Wie kann ein Com­pu­ter far­bi­ge Bil­der spei­chern, wenn der doch nur 0 und 1 kennt?

Mit die­ser Auf­ga­be lernst du, wie das geht!



Bil­der auf dem Bild­schirm be­stehen aus ganz vie­len klei­nen, qua­dra­ti­schen Käst­chen – so ge­nann­te Pixel. Jedes Pixel hat immer genau eine Farbe. Da auf einem Bild­schirm heute meh­re­re Mil­li­o­nen Pixel pas­sen, sind sie nur noch mit der Lupe zu er­ken­nen.

Nimm ein Blatt Häus­chen­pa­pier und einen Blei­stift. Ver­su­che ei­ni­ge klei­ne Bil­der zu zeich­nen, wel­che nur aus lee­ren und kom­plett aus­ge­füll­ten Käst­chen be­steht. Hier ei­ni­ge Bei­spie­le:

Ein sol­ches Schwarz/Weiss-​Bild lässt sich für den Com­pu­ter ganz ein­fach auf­schrei­ben. Für jedes aus­ge­füll­te Käst­chen schrei­ben wir eine 1 und für jedes leere Käst­chen eine 0. Schau dir das fol­gen­de Bei­spiel mit dem Auto an. Kannst du ein ei­ge­nes Pi­xel­bild mit 8 x 8 Pi­xeln mit 0 und 1 auf­schrei­ben?

Zur bes­se­ren Les­bar­keit wurde die Zah­len­fol­ge nach je­weils 8 Zah­len auf der nächs­ten Zeile fort­ge­setzt. Im Com­pu­ter ste­hen sie aber alle di­rekt hin­ter­ein­an­der. Spielt sel­ber Com­pu­ter und schickt euch ge­gen­sei­tig Bil­der: Schreibt ein 8 x 8 Pi­xel­Bild als eine lange Folge von 0 und 1 auf und tauscht diese un­ter­ein­an­der aus. Zeich­net das zu­ge­hö­ri­ge Bild und ver­gleicht an­schlies­send mit dem Ori­gi­nal.

Sind Pi­xel­bil­der far­big, so reicht eine 0 und eine 1 nicht mehr aus, um für ein Pixel die je­wei­li­ge Farbe zu no­tie­ren. Wir kön­nen statt einem Bit meh­re­re Bits pro Pixel ver­wen­den und in einer Farb­ta­bel­le no­tie­ren, wel­che Bit­fol­ge zu wel­cher Farbe ge­hö­ren soll. Hier ein Bei­spiel für ein Bild mit 4 Far­ben.

Für echte Fotos rei­chen 4 ver­schie­de­ne Far­ben na­tür­lich nicht aus. Ein ein­zel­nes Pixel wird des­halb in den meis­ten Bild­for­ma­ten mit 24 Bits (8 Bit pro Farb­an­teil Rot, Grün, Blau) ge­spei­chert. Ein ein­zi­ges rotes Pixel wird damit als 11111111 00000000 0000000 ge­spei­chert – rot ist kom­plett vor­han­den, alle an­de­ren Far­ben sind leer. Durch Mi­schen ent­ste­hen ins­ge­samt 16 Mil­li­o­nen ver­schie­de­ne Far­ben. Ein tür­ki­ses Pixel des Vo­gels oben hätte zum Bei­spiel: 00011011 10101011 10010101 (wenig Rot und viel Grün und viel Blau).