Media Engineering (Fach) / Bitmapgrafik (Lektion)
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Bitmapgrafik Skalierung, Kompression, Bearbeitung und Aliasing/Antialialiasing
Diese Lektion wurde von Jojo86 erstellt.
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- Wozu wird Anti-Aliasing eingesetzt? Vorrangiger Einsatz von Anti-Aliasing zur Kantenglättung
- Wodurch entstehen Aliaseffekte? Durch Abtasten oder Filterung
- Was passiert bei der Nearest-Neighbour Interpolation oder dem Point Sampling? Farbe des nächsten benachbarten Pixels wird verwendet
- Was passiert bei der Bilinearen Filterung? Farbe wird anhand der vier dem Pixelzentrum am nächsten gelegenen Texelnberechnet, gewichteter Farbdurchschnitt wird unter Berücksichtigung der Entfernung einbezogen
- Was macht das trilinearen Filtering? ‐Lineare Interpolation von bilinear gefilterten Textur(-übergäng)en
- Was ist das Ansiotropische Filtering? ‐Filtermechanismus, der auch bei variierendem Betrachtungswinkel (typ. 3D Szene) korrekte Ergebnisse liefert
- Was macht das Subpixel-Rendering? Weißes Pixel auf TFT: drei Farb-Pixel Rot, Grün und Blau angesteuert. SubPixel-Rendering erhöht die wahrnehmbare Auflösung durch selektive Ansteuerung der Farbpixel mit Hilfe von Subpixeln. Auflösung erhöht sich theoretisch um Faktor drei ‐Vorteil erhebliche „Glättung“ ‐Nachteil Farbsäume SubPixel-Rendering API der GUI für Buchstaben oder Vektorgrafikelemente voraus
- Was ist in der Interpolation Nearest Neighbor? Pixelfarbe im Zielbild entspricht der Farbe des amnächsten liegenden Pixels im Quellbild Nachteil: "Jaggies", Treppeneffekte
- Was ist in der Interpolation mit Bilinear gemeint? Verrechnet die Farbwerte für einen Zielpixel aller4 umliegenden Quellpixel entsprechend der Anteileder Überdeckung bzw Entfernung Lineare Interpolation zwischen den Farbwerten Bessere Qualität als Nearest Neighbor
- Was ist in der Interpolation mit Bicubic gemeint? Verrechnet 16 umliegende Quellpixel für einen Zielpixel Farbwerte der umliegenden Pixel werden nicht linear verrechnet, sondern in kubischen Bézier-Kurven Aufwändiger zu berechnen aber noch bessere Qualität im Detail als bilineare Interpolation
- Was ist der Zweck der Bildkompression und welche Möglichkeiten gibt es? Zweck: Datenreduktionund bessereÜbertragungseigenschaften VerlustfreieBildkompression ‐GIF, PNG, JPEG 2000 VerlustbehafteteBildkompression ‐JPEG, JPEG 2000
- Was ist JPEG und was sind die Eigenschaften von JPEG? Joint Photographic Experts Group Am häufigstenverwendetesGrafikformatfürStandbilder Entwickelt1987, seit1992 Standard ‐KompressionsstandardfürBilddateien, keinFormat Eigenschaften: ‐VerlustbehafteteKompression ‐BildqualitätschwindetmitDateigröße ‐Biszu256 Intensitätenmöglich ‐KeineAnimation möglich ‐KeineTransparenzmöglich ‐DateiformatmeistJFIF: JPEG File Interchange Format, sonstSPIFF, JNG
- Welche vier verschiedene Modi der Kompressionsverfahren im JPEG gibt es? Kompressionsverfahren mit vier verschiedenen Modi Progressive modekodiert und dekodiert Bild in mehreren Durchgängen. Gut für progressive Übertragung –Stopp bei ausreichender Qualität Hirarchicalmodespeichert Bild in geringer Auflösung und ebenfalls in voller Auflösung, d.h. Vorschau auf vollaufgelöste Version möglich Losslessmodeeinziges Verfahren für verlustfreie Kodierung; Nachteil geringe Kompressionsrate Sequentielmodekodiert Bild in einem Durchgang von links oben nach rechts unten mit einem mehrstufigen Verfahren; beste Kompressionsrate
- Die Idee hinter JPEG? Idee: ‐Feinere Details weglassen‐Bildstruktur lässt sich als Überlagerung von Kontrastmustern verschiedener Frequenzen darstellen‐Vgl. Zerlegung eines beliebigen Signals in Sinus und Kosinus-Schwingungen‐Vorteil: hohe Frequenzanteile werden meist kaum wahrgenommen und können gelöscht werden
- Wie ist der Ablauf der JPEG-Bildkomprimierung? Farbmodellkonvertierung und Subsampling Blockbildung Discrete Cosinus Transformation (DCT) Quantisierung der Koeffizienten Zig-Zag-Scan RLE Kodierung Huffman Kodierung
- Was passiert beim 1. Schritt der JPEG-Bildkomprimierung der Farbmodellkonvertierung und dem Subsampling? Farbmodellkonvertierung ‐Von RGB zu YCbCr(4:4:4), anderes Farbmodell besser komprimierbar‐RGB = Pixelfarbwert von 0 bis 255 Subsampling ‐Optional, Tiefpass, Reduktion von Farbinformation, z.B. in 4:2:2‐Irrelevanzreduktion(Informationsverlust) Farbsubsampling verringert die Auflösung der Farbkanäle
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- Was geschieht beim 2. Schritt der JPEG-Bildkomprimierung der Blockbildung? Blockbildung ‐Generierung der 8 x 8 Matrix für jeden der drei Kanäle‐Deshalb haben viele Bildformate Pixelmaße als Vielfache von 8‐Sonst zuschneiden, schwarze Ränder, Interpolation
- Was geschieht beim 3. Schritt der JPEG-Bildkomprimierung der Dicrete Cosinus Transformation (DCT)? DiscreteCosinus Transformation (DCT) ‐Zerlegung in Frequenzanteile von 64 Blöcken‐Transformiert ortsabhängige Pixelwerte, d.h. Helligkeits-oder Farbwerte, in frequenzabhängige Amplituden‐Pixelwerte werden als Überlagerung von diskreten Cosinusfunktionenverschiedener Frequenzen interpretiert‐Zu jeder Cosinusschwingungwird durch die DCT eine Amplitude bestimmt.
- Was geschieht beim 4. Schritt der JPEG-Bildkomprimierung der Quantisierung der Koeffizienten? Quantisierungder Koeffizienten ‐Maßgeblicher Schritt der Irrelevanzreduktion(Informationssverlust)‐Quantisierungsmatrix‐Umwandlung von Float-in modifizierte Integer-Werte
- Was geschiet beim 5. Schritt der JPEG-Bildkomprimierung dem Zig-Zag Scan? Zig-Zag Scan ‐Umsortierungder Koeffizienten‐Scannen entspricht der Größe der Frequenz beginnend beim Gleichanteil (niedrigste Frequenz)‐Wichtungder Koeffizienten nimmt beim Scannen stetig ab
- Was geschieht beim 6. Schritt der JPEG-Bildkomprimierung der RLE Kodierung? RLE Kodierung ‐Hohe Effektivität durch Zig Zag Scan, da Koeffizienten der hohen Frequenzanteile meist Null, werden zusammengefasst
- Was geschieht beim 7. Schritt der JPEG-Bildkomprimierung der Huffman Kodierung? Huffman Kodierung ‐Weitere Redundanzreduktion ohne Informationsverlust
- Worin bestehen die Unterschiede des JPEG und des JPEG 2000 ? Eigenschaften ‐Alpha Kanäle fürTransparenzen‐Unterschiedliche Kompressionin verschiedenen Bildteilen‐Bessere Kompressionsraten‐Kann auch verlustfrei verwendet werden‐Höherer Rechenaufwand als JPEG (kritischfürmobile Geräte)‐implementierungsabhängige Qualität