Materialien zum Unterricht

Digitale Bilder

Digitale Bilder bestehen aus vielen kleinen Bildpunkten, den Pixeln.
Jeder Pixel muss durch Daten beschrieben werden.

Für ein einfaches Schwarz-Weiß-Bild legen wir fest:
0 = schwarzer Pixel
1 = weißer Pixel
Damit benötigt jeder Pixel genau 1 Bit.

Vom Bit zum Bild

Die Bits werden zeilenweise von links nach rechts gelesen.
Aus jeder 0 und 1 entsteht dabei ein Pixel. 

00100
01110
11111
01110
00100

Aufgabe 1

Zeichne ein Bild nach der folgenden Zeichenreihe auf kariertes Papier.
Das Bild hat 13 Zeilen und 9 Spalten.
Trage die Pixel Zeile für Zeile von links nach rechts und von oben nach unten ab. 

111101111111010111110111011101111101000
000000001111100010111010011010110011101
110011010110010111010001111100000000000

Beantworte anschließend:
a) Wie viele Pixel besitzt das Bild insgesamt?
b) Wie viele Bit werden für dieses Schwarz-Weiß-Bild benötigt?

Aufgabe 2

Betrachte den Comic und decodiere die Antworten des Roboters.
Beantworte anschließend die folgenden Fragen.

Comic mit drei Aufgaben zu Binärzahlen, ASCII und Pixelbildern
  1. Auf die erste Frage antwortet der Roboter mit einer Binärzahl.
    Schreibe sie im Dezimalsystem auf.
  2. Auf die zweite Frage antwortet er mit zwei Wörtern.
    Wie lauten sie?
  3. Auf die dritte Frage antwortet er mit einem Pixelbild.
    Übertrage es auf kariertes Papier.

Von Schwarz-Weiß zu Graustufen

Bisher konnte jeder Pixel nur zwei Zustände besitzen: schwarz oder weiß.
Mit mehr Bits lassen sich auch Helligkeitswerte zwischen Schwarz und Weiß darstellen.

Probiere verschiedene 8-Bit-Folgen aus und beobachte den angezeigten Grauwert.
Welche Bitfolge ergibt Schwarz?
Welche ergibt Weiß?
Was passiert bei Werten dazwischen?

Interaktiv: Bits und Graustufen

Von Schwarz-Weiß zu Farbe

Bisher konnte jeder Pixel nur zwei Zustände besitzen: schwarz oder weiß.
Dafür reicht 1 Bit pro Pixel.

Probiere in der Anwendung aus, was passiert, wenn für jeden Pixel mehr Bits zur Verfügung stehen.
Beobachte dabei besonders:
→ Wie viele Farben sind möglich?
→ Wie verändert sich der Speicherbedarf?

Interaktiv: Pixel & Bits

Für farbige Bilder benötigt ein Pixel deutlich mehr Informationen.
Wie Computer Farben darstellen, schauen wir uns als Nächstes an.