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Informatik

Pixelgrafik: Bilder aus Punkten

Eine Pixelgrafik besteht aus einem Raster von Punkten. Jeder Punkt hat einen Wert. So wird ein Bild zu Zahlen.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 7
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich weiß: Ein Pixelbild ist ein Raster aus Punkten.
  • Ich kann ein kleines Schwarz-Weiß-Bild als Bitfolge schreiben.
  • Ich kann die Datenmenge eines Pixelbildes ausrechnen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Bit und Byte

Ein Bild auf dem Bildschirm besteht aus Pixeln. Pixel sind kleine Punkte in Zeilen und Spalten. Ein Schwarz-Weiß-Bild speichert für jeden Pixel nur 1 Bit: 1 für schwarz, 0 für weiß. Ein Raster aus 5 Zeilen und 5 Spalten hat 25 Pixel. Man liest es Zeile für Zeile. Der Buchstabe L sieht so aus: 10000, 10000, 10000, 10000, 11111. Für Farben braucht man mehr Bit je Pixel. Mit 2 Bit gibt es 4 Farben, mit 8 Bit gibt es 256 Farben. Die Datenmenge ist Breite mal Höhe mal Bit je Pixel.

Der Buchstabe L als 5×5-Raster: 1 = schwarz, 0 = weiß
S1S2S3S4S5
Zeile 110000
Zeile 210000
Zeile 310000
Zeile 410000
Zeile 511111

Das Bild L als Bitfolge schreiben

  1. Lies die erste Zeile: 1 0 0 0 0.
  2. Die nächsten drei Zeilen sind gleich.
  3. Die letzte Zeile ist 1 1 1 1 1.
  4. Zusammen sind das 25 Bit: 10000 10000 10000 10000 11111.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Bild = Raster.

1 = schwarz, 0 = weiß.

Zeile für Zeile lesen.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Kreuzstichmuster: Jedes Kästchen ist gefärbt oder leer. So kann man ein Bild aus lauter Kästchen bauen. Ein Pixelbild ist ganz ähnlich.

Schritt für Schritt

Wir berechnen die Datenmenge eines Bildes aus 16 mal 16 Pixeln in Schwarz-Weiß.

  1. Anzahl der Pixel: 16 · 16 = 256.
  2. Jeder Pixel braucht 1 Bit.
  3. Gesamt: 256 Bit.
  4. 256 Bit : 8 = 32 Byte.

Mit einem Bild erklärt

BreiteHöheBit je PixelBit insgesamt
55125
16161256
10102200

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Wie lautet die erste Zeile des Buchstabens L?
Zeig mir den ersten Schritt

Schau auf die erste Zeile des Rasters.

Lösung ansehen

Lösung: 10000

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Ein Schwarz-Weiß-Bild hat 8 mal 8 Pixel. Wie viele Bit sind das?

Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 8 · 8.

Lösung ansehen

Lösung: 64

8 · 8 = 64 Pixel, jeder braucht 1 Bit.

Tipp: Schreibe die Bitfolge Zeile für Zeile. Zähle nach, ob es Breite mal Höhe Bit sind.

Merksatz: Pixelgrafik: Raster aus Punkten. Datenmenge = Breite · Höhe · Bit je Pixel.

Typischer Fehler: Viele verwechseln Zeilen und Spalten. Liest man falsch herum, entsteht ein anderes Bild.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Ein Bild hat 10 mal 10 Pixel und je Pixel 2 Bit. Wie viele Bit sind das?

Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 10 · 10, dann mal 2.

Lösung ansehen

Lösung: 200

10 · 10 = 100 Pixel, 100 · 2 = 200 Bit.

Frage 2 In der Zeile 10110 steht jede 1 für einen schwarzen Pixel. Wie viele sind schwarz?

Zeig mir den ersten Schritt

Zähle die Einsen.

Lösung ansehen

Lösung: 3

Die Einsen stehen an 3 Stellen.

Frage 3 Wie viele Farben kann man mit 2 Bit je Pixel unterscheiden?
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Lösung: 4

Frage 4 Ein Pixelbild speichert für jeden Punkt einen eigenen Wert.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 5 Was bedeutet 1 in unserem Schwarz-Weiß-Raster?
Lösung ansehen

Lösung: schwarz

Geschafft

Eine Pixelgrafik speichert jeden Punkt einzeln. Bei Schwarz-Weiß reicht 1 Bit je Pixel. Mit mehr Bit je Pixel sind mehr Farben möglich.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Datentypen, Pixel und Vektoren

Kurz erklärt, 55 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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