Grundlagen zum Arbeiten mit Bitmaps

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Bei der Bearbeitung digitaler Bilder begegnen Ihnen wahrscheinlich zwei Arten von Grafiken: Bitmaps und Vektoren. Bitmapgrafiken, die auch als Rastergrafiken bezeichnet werden, setzen sich aus winzigen Quadraten (Pixeln) zusammen, die in einer rechteckigen Rasterstruktur angeordnet sind. Vektorgrafiken bestehen aus mathematisch erstellten geometrischen Formen, z. B. Linien, Kurven und Polygonen.

Bitmapbilder sind durch die Breite und Höhe des Bilds in Pixel sowie durch die Bit pro Pixel definiert, deren Anzahl Auswirkungen auf die Anzahl der möglichen Farben pro Pixel hat. Bei einer Bitmapgrafik mit dem RGB-Farbmodell setzen sich die Pixel aus je drei Byte zusammen: Rot, Grün und Blau. Jedes Byte enthält einen Wert im Bereich zwischen 0 und 255. Wenn sie in einem Pixel kombiniert werden, entsteht ähnlich wie beim Mischen von Farben ein bestimmter Farbton. Ein Pixel mit den Bytewerten Rot=255, Grün=102 und Blau=0 ergibt beispielsweise einen kräftigen Orangeton.

Die Qualität eines Bitmapbilds setzt sich aus der Bildauflösung und dem entsprechenden Bitwert für die Farbtiefe zusammen. Auflösung bezieht sich auf die Anzahl der Pixel in einem Bild. Je höher die Anzahl der Pixel, desto höher die Auflösung und desto nuancierter die Darstellung des Bilds. Farbtiefe bezieht sich auf die je Pixel kodierbare Informationsmenge. In einem Bild mit einer Farbtiefe von 16 Bit pro Pixel kann beispielsweise nicht die gleiche Anzahl von Farben dargestellt werden wie in einem Bild mit einer Farbtiefe von 48 Bit. Das Bild mit einer Farbtiefe von 48 Bit weist daher feinere Schattierungsabstufungen auf als das Bild mit 16 Bit.

Da Bitmapgrafiken von der Auflösung abhängen, lassen sie sich nicht sehr gut skalieren. Dies macht sich am meisten beim Vergrößern von Bitmapbildern bemerkbar. Bei vergrößerten Bitmapgrafiken verschlechtern sich in der Regel der Detailgrad und die Qualität.

Dateiformate von Bitmapgrafiken

Bitmapbilder können in mehreren häufig verwendeten Dateiformaten vorliegen. Bei diesen Formaten werden je nach Verwendungszweck eines Bilds unterschiedliche Komprimierungsalgorithmen zur Reduzierung der Dateigröße sowie zur Optimierung der Bildqualität verwendet. Adobe-Laufzeitumgebungen unterstützen die Bitmapformate BMP, GIF, JPG, PNG und TIFF.

BMP

Das BMP-Format (Bit Mapped) ist ein Standardbildformat, das vom Microsoft Windows-Betriebssystem verwendet wird. Hierbei wird keinerlei Komprimierungsalgorithmus verwendet und es führt daher im Allgemeinen zu sehr großen Dateien.

GIF

Das GIF-Format (Graphics Interchange Format) wurde ursprünglich 1987 von CompuServe zum Übertragen von Bildern mit 256 Farben (8-Bit-Farbtiefe) entwickelt. Das Format ermöglicht kleine Dateigrößen und eignet sich optimal für webbasierte Bilder. Aufgrund der begrenzten Farbpalette dieses Formats eignen sich GIF-Bilder in der Regel nicht für Fotos, die normalerweise einen hohen Grad an Schattierungen und Farbverläufen erfordern. GIF-Bilder ermöglichen die Angabe der Transparenz für ein einzelnes Bit, sodass Farben als durchsichtig (oder transparent) definiert werden können. Dadurch scheint die Hintergrundfarbe einer Webseite an den Bereichen eines Bilds durch, für die Transparenz festgelegt wurde.

JPEG

Dieses Bildformat wurde von der Joint Photographic Experts Group (JPEG) entwickelt. Beim JPEG-Bildformat (häufig auch als JPG bezeichnet) werden mithilfe eines verlustbehafteten Komprimierungsalgorithmus eine 24-Bit-Farbtiefe und eine kleine Dateigröße ermöglicht. Verlustbehaftete Komprimierung bedeutet, dass jeder Speichervorgang eines Bilds zwar zu einer kleineren Dateigröße führt, jedoch auch einen Qualitäts- und Informationsverlust nach sich zieht. Das JPEG-Format eignet sich hervorragend für Fotos, da Millionen von Farben dargestellt werden können. Durch die Möglichkeit, den Komprimierungsgrad eines Bilds zu steuern, können Sie die Bildqualität und die Dateigröße beeinflussen.

PNG

Das PNG-Format (Portable Network Graphics) wurde als Open Source-Alternative zum patentierten GIF-Dateiformat entwickelt. PNG-Dateien unterstützen eine Farbtiefe von bis zu 64 Bit. Damit sind bis zu 16 Millionen Farben darstellbar. Da es sich bei PNG um ein relativ neues Format handelt, werden PNG-Dateien in einigen älteren Browsern nicht unterstützt. Im Gegensatz zum JPG-Format handelt es sich bei PNG um ein Bildformat mit verlustfreier Komprimierung, sodass beim Speichern eines Bilds keine Bildinformationen verloren gehen. PNG-Dateien unterstützen zudem Alphatransparenz, mit der bis zu 256 Transparenzabstufungen möglich sind.

TIFF

Vor der Einführung von PNG war TIFF (Tagged Image File Format) das beliebteste plattformübergreifende Format. Der Nachteil beim TIFF-Format besteht in seinen vielen Varianten, denn es gibt keinen Reader, der alle Versionen verarbeiten kann. Außerdem wird das Format gegenwärtig von keinem Webbrowser unterstützt. TIFF kann mit verlustreicher und verlustfreier Komprimierung eingesetzt werden und kann gerätespezifische Farbräume (wie etwa CMYK) verarbeiten.

Transparente Bitmaps und undurchsichtige Bitmaps

Bei Bitmapbildern im GIF- oder PNG-Format kann jedem Pixel ein zusätzlicher Bytewert (Alphakanal) hinzugefügt werden. Dieses zusätzliche Pixelbyte stellt den Transparenzwert des entsprechenden Pixels dar.

GIF-Bilder ermöglichen die Transparenz für ein einzelnes Bit. Das bedeutet, Sie können für eine einzelne Farbe aus einer Farbpalette mit 256 Farben festlegen, dass diese transparent dargestellt wird. PNG-Bilder können dagegen bis zu 256 Transparenzabstufungen aufweisen. Diese Funktion ist vor allem dann von Vorteil, wenn in Bildern oder Texten der Hintergrund durchscheinen soll.

In ActionScript 3.0 wird dieses zusätzliche Pixelbyte für die Transparenz in der BitmapData-Klasse abgebildet. Analog zum PNG-Transparenzmodell können mit ActionScript bis zu 256 Transparenzgrade angegeben werden.

Wichtige Konzepte und Begriffe

In der folgenden Liste sind wichtige Begriffe aufgeführt, die Ihnen im Zusammenhang mit Bitmap-Grafiken häufig begegnen:

Alpha: Der Transparenzgrad (oder genauer die Opazität) in einer Farbe oder einem Bild. Der Alphabetrag wird häufig als Wert des Alphakanals bezeichnet.
ARGB-Farbe: Ein Farbschema, bei dem die Farbe jedes Pixels aus einer Mischung der Rot-, Grün- und Blaufarbwerte besteht und die entsprechende Transparenz mit einem Alphawert angegeben wird.
Farbkanal: In der Regel werden Farben als Mischung einiger Grundfarben dargestellt, (bei Computergrafiken) im Allgemeinen Rot, Grün und Blau. Jede Grundfarbe wird als Farbkanal betrachtet. Durch den Farbanteil in jedem Farbkanal wird die endgültige Farbe festgelegt.
Farbtiefe: Wird auch als Bittiefe bezeichnet und bezieht sich auf den Speicherplatz auf dem Computer, den jedes Pixel belegt. Sie bestimmt die Anzahl der möglichen Farben, die in einem Bild dargestellt werden können.
Pixel: Die kleinste Dateneinheit in einem Bitmapbild. Es handelt sich im Wesentlichen um einen Farbpunkt.
Auflösung: Die Abmessungen eines Bilds in Pixel, die den Detailgrad im Bild bestimmen. Die Auflösung wird häufig durch die Breite und Höhe als Anzahl an Pixeln angegeben.
RGB-Farbe: Ein Farbschema, bei dem die Farbe jedes Pixels als Mischung der Farben Rot, Grün und Blau dargestellt wird.