Rastergrafik

EineRastergrafik,auchPixelgrafik(englischraster graphics image, digital image, bitmapoderpixmap), ist eine Form der Beschreibung eines Bildes in Form voncomputerlesbarenDaten.Rastergrafiken bestehen aus einer rasterförmigen Anordnung sogenannterPixel,denen jeweils eineFarbezugeordnet ist. Die Hauptmerkmale einer Rastergrafik sind daher die Bildgröße, umgangssprachlich auchBildauflösunggenannt, sowie dieFarbtiefe.

Die Erzeugung und Bearbeitung von Rastergrafiken fällt in den Bereich derComputergrafikundBildbearbeitung.Eine andere Art der Beschreibung von Bildern sindVektorgrafiken.

Eigenschaften

Die meistendigitalen Bildersind Rastergrafiken. Fotos, die mit einerDigitalkameragemacht werden, werden in einem Pixelraster gespeichert, das üblicherweise alsBitmapbzw.Bitmap-Grafikbezeichnet wird. Je größer das Bild, desto mehrSpeicherplatzbelegt die Bilddatei.

Da Rastergrafiken so viele Informationen speichern müssen, erfordern große Bitmaps großeDateigrößen.Es wurden mehrereKompressionsalgorithmenentwickelt, um diese Dateigrößen zu reduzieren.PNG,JPEGundGIFsind die am häufigsten verwendeten komprimiertenGrafikformateimWorld Wide Web.Es gibt jedoch auch andere Arten derBildkompression.

Rastergrafiken können normalerweise ohne Qualitätsverlust verkleinert werden. Wenn ein Bitmap-Bild jedoch vergrößert wird, sieht es unscharf aus. Aus diesem Grund werden häufig Vektorgrafiken für bestimmte Bilder verwendet, z. B.Firmenlogos,die auf unterschiedliche Größen skaliert werden müssen.

Anwendungen

Pixel-Art mit zwei Farbwerten auf einemMobiltelefon-Bildschirm

Rastergrafiken eignen sich zur Darstellung komplexerer Bilder wieFotos,die nicht mit Vektorgrafiken beschreibbar sind. Rastergrafiken können aus vorhandenem Material – etwa mit einemScanneroder einerDigitalkamera–digitalisiertoder mitBildbearbeitungssoftwareerstellt werden.

DiePixeleiner Rastergrafik können nur Informationen wie die Farbe enthalten. In letzteren Anwendungsgebieten haben Rasterdaten gegenüber Vektordaten den Nachteil, dass sie relativ ungenau sind und sich schlecht für topologische Analysen eignen.

Minimalistische Pixelgrafiken sind inzwischen zu einer populären Kunstform geworden. Das Spektrum der sogenanntenPixel-Artreicht dabei vonHandylogosüberWebsitesbis hin zu TV-Spots und Werbeplakaten.Von ihrer Beschaffenheit her ähneln Pixelgrafiken traditionellen Techniken wie demMosaikund derKreuzstickerei.

Nachteile

Vergrößerung einer Rastergrafik, links mit Pixelwiederholung, rechts mitbikubischer Interpolation

Mit einer Rastergrafik kann ein Punktmuster vereinfacht werden

HeutigeComputerbildschirmewerden ausschließlich über eine Rastergrafik, die imFramebufferabgelegt ist und den gesamten Bildschirminhalt enthält, angesteuert. Daher müssen Vektorgrafiken vor der Ausgabegerastertwerden. Bei der Ausgabe auf manchenDruckernübernimmt einRaster Image Processordiesen Schritt. Alle Drucker mit linearem Papiervorschub eignen sich für die Wiedergabe von Pixelgrafiken, währendPlottermit linienorientierten Vektorgrafiken angesteuert werden sollten.

Die bekanntestenGrafikformatefür Rastergrafiken sindPNG,GIF,JPEG,TIFFundBMP.Einige dieser Formate wenden verlustfreie oder verlustbehafteteBildkompressionan.

Zu den Nachteilen von Raster- gegenüber Vektorgrafiken gehört der meist relativ hohe Speicherverbrauch. Da Rastergrafiken nur aus einer begrenzten Anzahl von Pixeln bestehen, werden zweidimensionale geometrischeFormennur angenähert. Dabei tritt derTreppeneffektoder gar derAlias-Effektzutage, die mittelsAntialiasinggedämpft werden können. Bei geometrischenTransformationeneiner Rastergrafik, wie etwa derSkalierung,können Informationen verloren gehen oder Farbtöne erzeugt werden, die vorher nicht vorhanden waren.

Umwandlung

Die Umwandlung einer Vektorgrafik in eine Rastergrafik nennt sichRasterung.Dieser Vorgang erfolgt jedes Mal, wenn eine Vektorgrafik auf demBildschirmdargestellt oder ausgedruckt wird.

Der umgekehrte Weg, die sogenannteVektorisierungvon Rastergrafiken, ist schwieriger. Sie kann manuell durch Nachzeichnen erfolgen, oder aber durch spezielle Funktionen eines Vektorgrafikprogramms wie die Funktion Trace Bitmap (in der deutschen VersionBitmap nachzeichen) vonInkscape,oder auch durch spezialisierteProgrammewieCorel PowerTRACEoderPotrace.Dieser Weg ist zudem oft fehlerbehaftet, dagrafische PrimitivewieGeraden,KreiseoderKurvenin der Rastergrafik nur ungenau abgebildet sind und daher nicht exakt erkannt werden können. Besonders große Probleme entstehen durchFarb- oder Helligkeitsgradientenin Rasterbildern, die beim Vektorisieren nur als diskrete Bänder (Banding) ungenügend angepasst werden.

Siehe auch

• Liste von Dateiformaten für Rastergrafiken

Literatur

• Wilhelm Burger, Mark J. Burge:Digital Image Processing: An Algorithmic Introduction Using Java.Erste Auflage. Springer, 2008,ISBN 978-1-84628-379-6.
• Peter Shirley, Steve Marschner:Fundamentals of Computer Graphics.Dritte erweiterte Auflage. Taylor & Francis Ltd., 2009,ISBN 978-1-56881-469-8.

Weblinks

Commons:Raster graphics– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien