Pixel und Bilder

Digitale Bilder bestehen aus Millionen winziger Farbpunkte, sogenannten Pixeln, die zusammen ein Bild ergeben.

Was ist ein Pixel?

Das Wort Pixel kommt aus dem Englischen: Picture Element (Bildelement). Ein Pixel ist der kleinste einzelne Punkt in einem digitalen Bild. Auf deinem Computerbildschirm oder Smartphone leuchten Millionen solcher Punkte zusammen auf, um alle Bilder, Texte und Videos darzustellen.

Schau dir einmal ein Bild ganz nah an – wenn du stark genug hineinzoomst, erkennst du die einzelnen Pixel als kleine farbige Quadrate.

Farben und Bits

In einem Farbbild hat jeder Pixel drei Farbkanäle: Rot, Grün und Blau (RGB). Jeder Kanal wird mit 8 Bits (1 Byte) gespeichert, also einem Wert zwischen 0 und 255.

Farbe	Rot	Grün	Blau
Weiß	255	255	255
Schwarz	0	0	0
Rot	255	0	0
Grün	0	255	0
Blau	0	0	255
Gelb	255	255	0

Da jeder Kanal 256 Werte haben kann, gibt es insgesamt 256 × 256 × 256 = 16.777.216 mögliche Farben – mehr als das menschliche Auge unterscheiden kann!

Hinweis

Bilder, die nur 1 Bit pro Pixel verwenden, nennt man Schwarz-Weiß-Bilder (1 = weiß, 0 = schwarz). Mit 8 Bits pro Pixel erhält man Graustufen mit 256 Abstufungen. Mit 24 Bits (3 × 8) erhält man True Color mit über 16 Millionen Farben.

Auflösung

Die Auflösung eines Bildes gibt an, wie viele Pixel es enthält. Sie wird oft als Breite × Höhe angegeben:

Ein HD-Bild hat 1.920 × 1.080 Pixel = etwa 2 Millionen Pixel (2 Megapixel)
Ein 4K-Bild hat 3.840 × 2.160 Pixel = etwa 8 Megapixel

Je mehr Pixel ein Bild hat, desto schärfer ist es – aber desto größer ist auch die Datei.

Wie groß ist eine Bilddatei?

Man kann die unkomprimierte Dateigröße berechnen:

Größe = Breite × Höhe × Bits pro Pixel ÷ 8 (Bytes)

Beispiel für ein 1.920 × 1.080 Bild mit 24 Bits Farbtiefe:

1.920 × 1.080 × 24 ÷ 8 = 6.220.800 Bytes ≈ 6,2 MB

# Berechnung der unkomprimierten Bildgrösse in Python
breite = 1920
hoehe = 1080
bits_pro_pixel = 24

groesse_bytes = breite * hoehe * bits_pro_pixel // 8
groesse_mb = groesse_bytes / 1_000_000
print(f"Bildgröße: {groesse_mb:.1f} MB")  # Ausgabe: Bildgröße: 6.2 MB

Warnung

In der Praxis sind Bilddateien viel kleiner als diese Berechnung ergibt – weil sie komprimiert werden. Formate wie JPEG oder PNG reduzieren die Dateigröße erheblich, ohne das Bild sichtbar zu verschlechtern.

Pixeldichte (PPI)

Die Pixeldichte (Pixel per Inch, PPI) beschreibt, wie viele Pixel pro Zoll auf einem Bildschirm passen. Je höher die PPI, desto schärfer wirkt das Bild. Smartphones haben heute oft 400–500 PPI, während normale Computermonitore bei etwa 100 PPI liegen.

Übungsaufgaben

Ein Bild hat eine Auflösung von 800 × 600 Pixel und eine Farbtiefe von 24 Bit. Berechne die unkomprimierte Dateigröße in Megabyte.

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800 × 600 × 24 ÷ 8 = 1.440.000 Bytes = 1,44 MB.

Welche RGB-Werte ergeben die Farbe Türkis (Cyan)? (Tipp: Türkis entsteht durch Mischung von Grün und Blau.)

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Türkis/Cyan: Rot = 0, Grün = 255, Blau = 255. Das ergibt RGB(0, 255, 255).