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gulli:lexikon » Bildauflösung
gulli:lexikon - Alle Begriffe der Untergrund-SzeneTipp: Benutze die Suche, um weitere Begriffe im gulli:lexikon nachzuschlagen. Mit Bildauflösung bezeichnet man gemeinhin die Anzahl der Pixel (Bildpunkte), aus denen eine Rastergrafik besteht. In der Regel wird sie durch Breite x Höhe angegeben. Bilddateien und der Geräte, mit denen sie erstellt, verarbeitet oder wiedergegeben werden, haben im Allgemeinen sowohl eine absolute Auflösung als auch eine relative Auflösung.
Varianten zur AngabeGrundsätzlich unterscheidet man zwischen absoluter und relativer Auflösung. Absolute AuflösungBei der absoluten Auflösung gibt es zwei verschiedene Varianten zur Angabe:
Die zweite dieser beiden Möglichkeiten, absolute Bildauflösungen anzugeben, hat den Vorteil, dass sie auch das Verhältnis zwischen der Anzahl der Bildpunkte pro Spalte und Zeile angibt, man also eine Vorstellung vom Seitenverhältnis bekommt. Die übertragene bzw. gespeicherte Auflösung kann sich in einer oder beiden Dimensionen von der angezeigten Auflösung unterscheiden, was ggf. zu rechteckigen statt quadratischen Bildpunkten führt. Dies funktioniert allerdings nur, wenn die Bildpunkte zeilen- und spaltenweise angeordnet sind. Im Normalfall geht man hier von quadratischen Bildpunkten – es handelt sich eigentlich um Flächen und nicht um Punkte – aus, die horizontal und vertikal nebeneinander angeordnet sind. Es kann aber auch vorkommen, dass die Bildpunkte unförmig und willkürlich angeordnet sind oder das Bild selbst gar keine Rechteckform besitzt. In diesem Fall ist eine Angabe der Form Breite × Höhe nicht sinnvoll, und man begnügt sich mit der Angabe der Gesamtzahl der Bildpunkte wie in der ersten Variante. Relative AuflösungDie relative Auflösung gibt die Anzahl der Bildpunkte im Verhältnis zu einer physikalische Längeneinheit an (z. B. angegeben in dpi, dots per inch; ppi, pixel per inch; lpi, lines per inch). Sie heißt auch Punkt-, Pixel- bzw. Zeilendichte (siehe Dots per inch). Alternativ kann die Größe (Kantenlänge, Durchmesser oder Fläche) eines Bildpunktes angegeben werden (z. B. in Mikrometern). Als Pixel wird aber auch ein Farbpunkt eines Bildpunkts bezeichnet. Ein Bildpunkt hat 3 Farbpixel. Bei Digitalkameras werden die Farbbildpunkte als Pixel angegeben. Hat ein Chip je 33 % rote, blaue und grüne Pixel, muss die Zahl der Pixel durch drei geteilt werden, um die Bildpunkte zu errechnen. Beim häufig anzutreffenden Bayer-Sensor wird ausgenutzt, dass das menschliche Auge auf grün empfindlicher reagiert als auf die anderen Farben. Aus 50 % grünen und je 25 % roten und blauen Farbpixeln werden die Bildpunkte berechnet (interpoliert). Bei Spitzenkameras werden so weniger als 50 % der Farbpixel in Bildpunkte umgesetzt. Consumer-Modelle berechnen dagegen mehr Bildpunkte unter höherem Verlust von Farbinformationen. Bei 3-Chip-Kameras wird der Lichtstrahl über ein Prisma auf drei Chips (pro Farbe einer) verteilt. Das ermöglicht eine hohe Farbauflösung bei hoher Bildauflösung. Bei 3-Chip-Kameras stimmt die Pixelangabe in der Regel mit den Bildpunkten überein. BeispielDas folgende Beispiel eines Textbildes von einem Smiley soll zur Verdeutlichung dienen. Es besteht aus 41 × 19 Bildpunkten, die entweder ein „X“ als dunkle Fläche oder ein „.“ als helle Fläche enthalten. Die Bildpunkte sind in diesem Fall aber nicht quadratisch, so dass sich trotz unterschiedlicher Breite und Höhe in der Auflösung ein ungefähr quadratisches Bild ergibt. ......................................... ............XXXXXXXXXXXXXXXXX............ ........XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX........ .....XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX..... ....XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX.... ..XXXXXXXXX....XXXXXXXXXXX....XXXXXXXXX.. ..XXXXXXXXX....XXXXXXXXXXX....XXXXXXXXX.. .XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX. .XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX. .XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX. .XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX. .XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX. ..XXXXXXX...XXXXXXXXXXXXXXXXX...XXXXXXX.. ..XXXXXXXXX...XXXXXXXXXXXXX...XXXXXXXXX.. ....XXXXXXXXX...............XXXXXXXXX.... .....XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX..... ........XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX........ ............XXXXXXXXXXXXXXXXX............ ......................................... Je weiter man sich vom Bild entfernt, desto weniger fällt die Form der Bildpunkte auf. Ist man jedoch dicht genug am Bild, so fällt diese Form sehr deutlich auf. Bei gleichem Abstand und größerer Auflösung verringert sich dieser Effekt. Andererseits hängt die Stärke dieses Effektes auch von der Stärke des Kontrastes der Farben benachbarter Bildpunkte ab. Den Effekt nennt man Treppeneffekt. Neben der Erhöhung der Auflösung gibt es noch das Verfahren des Antialiasings, um diesen Effekt zu vermindern. Dabei wird das Bild weichgezeichnet, wodurch der Kontrast benachbarter Bildpunkte verringert, das Bild insgesamt aber auch unschärfer wird. Bild:Wikipixel.png Wikipedialogo in verschiedenen Auflösungen Bei herkömmlichen analogen Bildröhren (CRT)Fernsehgeräten ist eine Bildauflösung ident zur Bildschirmauflösung angepasst, bei CRT Computermonitoren hingegen beträgt gewöhnlich eine Auflösung der Bildröhre ein mehrfache des darzustellenden Computer Bildsignales, ein in geringerer Auflösung schreibende Elektronenstrahl überschreibt dabei gleichzeitig mehrere Bildschirmpixel wodurch ein CRT Bildschirm flexibel unterschiedliche Computer Bildschirmauflösungen ohne Unschärfe darstellen kann. Auf einem modernen Bildanzeigegerät wie zum Beispiel einem Plasma- oder Flüssigkristallbildschirm hingegen, ist die Anzahl der Bildpunkte fest vorgegeben, diese kann sich aber von der Auflösung des übertragenen Bildes unterscheiden. Zur möglichst korrekten Darstellung muss das Bild dann auf die Auflösung des Anzeigegerätes skaliert werden, wobei es insbesondere bei der Verkleinerung i. A. zu einem Informationsverlust kommt. Aber auch bei der Vergrößerung können Informationen verlorengehen oder Bildartefakte entstehen. Je nach Art der Skalierung des Bildes unterscheidet sich die Qualität dieses aber auch der Aufwand der Skalierung selbst. Für die Interpolation von Halbbildern in der Videotechnik werden zu diesem Zweck Zeilenverdoppler eingesetzt. Native BildschirmauflösungEinfarbige Röhrenbildschirme lassen ihren Elektronenstrahl typisch einfach auf die darstellende Leuchtschicht treffen. Sie sind deshalb nur durch die Begrenzungen der den Strahl steuernden bzw. fokussierenden Ablenkeinheiten samt vorgeschalteter Elektronik und durch die Größe der Leuchtschicht in ihrer Darstellungsmöglichkeit begrenzt. Die Angabe einer maximalen Auflösung auf Grund dieser Limitierung ist möglich. Eine native Auflösung im eigentlichen Sinne ist hierbei jedoch nicht gegeben. Mehrfarbige Röhrenmonitore (typisch das Farb-Tripel RGB) weisen die selben Limiten wie oben auf. Hierzu ergibt sich zusätzlich eine Einschränkung durch die vor der Leuchtschicht sitzende Lochmaske, welche dafür sorgt, dass die eintreffenden Strahlen nur diejenigen Leuchtelemente treffen denen sie zugeordnet sind. Diese Maske gibt die maximale bzw. native Auflösung des Monitors vor. Ein analoge Ansteuerung mit einem Signal das eine höhere Auflösung besitzt wird, wenn nicht schon früher, dann spätestens am Schirm durch die endliche Loch-Anzahl auf diese begrenzt. Ein "matschiger" Bild-Eindruck stellt sich ein. Hat das zugeführte Signal dagegen eine niedrigere Auflösung, so werden die enthaltenen Bildpunkte über einen horizontalen Bereich von Löchern verteilt. In der Vertikalen ergeben sich dagegen Auslassungen von Lochzeilen - bei größerer Differenz zwischen der Zeilenauflösung sind diese um so größer. Diese Auslassung sind bei näherem Hinsehen erkennbar und können eventuell als unschön gelten. Sie beeinträchtigen die Funktion jedoch nicht grundsätzlich. Durch geeigneten Versatz zweier gleicher aber aufeinander folgender Bilder oder durch Zeilenvervielfachung, meist im ansteuernden Grafikadapter kann dieser erkennbare Effekt reduziert werden. Handelsübliche Flachbildschirme und ebenso Video-Projektoren kennen generell nur eine einzige Bildschirmauflösung die durch ihre Konstruktion auf Basis von einzelnen Bildelementen, den Pixeln bestimmt wird. Dies legt deren native Bildschirmauflösung fest. Bei digitaler Ansteuerung mit exakt dieser Auflösung wird regulär jede ankommende Bildeinheit genau einem Bildpunkt zugeordnet. Das Bild ist damit pixelgenau und somit optimal scharf. Bei typischer analoger Ansteuerung ist der Bildschirm dagegen in der Regel genötigt den zu Grunde liegenden Pixeltakt selbst zu restaurieren um den Abtastzeitpunkt für die ankommenden analogen Werte zu wählen. Jeder solche Abtastwert wird danach einem Bildpunkt zugeordnet und durch entsprechende Puffer vom Bildschirm selbständig zyklisch in geeignete Ansteuersignale umgesetzt. Hierbei kann es insbesondere an scharfen Kannten bei mehrfacher Abtastung zu einem leichten Versatz, dem sogenannten Jitter kommen, der sich unschön als mehr oder minder schnelles Flackern von Bildpunkten bemerkbar machen kann. Dies ist vor allem bei Text-Darstellung eher unschön bis belastend. Intelligente Bildschirme versuchen diese zu vermeiden oder zu kompensieren. Wird von der nativen Auflösung bei der Ansteuerung abgewichen so ist die einfachste Möglichkeit für den Bildschirm jeden ankommenden Bildpunkt dennoch dar auf genau einem Pixel zu stellen. Teile der Anzeige für die keine Punkte ankommen bleiben schwarz. Bei kleineren Bildern als der Schirm wird die Darstellung meist zentriert. Bei zu großen Bildern fallen Teilbereiche außerhalb des Rands und werden somit nicht dargestellt. Durch Skalierung per Punkt- und Zeilen-Vervielfachung aber auch durch Interpolation kann ein solches unpassendes Bild wieder passend gemacht werden. Vervielfachung ist nur bei zu kleinem Bild anwendbar und auch nur bei ganzzahligen Skalierungsfaktoren zu empfehlen. Interpolation erlaubt quasi jeden Skalierungsfaktor, wobei das Bild hierbei generell, je nach Faktor unterschiedlich, an Schärfe verliert. Das Hoch-Skalieren von zu kleinen Bildern ist eine gängige Praxis und ist insbesondere nötig um zum meist im VGA-Modus durchgeführten Boot-Vorgang des ROM-BIOS gängiger Rechnersysteme kompatibel zu bleiben. Beim prinzipiell möglichen und bei Video-Projektoren manchmal praktizierten Herunterskalieren gehen prinzipbedingt Bild-Informationen verloren. Das Bild wirkt ebenfalls unscharf. Zuschneiden, Positionieren, Skalieren und Element-Vervielfachung sind nicht auf unpassende analoge Bildsignale beschränkt sondern sind genauso anwendbar wenn nicht übereinstimmende digitale Bildinformationen zugeführt werden. Moderne Betriebssysteme versuchen einer möglichen Unschärfe durch die Anzeige zu begegnen indem sie Bildverbesserungsverfahren wie zum Beispiel ClearType anwenden. VermessungsmethodenEin Testbild, um die Auflösung eines optischen Gerätes zu bestimmen, ist z. B. der Siemensstern. Farbauflösung und Interpolierte AuflösungNeben der Bildauflösung kann für eine Signal oder eine Anzeige auch die Farbauflösung erfasst werden. Bei Computersystemen ist diese meist im Wert identisch während sie insbesondere bei TV-Systemen (PAL, NTSC) meist grob die Hälfte beträgt. Es besteht die Möglichkeit beide Angaben zu kombinieren, wie es etwa bei der digitalen Fotografie und deren Sensortechnik häufiger vorkommt. Im Zusammenhang mit dieser Größe spricht man gerne auch von interpolierten Auflösungen, speziell dann wenn die Farbauflösung gering, aber die Bildauflösung groß ist. Eine solche Angabe findet man häufig bei Scannern. Siehe hierzu auch Interpolation. Schärfe eines Bildes – Auflösungsvermögen des AugesBei einem normalsichtigen Auge bzw. bei korrigierter Fehlsichtigkeit hängt die Sehschärfe vor allem vom Auflösungsvermögen der Netzhaut ab, die im Bereich scharfen Sehens bei 0.5 bis 1 Bogenminuten liegt.</br> Der Begriff der absoluten Schärfe würde verlangen, dass ein Punkt von z. B. 1 µm Durchmesser auch tatsächlich durch einen Punkt von ebenfalls 1 µm Durchmesser wiedergegeben würde. Der Aufbau der menschlichen Netzhaut des Auges bringt es jedoch mit sich, dass infolge mangelnder Auflösung eine ganz beträchtliche Schärfentoleranz besteht. Unter normalen Verhältnissen beträgt diese für eine mittlere Betrachtungsdistanz von 30 cm etwa 1/10 mm. Das Auge betrachtet demnach jede ”Fläche”, deren Durchmesser bzw. Seitenlänge nicht größer als 1/10 mm ist, als scharfen Punkt.</br> Auf einem Bild kann das gesunde menschliche Auge etwa vier Millionen Bildpunkte unterscheiden, unabhängig von der Größe des Bildes innerhalb des normalen Bildwinkels von 53° Bilddiagonale, der beim 35-Millimeter-Kleinbildfilm einer Normalbrennweite von 43 Millimetern entspricht. Dies entspricht bei einer Vergrößerung auf 10 Zentimeter × 15 Zentimeter einem Abstand der Bildpunkte von circa 0,05 Millimetern beziehungsweise einer Punktdichte von circa 400 dpi und einem Betrachtungsabstand von etwa 20 Zentimetern. StandardsBild:Video Standards.svg Video-Standards
ComputerIm IT-Bereich existieren diverse (De-Facto-)Standards für Auflösungen von Grafikmodi, wobei die meisten über die VESA standardisiert sind:
In der Praxis gibt es bei Desk- und Laptopmonitoren nur die Seitenverhältnisse 5:4 (1,25), 4:3 (1,¯3), 16:10 (1,6) und 16:9 (1,¯7). Bei abweichenden Seitenverhältnissen werden die Pixel gestaucht oder gestreckt, insbesondere wird aus 15:9 meist 16:9. Manche Bezeichnungen, wie zum Beispiel WXGA, wurden durch die gängige Werbepraxis so verwaschen, dass sie inzwischen vielfältige Interpretationen der Bildauflösung zulässt. Quad (Q) steht für eine Vervierfachung der Pixelzahl der Basisauflösung (Verdopplung von Breite und Höhe), Quarter (ebenfalls Q) für eine Viertelung (Halbierung von Breite und Höhe) und Hex (H) für eine Versechzehnfachung (Vervierfachung von Breite und Höhe). Bei den Breitbildauflösungen wird das W manchmal auch mit einem Bindestrich abgetrennt und/oder nach hinten gestellt, z. B.: WXGA, W-XGA, XGAW, XGA-W. Die Auflösungen unterhalb von VGA kommen heute vor allem in Mobiltelefon- und PDA-Anzeigen vor – häufig auch hochkant. Moderne PC-Monitore und -Grafikkarten für den Consumerbereich unterstützen Auflösungen bis zu QXGA (4:3) bzw. QWXGA (16:10). VideoIn der folgenden Tabelle finden sich geläufige Formate für digitale Videodaten. Theoretisch kann jedes dieser Formate noch ein „p“ (für progressive) oder ein „i“ (für interlaced) tragen. Bei HDTV-Geräten ist die entsprechende Kennzeichnung durchaus üblich, weswegen auch hier darauf verwiesen wird. Vor allem bei der analogen Fernsehübertragung gibt es oft rechteckige statt quadratische Bildpunkte, bspw. müssen CIF-Bilder um über 8 % horizontal gestreckt werden (352 auf 384 Punkte), damit sie verzerrungsfrei dargestellt werden. HDTV wird aber auch in der Praxis häufig um 25 % gestaucht (siehe HDCAM), teilweise auch um 50 % (siehe HDV). PAL-Bilder sind häufig 6,25 % bis 30 % gestaucht, was wie eine 0-%- bis zu 25-%-Stauchung von HDTV in den obigen Angaben zur Fernsehbildauflösung berücksichtigt wurde. Auch höhere Stauchungen sind im Digitalfernsehen möglich und finden sich häufig auf diversen Kanälen des Pay-TV-Senders Premiere.
FilmKinofilme für 35-mm-Filmausbelichtung oder digitale Projektion werden international typischerweise im 2K-Format (je nach Zielformat ~1800–2048 × 800–1500 Pixel) bearbeitet und ausbelichtet; seltene Ausnahmen neuerdings in 4K (bei Cineon 3856 × 2264, bei Arrilaser 4096 × 3112). Die meisten digitalen Kinokameras zeichnen 1920x1080 Pixel auf. Auch für Aufführung ohne Ausbelichtung sind 2K und 4K gemäß DCI empfohlen, wobei die netto genutzten Auflösungen hier etwas geringer sind. Die 2K-Auflösung ist seit Mitte der 90er-Jahre der Arbeitsstandard für die meisten Filme. Diese Auflösung wird für den Hauptanteil aller Kinofilme benutzt; da so gut wie alle Filme heute mindestens eine digitale Farbkorrektur, wenn nicht eine digitale Postproduktion oder Animation durchlaufen, werden die Spielfilme ausbelichtet. Die tatsächlich im Kino erreichte Netto-Auflösung ist immer deutlich reduziert, wenn dann per Film projiziert wird, was unter anderem daran liegt, dass kein Kino das Original eines kommerziellen Filmes bekommt, sondern typischerweise die vierte Kopie (die Kopie der Kopie der Kopie des Originals), da das digitale Master wieder auf Film ausbelichtet wird. Allerdings gibt es in manchen Kinos auch Digitalprojektoren, bei denen der Film, falls der Projektor dazu in der Lage ist, in der maximalen Auflösung gezeigt werden kann, sonst aber mindestens in der 2K-Auflösung. Der klassische 35-mm-Film wird pur nur noch verwendet, wenn ausschließlich eine optische Farbkorrektur und ein mechanischer Schnitt stattgefunden haben. FotografieFür das Auflösungsvermögen von Filmen und Optiken siehe Auflösung (Fotografie) In der Digitalfotografie wird die gerundete Gesamtzahl der Bildpunkte in Megapixeln (MP) angegeben als Anhaltspunkt für die theoretisch erreichbare Auflösung. Die tatsächliche Auflösung hängt aber von vielerlei Faktoren ab – die Pixelanzahl allein lässt keine Qualitätsaussage zu.
Siehe auch
Weblinks
en:Display resolution es:Resolución de pantalla eu:Pantaila-bereizmen fr:Définition d'écran he:רזולוציה ja:分解能 ko:해상도 nl:Resolutie (digitale beeldverwerking) pl:Rozdzielczość ekranu simple:Display resolution sv:Bildupplösning zh:显示分辨率 Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Bildauflösung aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. 
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