So gelingen schwierige Fotos
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Auflösung dreimal anders<br />
während des <strong>So</strong>nnenuntergangs mathe matisch<br />
unterschiedliche Werte an, wodurch scharfkantige<br />
Stufen entstehen. Diese Abstufungen sind jedoch<br />
nicht wahrnehmbar, wenn der Unterschied zwischen<br />
einzelnen Bildpunkten besonders klein ist.<br />
Digitalfotos bestehen aus Bildpunkten, die über<br />
16,7 Millionen unterschiedliche Farb- und Helligkeitswerte<br />
annehmen können. Wie kommt diese<br />
Zahl zustande?<br />
Computer und Geräte, die digitale Daten verarbeiten,<br />
verstehen lediglich das mathematische Binärsystem.<br />
Ein elektrischer Schalter kann zwei Zustände<br />
annehmen, die mit „an“ und „aus“ oder „0“<br />
und „1“ bezeichnet werden. Die kleinste Informationseinheit<br />
in der digitalen Datenverarbeitung<br />
heißt Bit und kann entweder den Wert 1 oder den<br />
Wert 0 annehmen. Hätte ein Bildpunkt nur einen<br />
der beiden Zustände „Weiß“ oder „Schwarz“, würde<br />
als Informationseinheit 1 Bit genügen, damit ein<br />
Computer oder eine Digitalkamera den Bildpunkt<br />
beschreiben kann. Eine Bilddatei, deren Pixel nur<br />
jeweils 1 Bit an Information enthielten, wäre eine<br />
Strich- bzw. Punktgrafik aus schwarzen und weißen<br />
Pixeln. Graustufen gäbe es nicht.<br />
Ein Bit kann nur zwei Werte (0 und 1) annehmen.<br />
Deshalb können mit einem Bit an Information<br />
nur zwei Tonwerte beschrieben werden, nämlich<br />
Schwarz und Weiß. Eine 1-Bit-Grafik besteht also<br />
ausschließlich aus schwarzen und weißen Pixeln.<br />
Werden für die Beschreibung eines Pixels zwei<br />
Bit verwendet, lassen sich schon vier Zustände<br />
(Tonwerte) beschreiben (Schwarz, Weiß und zwei<br />
dazwischenliegende Graustufen). Mit vier Bit,<br />
also einer vierstelligen Binärzahl, sind 16 Tonwerte<br />
(0 bis 15) möglich. Je höher die Anzahl an<br />
verfügbaren Bits für die Beschreibung des Zustands<br />
eines Bildpunkts ist, desto präziser kann der<br />
Punkt digital erfasst werden.<br />
8 Bit (8-stellige Binärzahl) bilden ein Byte. Eine<br />
8-stellige Binärzahl kann insgesamt 256 unterschiedliche<br />
Werte zwischen 0 und 255 annehmen.<br />
Betrachtet man einen Graustufenverlauf von Weiß<br />
nach Schwarz, genügen dem menschlichen Auge<br />
rund 100 Abstufungen, um den Verlauf als fließend<br />
und ohne sichtbare Tonwertstufen wahrzunehmen.<br />
256 Stufen für die digitale Erfassung von<br />
Helligkeitsstufen sind also bei Weitem ausreichend.<br />
Können von einem Kamerasensor aufgenommene<br />
Pixel jeweils einen von 256 Helligkeitswerten annehmen,<br />
simuliert dies für das menschliche Auge<br />
den Eindruck fließender Übergänge.<br />
Zahlen im Dezimal- und im<br />
Binärsystem<br />
Dezimal<br />
Binär (4 Bit)<br />
0 0000<br />
1 0001<br />
2 0010<br />
3 0011<br />
4 0100<br />
5 0101<br />
6 0110<br />
7 0111<br />
8 1000<br />
9 1001<br />
10 1010<br />
11 1011<br />
12 1100<br />
13 1101<br />
14 1110<br />
15 1111<br />
Einzelne Dioden auf einem Kamerasensor können<br />
nur Helligkeitsunterschiede erfassen. Allerdings<br />
liegt über den Sensoren ein Mosaikfilter, der für jedes<br />
Pixel nur eine der drei Grundfarben Rot, Grün<br />
und Blau durchlässt. Für jeden der drei Farbkanäle<br />
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