Aufgaben: Pixel- und Vektorgrafik

Erkläre den Unterschied zwischen einer Pixelgrafik und einer Vektorgrafik. Nenne je ein typisches Dateiformat.

Ein Bild hat 800 × 600 Pixel. Berechne die Anzahl der Pixel.

Ein Schwarz-Weiß-Bild (1 Bit pro Pixel) hat 16 × 16 Pixel. Berechne die Dateigröße in Byte, ohne Kopfdaten.

Ein Foto hat 1.920 × 1.080 Pixel bei einer Farbtiefe von 24 Bit.

1. a) Berechne die unkomprimierte Größe in Byte.
2. b) Gib das Ergebnis in Megabyte an (1 MB = 1.000.000 Byte, auf eine Nachkommastelle).

Ein Logo für den Verein „Rhein-Ruderclub Düsseldorf“ soll auf einer Visitenkarte und auf einem 3 m breiten Banner gedruckt werden.

1. a) Welches Grafikformat empfiehlst du? Begründe.
2. b) Was passiert bei einer Pixelgrafik, wenn man sie stark vergrößert?

Eine Farbe wird im RGB-Modell mit je 8 Bit pro Kanal angegeben.

1. a) Wie viele verschiedene Farben sind darstellbar?
2. b) Welche Farbe ergibt (255, 255, 0)? Und (0, 0, 0)?
3. c) Wie viele Bit pro Pixel braucht ein Bild mit höchstens 16 verschiedenen Farben mindestens?

Ein Schwarz-Weiß-Bild wird zeilenweise mit Lauflängencodierung gespeichert (Paare aus Anzahl und Farbe, S = schwarz, W = weiß). Eine Zeile mit 20 Pixeln lautet: 4W 3S 2W 7S 4W.

1. a) Prüfe, ob die Summe der Anzahlen zur Zeilenbreite passt.
2. b) Gib die Zeile unkomprimiert als 0/1-Folge an (W = 0, S = 1).
3. c) Wähle eine Zeile, bei der die Lauflängencodierung mehr Speicher braucht als die unkomprimierte Darstellung, und begründe. Gib dabei an, wie viele Bit du für ein Paar aus Anzahl und Farbe annimmst.

Eine Schule will 120 Fotos (je 4.000 × 3.000 Pixel, 24 Bit) auf einem USB-Stick mit 4 GB (1 GB = 10^9 Byte) speichern.

1. a) Berechne den Speicherbedarf unkomprimiert.
2. b) Passen alle Fotos auf den Stick? Begründe rechnerisch.
3. c) Bei Kompression im Verhältnis 10 : 1 – wie viele Fotos dieser Größe passen dann maximal auf den Stick? Erkläre den Unterschied zwischen verlustfreier und verlustbehafteter Kompression.

Eine Vektorgrafik beschreibt einen Kreis durch: Mittelpunkt (50|40), Radius 20, Füllfarbe Rot, Linienbreite 2.

1. a) Erläutere, warum diese Beschreibung nur wenige Byte braucht, unabhängig von der Darstellungsgröße.
2. b) Wie ändert sich die Beschreibung, wenn die Grafik doppelt so groß dargestellt werden soll?
3. c) Beurteile, für welche Motive Vektorgrafiken ungeeignet sind, und begründe.