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GRUNDLAGEN DER MEDIENTECHNIK

GRUNDLAGEN DER MEDIENTECHNIK. Digitale Bilder ... Erzeugen, Bearbeiten, Drucken Prof. Dr.-Ing. Jürgen Albrecht 17./24. November 1998. Inhalt der Vorlesung. Digitale Bilder. 1. Grundlagen 2. Digitale Fotografie 3. Scannen von Bildern

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GRUNDLAGEN DER MEDIENTECHNIK

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Presentation Transcript

  1. GRUNDLAGEN DER MEDIENTECHNIK Digitale Bilder ... Erzeugen, Bearbeiten, Drucken Prof. Dr.-Ing. Jürgen Albrecht 17./24. November 1998

  2. Inhalt der Vorlesung

  3. Digitale Bilder 1. Grundlagen 2. Digitale Fotografie 3. Scannen von Bildern 4. Bilderzeugung mit Grafiksoftware 5. Digitale Bildbearbeitung 6. Drucken in Farbe am PC 7. Perspektiven

  4. 1. Grundlagen • Unterschied Pixel- und Vectorgrafik • Es gibt zwei wesentliche Klassen digitaler Bilder: Vector- und Pixelgrafik. • In dieser Vorlesung geht es ausschließlich um digitale Pixelbilder. • Alle Techniken, die dieses digitale Bild betreffen, sind Gegenstand des Grafik-Designs.

  5. 1.1 Qualitätsunterschied !

  6. 1.1 Digitales Bild, 18 x 12 Pixel, 8 bit tief

  7. 1.1 Digitales Bild, 18 x 12 Pixel, 1 bit tief

  8. 1.2 Bilderzeugung • Wie entstehen digitale Bilder: - Digitale Fotografie - Scannen von Vorlagen - Generieren mit einem Grafikprogramm • Digitale Bilder sind in der Regel: - Halbtonbilder - Bilder in Farbe

  9. 1.3 Zwei Anwendungsfälle • Zwei grundverschiedene Anwendungen: D - Drucken auf Papier oder Film M - Anzeigen über einen Monitor • Vor Bilderzeugung klären: Bild für AnwendungsfallD oder M ?? • Die entscheidende Frage ist immer: Wie groß soll das Bild sein, wieviel Pixel in X und Y ??!!

  10. 1.3 Begriffsverwirrung • Pixel- in X und Y definiert die Größe des digitalen Bildes. • dpi - Scanner- und Druckerauflösung : Nur beim Scannen und Drucken interessant !! • 1 inch - 2,54 cm

  11. 1.4 Rechenbeispiel Druck Aufgabe: Ein Bild soll mit einem 600 dpi-Drucker in der Größe 175 x 125 mm gedruckt werden. Wieviel Pixel in X und Y sind erforderlich ? Lösung: 1 Inch = ca. 2,54 cm Bildgröße in Inch: 6,89 x 4,92 Bildgröße in Pixel: 4134 x 2952

  12. 1.4 Rechenbeispiel Monitor Aufgabe: Ein Bild soll auf einem Monitor mit der Auf- lösung 800 x 600 angezeigt werden. Bildhöhe = 33 %, Bildbreite = 40 % des Monitors. Wieviel Pixel in X und Y sind erforderlich ? Lösung: Pixel in X: 40 % von 800 = 320 Pixel Pixel in Y: 33 % von 600 = 200 Pixel

  13. 1.5 Bildqualität • Bildqualität = f(Pixel- und Farbanzahl) • Subjektive Bildqualität: Bildbearbeitung • Speicherbedarf = f(Pixel- und Farbanzahl) • Optimum gesucht: Speicher <-> Qalität Farbtiefe / FarbanzahlFarbtiefe / Farbanzahl 1 bit 216 bit 65.536 2 bit 4 24 bit 16,7 Mio* 4 bit 16 30 bit 1073 Mio*8 bit 256 32 bit *True Color

  14. 1.6 Speicherbedarf: 3 Faktoren • Pixelanzahl: Linear • Farbanzahl: Linear mit der Farbtiefe • Dateiformat: komprimiert: JPG, GIF, PNG • Zusammenhang Farbtiefe / Dateigröße: Farbtiefe / DateigrößeFarbtiefe / Dateigröße 1 bit 1 16 bit x 16 2 bit x 2 24 bit x 24 4 bit x 4 30 bit x 30 8 bit x 8 32 bit x 32

  15. 1.6 Speicherbedarf: 3 Faktoren • Die Dateigröße wächst linear mit derBildgröße (Anzahl der Pixel). • Die Dateigröße wächst linear mit der Farbtiefe (Anzahl der Farben). • Die Dateigröße ist abhängig vom Dateiformat (schwer kalkulierbar) Nach der Bildbearbeitung: Format JPG, GIF oder PNG verwenden !

  16. 1.6 Speicherbedarf • Beispiele für die 3 Faktoren:www.burg-halle.de/~albrecht/ TEACHING/Bildbearbeitung • Ziel ist immer: Minimale Dateigröße Maximale Bildqualität • Faustformel: - Dateigröße um 1 MB -> Normal - Dateigröße um 5 MB -> Verdächtig ! - Dateigröße über 5 MB -> Warum ??

  17. 2. Digitale Fotografie • Prinzip • Anwendungsfall • Technologie, Fehlerquellen • Marktsituation

  18. 2.1 Prinzip Digitalkamera

  19. 2.1 Prinzip digitale Fotografie

  20. 2.1 Drei Ausführungsformen • Ursprung in der Videotechnik: Stil-Picture Entscheidendes Element: CCD-Chip CCD bestimmt die Bildauflösung (Charge-Coupled-Device = Fotodioden) • One-Shot-Kamera (Amateurbereich !) • Three-Shot-Kamera (RGB-Filter) • Scannerkamera (bewegter CCD-Chip)

  21. 2.1 Qualitätsparameter • Qualitätsparameter der digitalen Kamera: - Auflösung (in Pixel) - Speichermedium + Übertragung auf PC - Dateiformat, JPG oder ? - Energiequelle + Auflademöglichkeit - Sucher ist gleichzeitig Monitor - Optische Kameraeigenschaften

  22. 2.1 Rechenbeispiel Digitalfoto Aufgabe: Eine Digitalkamera besitzt eine Auflösung von 307.200 Pixeln. Wie groß (in Pixel) ist ein quadratisches Bild und wie groß wird es von einem 600 dpi-Drucker ausgedruckt ? Lösung: Digitales Bild: Wurzel 307200 = 555 Pixel Gedrucktes Bild: Nicht ganz 1 x 1 Inch (!!)

  23. 2.2 Anwendungsfall • Digitale Bilder für den Monitor • Ideal für WebDesign und Journalismus • Keine Alternative für Kleinbildfotografie: - Auflösung zu gering - Schlechte Qualität ausgedruckter Bilder - Hoher Aufwand Equipment + Manpower - Teuer !! • Alternative: Kleinbildkamera + Scanner !

  24. 2.3 Technologie • Aufnahmen wie mit einer Kompaktkamera Dabei entscheidend: opt. Kameraqualität, z.B. Wechselobjektive, Blitz usw. • Wie kommen die Bilddateien in den PC ?? • Notwendig: Nachträgl. Bildbearbeitung Probleme mit JPG-Format !! • Immer ein Problem: Farbe / Farbkorrektur (siehe Spezialvorlesung !!)

  25. 2.3 Technologie

  26. 2.3 Technologie • Unterschiedl. Speichermedien (Notebook): - Smart-Media-Card (SSFDC) - PCMCIA-Speicherkarten/Festplatte - 3,5-Zoll-Diskette - Festeinbau: Direktanschluß an Computer • Mögliche Fehlerquellen: - Bildauflösung zu gering - Datenverlust beim Kopieren auf PC - Bildbearbeitung mit kompr. Dateiformat (z.B. GIF) nur eingeschränkt möglich

  27. 2.4 SONY Mavica MVC-FC7

  28. 2.4 Olympus CAMEDIA

  29. 2.4 Toshiba PDR-5

  30. 2.4 Marktsituation 12/97 (11/98)

  31. 2.4 Marktsituation 11/98

  32. 2.5 Literatur • Fototermin, Test 25 Digitalkameras PC PROFESSIONELL, Januar 1998 • Digitale Fotografie, Test 40 Kameras PC SHOPPING EXTRA 1/98 • Shooting Session, Test 16 Kameras c‘t 1998, Heft 14 (August 1998) • Hochauflösend, Test 9 Kameras Foto und PC, Sonderheft Juni 1998 • Suchen im WWW unter ‚Digitalkamera‘

  33. 3.Scannen von Bildern • Prinzip: Digitalisieren von Bildern • Anwendungsfall • Technologie, Fehlerquellen • Marktsituation

  34. 3.1 Prinzip einesScanners

  35. 3.1 Was heißt Scannen ? • Scannen heißt Digitalisieren von Vorlagen • Vorlagen können sein: - SW- und Farbdrucke auf Papier - SW- und Farbfotos - Filmvorlagen und Dia‘s - Projektionen von Gegenständen • Linienförmiger CCD-Chip wird über Vorlage geführt • Single-Pass-Methode: RGB gleichzeitig

  36. 3.1 Zwei Ausführungsformen • Flachbettscanner (Optional: Durchlicht, Einzugsvorrichtg) • Trommelscanner • Umkehrung des Scanners: Diabelichter. Auflösung >2000 lpi, Farbtiefe >30 bit • 3D-Scanner: 3D-Modell, nicht 2D-Bild !!

  37. 3.1 Qualitätsparameter • Qualitätsparameter eines Scanners: - Optische Auflösung (in dpi oder lpi) horizontal 300 - 600, vertikal 600 - 1200 - Farbtiefe (24 - 30 bit) - Arbeitsfläche (A4 o.a.) - Mechanische Ausführung (!!) • Software-Ausstattung - TWAIN-Treiber und -Software - Farbkalibrierung und -Optimierung

  38. 1.3 Begriffsverwirrung • Pixel- in X und Y definiert die Größe des digitalen Bildes. • dpi - Scanner- und Druckerauflösung : Nur beim Scannen und Drucken interessant !! • 1 inch - 2,54 cm

  39. 3.2 Anwendungsfall • Digitalisierung von Vorlagen • Druckvorstufe, Printmedien, WebDesign • Digit. Archivierung der Urlaubsbilder ...?? • OCR (Optical Character Recognition): Vectorisierung von Strichzeichnun- gen, Digitalisierung von Text • Alternative zum Scanner: Digitale Kamera

  40. 3.3 Technologie • Vor dem Scannen klären: Wozu wird das Bild benötigt: Druck oder Monitor ? Wie groß (in Pixel) muß das Bild sein ?? Welche Farbtiefe ?? => Rechenbeispiel • Monitor: Größe in Pixel einstellenDruck: Größe in dpi einstellen • Hohe opt. Auflösung nur bei sehr kleinen Vorlagen erforderlich: z.B. Diascannen:www.burg-halle.de/~albrecht/teach./Scanner

  41. 3.3 Rechenbeispiel Scanner Aufgabe: Ein Bild soll mit einem 600 dpi-Drucker in der Größe 175 x 125 mm gedruckt werden. Wieviel Pixel in X und Y sind erforderlich ? Lösung: 1 Inch = ca. 2,54 cm Bildgröße in Inch: 6,89 x 4,92 Bildgröße in Pixel: 4134 x 2952

  42. 3.3 Scan-Beispiele 150 dpi 300 dpi 600 dpi 1200 dpi

  43. 3.3 Scan-Beispiel, Original e 11 mm

  44. 3.3 Scan-Beispiele __ 0,2 mm 1200 dpi quer 600 dpi 1200 dpi 1200 dpi längs

  45. 3.3 Technologie • Farbkalibrierung des Scanners erforderlich (Spezialproblem Farbsystem: s. Folie 66 !) • Interpolation vermeiden ! Dabei entstehen keine neuen Bildinformationen:www.burg-halle.de/~albrecht/Bildbearbeitung • Mögliche Fehlerquellen: - Zu wenig Pixel oder zuviel - zu geringe Farbtiefe - Farbstich, Moiré, falsches Dateiformat

  46. 3.4 Marktsituation 12/97 (11/98)

  47. 3.4 Marktsituation 11/98

  48. 3.5 Literatur • 23 Scanner im Test, CHIP, November 1998 • Alles über Scanner, Test 14 Scanner PC SHOPPING EXTRA 12/97 • Scharfblick, Mit Flachbettscannern zu optimalen Ergebnissen, c‘t 1998, Heft 22 • Suchen im WWW unter ‚Scanner‘

  49. 4.Bilderzeugung mitGrafiksoftware • Die Erzeugung von digitalen Bildern ohne Digitalkamera oder Scanner ist ein eigen- ständiger Bereich des Grafik-Designs. • Bilderzeugung durch 1)Neuschaffen von Bildern, 2) Mischen oder durch das 3) Verarbeiten vorhandener Bilder. • Spezialisten: Prof. Kühnle, Hanisch, Dr. Gutzer • Dazu gesonderte Vorlesung + Demo

  50. 5. Bildbearbeitung • Bearbeitung digitaler Bilder mit speziell. Softwaresystemen ist auch Grafik-Design. • Nachträgliche Veränderung von Größe, Form, Farbe und Bildinhalt (!!). • Bildbearbeitung (EBV) ist ein Teilgebiet der Druckvorstufe. Kein digitales Bild wird ohne Bearbeitung gedruckt !! • Spezialisten: Prof. Kühnle, Hanisch, Dr. Gutzer • Dazu gesonderte Vorlesung + Demo

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