Grundaufbau des digitalen Bildes

Das Wort digital stammt aus dem englischen „digit“ und bedeutet nichts anderes als „Ziffer“. In der Elektrotechnik gibt es hierfür einen Schwellwert (abhängig je nach Norm). Es handelt sich hier um einen High- & einen Low-Pegel.

Beispiel:

Liegen an einer CMOS Schaltung ≥ 3,5 V an, so wird dies als logisch 1 („high“) erkannt. Im Gegensatz dazu wird eine logische 0 erkannt, wenn die Spannung ≤ 1,5 V ist. Überträgt man diesen Zusammenhang auf ein digitales Bild, so besteht dieses aus weißen und schwarzen Bildpunkten.

Erzeugen weicher Graustufen

Mit dem Dithering-Verfahren wird ein Zufallsraster (Streuraster) erzeugt, welches die fehlenden Abstufungen mittels Auftrittswahrscheinlichkeiten für helle und dunkle Bildpunkte erzeugt. Betrachtet man das Bild aus höherer Entfernung, so erkennt das menschliche Auge dies als Helligkeitsübergang, da die Abstände zwischen schwarzen und weißen Bildpunkten zu dicht aneinander liegen als das Auge dies unterscheiden könnte.

Bei einem JPEG Bild werden hierbei 8 Bit pro Bildpunkt für die Helligkeitsabstufung eines Graufstufen-Verlaufs verwendet. Im Zusammenhang mit dem 2 möglichen Zuständen (High oder Low) ergeben sich Helligkeitsabstufungen. Verglichen mit dem Canon Raw 2 Format (CR2) ergeben sich je nach Kameragehäuse bis zu Helligkeitsstufen. Schon hier wird erkennbar, weshalb das CR2 Format für die Bildnachbearbeitung geeigneter ist als das herkömmliche JPEG Format.

Bild: 2018-07-23-Wildpark Potzberg im Dithering Streumuster (©Alasdairlex-Fotografie)

Erzeugen von Farbbildern

Um jedoch Farbbilder darstellen zu können, muss der Graustufenverlauf um 3 weitere Farbverläufe ergänzt werden. Namentlich um die drei Grundfarben rot, grün und blau. Durch Zusammenlegen dieser drei Farbkanäle ergeben sich für Farbbilder im JPEG Format Farbstufen. Hierbei wird das Dithering-Verfahren wie eingangs beschrieben auf die einzelnen Farbkanäle angewendet.

Das Histogramm bietet hierfür eine gute Möglichkeit, um die Verteilung der Farbstufen zu erkennen.

Das nachfolgende Bild verdeutlicht das Zusammenspiel der Farbkanäle und den Zusammenhang der Helligkeitsabstufungen mit dem Betrachtungsabstand.

Links das Bild aus einem Abstand betrachtet, in dem die Bildpunkte nicht mehr eindeutig erkennbar sind.

Rechts das Bild um 185% vergrößert. Die einzelnen Bildpunkte der Farbkanäle sind deutlich erkennbar

Zuletzt bearbeitet: 11.07.2021 16:33:47

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