Informatik Klassenstufe 7 Saarland - Information und Daten - Video 10 - Rastergrafiken
Lerne Informatik
https://www.youtube.com/watch?v=2dYN-Gq4nWs

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Hallo alle zusammen. Im heutigen Video möchte ich gerne den Begriff der Rastergrafik erklären. Auch das klingt komplizierter
0:13 als es eigentlich ist. Im Grunde ist Raster Grafik etwas ganz ganz einfaches und auch sehr logisches. Es geht um die Frage, wie stellt ein
0:28 Computer eigentlich Bilder da? Es gibt da verschiedene Methoden. Raster Grafik ist eine Methode, es gibt auch noch eine andere wichtige Methode, die Vektorg,
0:44 aber die spielt jetzt erst einmal keine Rolle. Jetzt sehen wir uns erst einmal zusammen die Rastergrafik an. Bei Bildern wird
0:58 ein bisschen getrix. Wir Menschen haben nämlich Einschränkungen oder unser Auge vielmehrinschränkungen, die man sich zu Nütze machen kann. Wir
1:12 haben den Eindruck, wir würden ein zusammenhängendes Bild sehen, also ein Bild, das aus zusammenhängenden Flächen besteht. Aber ein Computer muss
1:27 diese zusammenhängenden Flächen ja irgendwie speichern. Die Frage ist, wie macht ihr das? Ich öffne mal irgendein Bild. Einfach mal dieses, ein Hundebild
1:42 von Wikipedia. Wir haben hier ein Foto von einem Hund und das Foto ist digital. Das bedeutet, es wurde irgendwie von einem Computer gespeichert und
1:57 verarbeitet. Aber wie soll das funktionieren? Wie soll ein Computer ein solches Bild speichern und verarbeiten? Speichern bedeutet ja immer, dass
2:12 irgendwo Nullen und Einzen gespeichert werden. Und die interessante Frage ist, wie mache ich das? Aber jetzt ist erstmal noch eine andere
2:26 Frage, viel interessanter. Man sieht hier verschiedene Flächen. Also hier sind Haare, da ist ein bisschen Fell, da sind die Ohren von dem Tier. Die
2:36 Schnauze hat noch einmal eine andere Farbe und ist eine andere Fläche als der Rest von dem Tier. Dann haben wir hier im
2:46 Hintergrund das Wasser und die Äste und da hinten ein bisschen Grünzeug. Also das hier ist schon ein sehr sehr
2:56 komplexes Foto und da sind jede Menge Flächen dabei, die irgendwie unterschieden werden müssen und da stellt sich natürlich auch die spannende
3:10 Frage, wie kann denn ein Computer diese Flächen voneinander unterscheiden und welche Teile, welche Flächen gibt es überhaupt?
3:23 in so einem Bild. Und an dieser Stelle kommt der Begriff Pixel ins Spiel. Ein Pixel ist ein einzelner Punkt in einer sogenannten Rastergrafik.
3:38 Aha, okay. Was sagt mir das jetzt im ersten Moment? Nicht viel. Interessant wird es, wenn wir uns noch ein bisschen genauer ansehen, was ein
3:51 Pixel überhaupt ist. Ein Pixel besitzt eine bestimmte Farbe und viele Pixel ergeben ein Bild. Der Trick ist, dass wir Menschen oder
4:07 unser Auge viel mehr Punkte, die sehr nah beisammen sind, nicht mehr unterscheiden kann, sondern wir nehmen das dann wahr als eine zusammenhängende
4:20 Fläche. Das heißt, der Computer sieht nur einen Punkt, noch einen Punkt, noch einen Punkt und das kann man wunderbar speichern, aber wir sehen eine Fläche.
4:34 Wir nehmen die Punkte nicht mehr wahr. Es gibt da Einschränkungen, die gucken wir uns gleich an. Also jedes Pixel hat eine bestimmte
4:46 Farbe und viele Pixel ergeben zusammen ein Bild wie dieses. So, dieser schöne Hund hier und die Landschaft, in der er steht, bestehen aus Bildpunkten,
5:02 die ganz ganz nah zusammenstehen und unser Auge kann diese einzelnen Punkte nicht mehr wahrnehmen, sondern wir haben den Eindruck, dass es
5:16 zusammenhängende Flächen wären und das ist ein ganz schöner Trick An dieser Stelle der Computer kann wunderbar damit umgehen
5:29 und uns macht es nichts aus in den meisten Fällen. Wir gucken uns das gleich noch genauer an. Also eine Rastergrafik
5:42 ist in Zeilen und Spalten angeordnet und in diesen Zeilen und Spalten sind dann die Pixel. Ich deute das mal in einem Bildchen an. Also, wir haben hier
5:58 Punkte, die können dann so ungefähr aussehen und dadurch ergibt sich dann eine Fläche in Zeilen und Spalten. Und wenn ich da
6:10 jetzt noch Punkte in einer anderen Farbe dazu male, z.B. da eine hellblaue Fläche und dann hier noch eine grüne Fläche und dann ergibt sich ein Bild und genau das
6:28 ist eine Rastergrafik und die heißt so, weil sich daraus ein rechteckiges Raster ergibt. Also ein Bild ist dann nichts anderes als ein
6:42 Raster aus diesen Pixeln. Und Pixel sind sogenannte Punkte, Bildpunkte. Und wenn wir uns jetzt beispielsweise
6:55 mal ein Schwarz-Weißbild vorstellen, dann könnten wir eine Rastergrafik stark vereinfacht
7:05 so vorstellen. Ein heißt Farbe, also von mir aus weiß und null heißt schwarz. Und somit hat jetzt jeder Bildpunkt
7:19 eine Information, die wir als 0 oder 1 abspeichern können. Also in diesem Fall haben wir 16 Pixel, vier Zeilen, vier Spalten und damit
7:35 haben wir 4 x 4, also 16 Pixel. Und jedes Pixel hat einen bestimmten Wert in unserem Beispiel, also weiß ja oder weiß nein.
7:52 Und so könnten wir dann ein ganz ganz einfaches Schwarz-Weißbild beschreiben und zwar so, dass ein Computer damit auch zurechtmt.
8:07 Das hier ist jetzt ein sehr sehr kleines Bild. 16 Pixel, das ist nicht so wahnsinnig viel. Also ein kleines Bild hat wenige Pixel.
8:23 Und wenn wir jetzt mal ein Bild vergrößern, dann werden wir die Pixel auch sehen. Ich zeige das mal. Ich nehme noch einmal
8:33 diesen schönen Hund und vergrößere einfach mal. Und wenn ich vergrößere, siehst du irgendwann diese Punkte. Hier kann man
8:46 sie jetzt schön erkennen. Also das hier sind die Punkte, aus denen unser Hundebild besteht. Ich gehe noch einmal zurück. Ich ver kleinere die ganze
9:00 Geschichte noch einmal. und du siehst, wie diese Punkte verschwinden und zu Flächen werden. Wenn ich mal hier die Schnauze vergrößere von mir aus, dann
9:12 sehen wir auch irgendwann diese Bildpunkte und genau das ist eine Rastergrafik, also eine Grafik, die aus einem Raster
9:26 von diesen Bildpunkten besteht. Jetzt verkleinere ich das noch mal und hier sieht man wieder den Hund und das kann ich an jeder beliebigen Stelle machen.
9:39 Und wir kommen immer irgendwann noch einmal zu diesen Punkten, zu diesen einzelnen Pixeln. Und das ist auch ein Nachteil an diesen Rastergrafiken.
9:54 Wenn wir vergrößern, dann wird das ganze Ding irgendwann pixelig. Also, man sieht irgendwann diese Bildpunkte. Wir können also Rastergrafiken
10:08 nicht beliebig weit vergrößern. Ich habe ja vorhin die Vektorgen erwähnt. Das nur mal ganz kurz. Bei Vektorgiken sieht das anders aus. Da können wir beliebig
10:24 vergrößern, aber Vektorghiken haben dann noch einmal andere Nachteile. Das ist jetzt im Moment auch erst einmal nicht wichtig. Wie gesagt, über
10:37 Vektorgen reden wir jetzt erst einmal nicht. Vektorgiken können das, weil das Bild berechnet wird und nicht in Bildpunkten
10:49 abgespeichert wird. Vielleicht sage ich das noch kurz. Also, Rastergrafiken speichern wirklich das Bild ab als Menge von Bildpunkten und Vektorgen
11:04 berechnen das Bild. Aber so ein Bild wie hier, diesen Hund kann man nicht ohne weiteres berechnen. Also Vektorgen sind dann eher für technische
11:18 Zeichnungen interessant und nicht geeignet für Fotos. Das soll dann soweit zur Vektorgrafik reichen. Nur damit du dir mal etwas darunter vorstellen
11:31 kannst. Also Rastergrafiken verpixeln, wenn sie vergrößert werden. Man kann sie nur bis zu einem bestimmten Punkt vergrößern.
11:44 Und je mehr Bildpunkte es gibt, also je größer das Bild ist, desto mehr kannst du vergrößern, bevor sie verpixeln. Aber größere Bilder brauchen natürlich mehr
12:00 Speicher und sind natürlich auch aufwendiger in der Verarbeitung. Du kennst das ja von Spielen. Es gibt Spiele, die bewusst pixelig sind. Z.B.
12:17 Minecraft kennt jeder, spielt wahrscheinlich auch jeder und da ist ja die Pixelgrafik Programm. Es geht ja gerade darum, dass
12:30 die Grafik verpixelt ist, während bei Spielen mit moderner 3D Grafik, GTA, Witcher und so weiter, da möchte man das natürlich gerade nicht und da möchte man
12:46 dann die Pixel nicht sehen. Aber so eine Grafik ist technisch natürlich viel viel aufwendiger als so eine Minecraft Pixelgrafik.
13:01 Also realistischere und damit bessere Bilder bedeuten immer mehr Speicher, mehr Aufwand, weil viel viel mehr Bildpunkte gespeichert werden müssen.
13:17 Also diese höhere Qualität hat einen Preis. So, das war mal die grundlegende Idee von Raster Grafiken und wir besprechen
13:30 dann in den nächsten Videos noch ein paar Begriffe, die damit zu tun haben.