Materialien zum Unterricht
Digitale Farben
Unsere Umwelt ist bunt und wir können sehr viele unterschiedliche Farben wahrnehmen.
Damit ein Computer Farben speichern und darstellen kann, müssen auch sie durch Zahlen beschrieben werden.
Für die Darstellung von Farben auf Bildschirmen wird häufig das RGB-Modell verwendet.
R = Rot, G = Grün, B = Blau
Das RGB-Modell
Jeder Farbkanal kann unterschiedlich stark leuchten.
Je nachdem, wie stark Rot, Grün und Blau gemischt werden, entsteht eine andere Farbe.
| Rot | Grün | Blau | Ergebnis |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | Schwarz |
| 255 | 255 | 255 | Weiß |
| 255 | 0 | 0 | Rot |
| 0 | 255 | 0 | Grün |
| 0 | 0 | 255 | Blau |
| 255 | 255 | 0 | Gelb |
| 0 | 255 | 255 | Cyan |
| 255 | 0 | 255 | Magenta |
| 128 | 128 | 128 | Grau |
| 255 | 128 | 0 | Orange |
| 128 | 0 | 32 | Bordeaux |
Die drei Farbkanäle können Werte von 0 bis 255 annehmen.
Dadurch entstehen nicht nur Grund- und Mischfarben, sondern auch sehr viele Zwischenstufen und Farbtöne.
RGB oder CMYK?
Das RGB-Modell eignet sich besonders für Geräte, die Farben mit Licht erzeugen,
z.B. Bildschirme, Fernseher oder Beamer.
Beim Drucken funktioniert das anders:
Papier leuchtet nicht selbst.
Statt Licht werden Farbstoffe auf das Papier aufgetragen.
| RGB | CMYK | |
|---|---|---|
| Verwendung | Bildschirm, Fernseher, Beamer | Drucker, professioneller Druck |
| Grundfarben | Rot, Grün, Blau | Cyan, Magenta, Yellow (Gelb), Key (Schwarz) |
| Prinzip | Licht wird hinzugefügt | Licht wird durch Farbstoffe teilweise aufgenommen |
| Alle Grundfarben zusammen | Weiß | annähernd Schwarz |
Beim RGB-Modell werden Lichtfarben gemischt.
Man spricht von additiver Farbmischung.
Beim CMYK-Modell werden Druckfarben gemischt.
Man spricht von subtraktiver Farbmischung.
Warum hat ein Drucker eine schwarze Patrone?
Theoretisch ergibt die Mischung aus Cyan, Magenta und Gelb Schwarz.
In der Praxis entsteht mit realen Druckfarben jedoch meist kein sauberes, tiefes Schwarz.
Deshalb wird beim Drucken zusätzlich Schwarz verwendet.
CMYK steht für:
C = Cyan
M = Magenta
Y = Yellow (Gelb)
K = Key (Schwarz)
Und was ist mit dem Kunstunterricht?
Auch beim Malen mit Farben werden keine Lichtquellen gemischt, sondern Farbstoffe.
Deshalb handelt es sich ebenfalls um eine subtraktive Farbmischung.
Im Kunstunterricht wird häufig mit Rot, Gelb und Blau als Grundfarben gearbeitet;
im Farbdruck verwendet man dagegen das technisch besser geeignete System
Cyan, Magenta und Gelb.
Kurzer Check
Ordne zu:
a) Welches Farbsystem verwendet ein Bildschirm?
b) Welches Farbsystem verwendet ein Farbdrucker?
c) Welche vier Farben stecken hinter der Abkürzung CMYK?
Vom Pixelbild zur Farbtiefe
In der Pixel-Übung hast du bereits gesehen:
Je mehr Bits pro Pixel verwendet werden, desto mehr Farben können dargestellt werden.
| Bits pro Pixel | Mögliche Farben |
|---|---|
| 1 Bit | 2 Farben |
| 2 Bit | 4 Farben |
| 3 Bit | 8 Farben |
Mit jedem zusätzlichen Bit verdoppelt sich die Anzahl der möglichen Farben.
Farbtiefe
Die Anzahl der Bits, die zur Darstellung der Farbe eines Pixels verwendet wird, nennt man Farbtiefe.
Je größer die Farbtiefe ist, desto mehr unterschiedliche Farben können dargestellt werden.
Eine größere Farbtiefe benötigt aber auch mehr Speicherplatz.
Wie viele Farben sind im RGB-Modell möglich?
Für jeden der drei Farbkanäle werden häufig 8 Bit verwendet.
Damit sind pro Farbkanal 256 unterschiedliche Werte von 0 bis 255 möglich.
Rot: 8 Bit
Grün: 8 Bit
Blau: 8 Bit
Ein farbiger Pixel benötigt damit insgesamt 24 Bit.
Es entstehen:
256 · 256 · 256 = 16.777.216 verschiedene Farbkombinationen.
Aufgabe 1
Welche Farbe entsteht bei den folgenden RGB-Werten?
a) R = 255, G = 0, B = 0
b) R = 0, G = 0, B = 0
c) R = 255, G = 255, B = 255
d) R = 255, G = 255, B = 0
Aufgabe 2
Ein Schwarz-Weiß-Pixel benötigt 1 Bit.
Ein RGB-Pixel benötigt 24 Bit.
Wie viele Bit werden für ein farbiges Bild mit 100 Pixeln benötigt?