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mathematik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Computergraphik: pixel versus vector - pixelgraphik:



Wenn man sich einmal die Mühe gemacht hat und ein Zeitungsbild mit einer Lupe angesehen hat, so wird man draufgekommen sein, daß die Bilder aus einzelnen Punkten bestehen. Bei normaler Betrachtung jedoch "verschmelzen" diese Punkte jedoch zu einer Fläche. Ein ähnliches Raster könnte man, bei ausreichend starker Verstärkung, auch bei einem Foto erkennen.
An diesen beiden Beispielen erkennt man, daß realistische Bilder aus einzelnen Punkten zusammengesetzt werden können, ohne daß unser Auge den Wechsel zwischen den einzelnen Punkten wahrnimmt.
Einzige Voraussetzung: Die Punkte müssen zahlreich und recht klein sein.

Auf diesem Prinzip basieren auch alle Pixelgraphiken. Diese kleinen Punkte heißen bei einem digitalen Bild 'Pixel'. 'Pix' steht für 'picture', und 'el' für 'element'. Fügt man die beiden Wörter zusammen, so ergibt sich eben 'Pixel'.

Wenn man ein Bild digitalisiert, so ist es als ob man ein sehr feines Drahtgitter drüberlegt und dann die Helligkeit und die Farbe von jedem Loch ermittelt. Die ermittelten Werte werden dann in korrekter Reihenfolge in eine riesige Liste eingetragen.


Doch wie viele Bildpunkte braucht man, um ein Bild zu beschreiben. Grundsätzlich gilt natürlich je mehr Punkte je besser. Doch nur bis zu einem bestimmten Punkt. Nämlich wenn trotz erhöhter Pixelanzahl keine extra Details hinzukommen. Eine andere Grenze stellt die Auflösung des Monitors dar.
Denn ein Monitor Pixel hat eine bestimmte physische Größe, die sich durch das Lochraster der Röhre ergibt.
Ein Bild-Pixel dagegen hat eine beliebige Größe. Es ist einfach eine mathematische Definition, die der Benutzer festlegen kann.
Die Größe und die Anzahl der Bildelemte hängt von der Größe und/oder vom Betrachtungsabstand ab.

Folgendes Bild soll hier als Demonstrationsobjekt dienen.



Bild: 1 Pixel:

Die kleinst mögliche Pixelanzahl um das Bild zu beschreiben ist selbstverständlich 1. Jedoch ergibt das nicht mehr als die Größe des Bildes und dessen Durchschnittsfarbe und Durchschnittshelligkeit. Also müssen mehr Pixel genommen werden, um mehr Details erkennen zu können!
Nehmen wir nun einmal ein Gitter mit 2x2 Quadraten an.



Bild 2x2: 2x2 Pixel (insgesamt 4)
Nun wird wieder der Durchschnittswert für Farbe und Helligkeit ermittelt. Man kann jedoch nur Unterschiede in der Farbe und der Helligkeit erkennen. Aber nicht mehr.

32x32 Pixel (gesamt 1024 Pixel):

Bei 32x32 kann man bereits das Bild erahnen. Man beachte, daß die Pixelgesamtanzahl sehr schnell steigt (wichtig für Speicherbedarf). Mit zunehmender Pixelzahl steigt natürlich auch die Auflösung.

Wie oben schon erwähnt bringt ab einer bestimmten Pixelanzahl eine weitere Erhöhung der Anzahl keine Verbesserung mehr. Dies liegt an der Festgelegten Pixelgröße des Monitors. Sind die Bildpixel kleiner als die Bildschirmpixel so können sie einfach nicht mehr so klein dargestellt werden. Es hätte also nur Sinn die Pixelanzahl weiter zu vergrößern, wenn man später ins Bild hineinzoomen möchte.

Verkleinert man ein bestehendes Bild, wäre es folglich unsinnig die Pixelanzahl beizubehalten. Sie kann mit Verkleinerung des Bildes proportional mit verringert werden, ohne daß es bemerkt wird.

 
 

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