitmap) erzeugen. Stark vergrößern
 Bilddatei öffnen. Speichern mit verschiedenen Grafikformaten. Mit
Hilfe des Eigenschaften-Fensters bzw. Explorers die Dateigrößen
feststellen, notieren und vergleichen.
 ClipArts (nicht nur WMF-Dateien) einfügen und Größe verändern.
 Präsentationen bzw. E-Learning – Intel Lehren, Kapitel 7, Nr. 1 - 3.
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Raster- und Vektorgrafiken
Quellen
Intel Lehren – Microsoft/Akademie Dillingen
Fit-FOR-IT – Verlag Ludwig Schulbuch (http://www.fit-for-it.de)
IT 7, Eder/Edelheim – Winklers Verlag
MGI – PhotoSuite – MGI Software Corp. - Hilfedatei
Microsoft PhotoDraw – Hilfedatei
Microsoft PhotoEditor - Hilfedatei
Paint Shop Pro – Jasc – Software - Hilfedatei
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