Pixel, Farbtiefe, Bilddateigröße

Am Computer herrscht das binäre Zahlensystem (0 oder 1). Die kleinste Speichereinheit, das bit, kann null oder eins bedeuten.
Speicherplatz wird wie folgt bemessen:
1 bit = 0 oder 1

Bilder bestehen am Computer aus Pixeln (Pixel ist eine Zusammenziehung von Englisch: Picture Element = Bildelement). Überträgt man nun das binäre Zahlensystem auf einen Pixel, bedeutet das zum Beispiel schwarz und weiß.

1 byte = 8 bit = 256 Möglichkeiten

Ein Graustufen Pixel hat bereits 1 byte, das heißt, er kann 256 Graustufen darstellen.

Ein Pixel in RGB-Farbe besteht aus drei Graustufenbildern für Rot, Grün und Blau und hat demnach 3 byte sogenannte Datentiefe. Die Dateigröße wird also einerseits von der Fläche und andererseits von der Datentiefe bestimmt.

Auflösung von Filmmaterial

Die Pixeln sind vergleichbar mit dem Korn des herkömmlichen Filmes. Die Auflösung von Filmmaterial wird in Linien pro cm angegeben. Man fotografiert feine schwarz/weiße Linien, und irgendwo knapp bevor dieses nur mehr als graue Fläche wiedergegeben wird, liegt das Auflösungsvermögen des Filmmaterials (etwa 300 Linien pro cm). Im Gegensatz zu herkömmlichen Filmen, wo man das Format der Vergrößerung nach der Aufnahme beliebig wählen kann (obwohl man meist ab A4 das Korn stark sieht, bei hochempfindlichem Film auch schon vorher), muss man bei digitalen Bildern aus verschiedenen Gründen schon beim Scannen überlegen, wie groß diese bei der Ausgabe sein müssen.

Denn je größer das Bild, desto

• länger die Scanzeit und Bearbeitungszeit
• größer der benötigte Speicherplatz
• länger die Druckzeit.

Außerdem ergibt sich bei Unterschreitung der Mindestauflösung das sattsam bekannte Treppenmuster. Die einzelnen Pixel werden sichtbar, so wie bei einem herkömmlichen Foto das Korn des Filmes.
Vorab gilt im Allgemeinen als Standardauflösung für den Offsetdruck 300 dpi in Originalgröße des zu druckenden Bildes.

Benötigt ein Pixel 1 bit Speicherplatz, kann es schwarz oder weiß darstellen.



Das hier gezeigte Bild in Schwarz und Weiß (Bitmap) und 70 x 85 Pixel hat 5950 bit, das sind 744 byte (1 byte = 8 bit) oder 0,7 kilobyte.

1 byte = 8 bit -> 256 Möglichkeiten
Mit einem byte kann man 256 Zustände darstellen (2 hoch 8).
Übertragen auf einen Pixel bedeutet das zum Beispiel ein Graustufenbild mit 256 Graustufen.

Das hier gezeigte Bild in Graustufen und 70 x 85 Pixel hat bereits 5950 byte oder 5,8 kilobyte.

3 byte = 24 bit  -> 256*256*256 = 16,7 Millionen Möglichkeiten

Das hier gezeigte Bild in RGB-Farbe und 70 x 85 Pixel hat bereits 17850 byte oder 17,4 kilobyte.

1 bit = 0 oder 1
1 byte = 8 bit
1 kb (kilobyte) = 1024 byte
1 Mb (Megabyte) = 1024 kb (kilobyte)
1 Gb (Gigabyte) = 1024 Mb (Megabyte)
1 Tb (Terrabyte) = 1024 Gb (Gigabyte)

(Zum Vergleich: Eine Diskette hat 1,4 Mb
eine zip hat 100 oder 250 Mb
eine CD hat 650 Mb
eine DVD hat 5 Gb)


Speicherbedarf

• Am wenigsten Speicherplatz brauchen Bilder in Schwarz/Weiß (ohne Graustufen).
  Hier werden nur schwarze und weiße Pixel verwendet, ein Bild dieser Qualität
  benötigt bei 10x10 Pixel Größe 100 bit oder 12,5 byte.
  
• Die kleinste Speichereinheit am Computer ist das bit (0 oder 1). Das byte
  (8 bit) kann 256 Zustände repräsentieren, bei einem Graustufenbild zB:
  256 Graustufen, oder in einem Text einen Buchstaben.
  Ein Graustufenbild von 10x10 Pixel benötigt demnach 100 byte (0,1 kb)
  Speicherplatz, bei 100x100 Pixel sind das 10kb.
  
• Ein Farbbild, bestehend aus den additiven Grundfarben (Lichtfarben) Rot,
  Grün und Blau (kurz RGB), hat demnach 3 Kanäle mit je 256 Abstufungen
  (Farben), daraus ergeben sich die möglichen Mischungen von 16,7
  Millionen Farben, vielfach als true color bezeichnet.
  Ein Farbbild von 10x10 Pixel benötigt demnach 300 byte (0,3 kb), bei
  100x100 Pixel sind das 30 kb.
  

Daraus ergibt sich also, daß die Dateigröße des Bildes im Quadrat zur Seitenlänge anwächst.
100x100 Pixel=10kb, 200x200=40kb, 300x300=~90kb, 400x400=~160kb