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Bildbearbeitung

Dreißig Übungen zur Bildbearbeitung — Helligkeit, Kontrast, Schwellenwert und Weichzeichner als Rechnung auf Pixelwerten.

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen in gemischter Reihenfolge — du klickst, ziehst, ordnest, rechnest und knobelst. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps: Der erste zeigt die Richtung, der zweite den entscheidenden Schritt. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Aufgaben mit dem Chip Mix verbinden Wissen aus früheren Unterkapiteln, bei Trick steckt eine Falle drin. Fährst du über ein unterstrichenes Arbeitswort, siehst du, was es genau von dir verlangt.

A1
Welcher Wert ist größer?
AFB II

Vergleiche in jeder Zeile die Ergebnisse der beiden Pixelrechnungen und setze das passende Zeichen.

Setze zwischen die beiden Angaben das passende Zeichen: Klick schaltet ? → < → = → > weiter. Mit der Tastatur: Tab zum Feld, dann <, = oder >.
Wert 40, invertiertWert 40, Helligkeit +100
Wert 200, Helligkeit +100Wert 255, unverändert
Wert 127, Schwellenwert 128Wert 128, Schwellenwert 128
Wert 130, Kontrast · 2Wert 130, Kontrast · 0,5
Grauwert aus R = G = B = 90Mittelwert aus 0, 90 und 180
Invertieren: 255 − 40 = 215 gegen 40 + 100 = 140. Helligkeit +100 auf 200 ergibt 300, gekappt auf 255 — das ist gleich 255. Schwellenwert: 127 wird 0, 128 wird 255. Kontrast · 2 auf 130: 132, Kontrast · 0,5: 129. Gleiche Grauwerte in R, G und B ergeben genau diesen Grauwert, denn die Gewichte ergeben zusammen 1.
Berechne zuerst beide Seiten einer Zeile: Invertieren ist 255 minus Wert, Helligkeit addiert, Werte über 255 werden auf 255 gekappt.
Beim Schwellenwert zählt nur, ob der Wert unter der Grenze liegt. Beim Kontrast rechnest du (Wert − 128) · k + 128.
A2
Spiegeln ordnet um
AFB I

Zeichne das Bild, das beim Spiegeln entsteht: links und rechts werden vertauscht, jedes Pixel behält seine Farbe.

Wähle unten eine Farbe und klicke (oder ziehe über) die Kästchen auf dem Schirm — ein zweiter Klick mit derselben Farbe löscht. Tastatur: Tab in das Schirm-Raster, Pfeiltasten wandern, Enter färbt, 1–3 wählt die Farbe, Entf löscht.
Beim Spiegeln wird keine Farbe verändert; die Pixel ordnen sich nur um: Jede Zeile wird von hinten nach vorn gelesen.
Lies die erste Zeile des Originals von rechts nach links und male sie so in die erste Zeile des Spiegelbildes.
Alle Zeilen bleiben an ihrer Stelle; nur die Reihenfolge der Pixel in jeder Zeile kehrt sich um.
A3
Der Weichzeichner im Bild
AFB I

Beschreibe den Weichzeichner, indem du die Bauteile der Abbildung beschriftest. Ein Etikett gehört nicht dazu.

Ziehe jedes passende Etikett auf seine Markierung — oder klicke erst das Etikett und dann die Markierung. Tastatur: Etikett mit Enter wählen, dann die Ziffer der Markierung drücken; 0 legt es zurück. Nicht jedes Etikett wird gebraucht.
Der Filterkern (orange) liegt als 3 × 3-Fenster über dem Bild. Der mittlere Pixel bekommt als neuen Wert den Mittelwert aus sich selbst und seinen acht Nachbarn. Dann rückt das Fenster weiter.
Das orange Fenster umfasst neun Pixel und wandert über das ganze Bild.
Der gestrichelte Pixel in der Mitte wird neu berechnet; das Ergebnis erscheint rechts.