ICT - Informations- und Kommunikationstechnologie - 1. Semester

Vermitteln von Grundfähigkeiten in der Bereichen «Text», «Bild», «Animation» und «Audio».

Vermitteln von Grundfähigkeiten in der Bereichen «Text», «Bild», «Animation» und «Audio».

Jasmine Blötzer
Study

Jasmine Blötzer
Diese Lernkarten decken grundlegende Konzepte der Informations- und Kommunikationstechnologie auf Universitätsniveau ab. Sie behandeln Themen wie digitale Bildverarbeitung, Audioformate, Animationstechniken und die Physik von Schallwellen. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Studierende der Informatik, die ein tiefes Verständnis der technischen Grundlagen von ICT erlangen möchten.
Flashcards
83
Students
10
Language
German
Category
Computer Science
Level
University
Created / Updated
08.12.2016 / 25.08.2017

Flashcards

Format JPEG

(Joint Photographic Experts Group) schlägt verschiedene Komprimierungs- und Kodierungsmethoden vor, darunter verlustbehaftete und verlustfreie Kompression bis zu 256 Farben (8 Bit). Kein Chance um Vektorgrafiken darzustellen.

Format GIF

(Graphics Interface Format) Speichern von Bildinformationen mit bis zu 256 Farben (8 Bit).

Format PNG

(Portable Network Graphics) Speichern von von Bildinformationen mit bis zu 16,7 Mio. Farben (24 Bit) inklusive echtem Transparenzkanal.

Binärbild

ist eine digitale Rastergrafik, deren Pixel nur die zwei Farben Schwarz und Weiß annehmen können.

Scalable Vector Graphics

(SVG, englisch für ein skalierbares Vektorbildformat) ist die vom World Wide Web Consortium (W3C) empfohlene Spezifikation zur Beschreibung zweidimensionaler Vektorgrafiken.

Vektorgrafik

ist eine Computergrafik, die aus grafischen Primitiven wie Linien, Kreisen, Polygonen oder allgemeinen Kurven (Splines)
zusammengesetzt ist. (Umwandlung von Raster- in Vektorgrafik nennt man Autotracing und ist eigentlich fast nicht möglich)

Mit welchem Programm wird eine Vektorgrafik meistens erstellt?

Adobe Illustrator oder Affinity Designer

Mit was kann innerhalb von Vektorprogrammen gearbeitet werden?

mit Bézierkurven. Diese sind ein Hauptbestandteil der Programme und dienen dem Modellieren von Linienverläufen.

Berechnung Bildgrösse

Formel: (Höhe x dpi) x (Breite x dpi) x Bit = Größe in Bit


Beispiel:
Ein Farbbild mit 24 Bit Farbtiefe (entspricht 3 Byte) im Format 10x15 cm
hat bei einer Auflösung von 300dpi

Dateigrösse:
Berechnung Bildbreite: 10 cm x 300 dpi = 3000 Pixel Bildbreite
Berechnung Bildhöhe: 15 cm x 300 dpi = 4500 Pixel Bildhöhe
3000 x 4500 x 3 Byte = 40.500.000 Byte = 40,5 MB

Moiré-Effekt

(von frz. moirer [mwaˈʀe], «moirieren; marmorieren») bezeichnet ein scheinbares grobes Raster, das aufgrund der
Überlagerung von regelmäßigen, feineren Rastern entsteht.

Was sind mögliche Ursachen des Moiré-Effekts?

1. eine Verdrehung (Interferenzen) der übereinanderliegenden Raster mit gleicher Teilung gegeneinander (gegenseitiges Verschieben bewirkt lediglich lokale Helligkeits- oder Farbänderung (Farbdruck),


2. eine (minimal) ungleiche Teilung der übereinander-liegenden Raster, oder


3. eine zusätzliche Verdrehung übereinanderliegender Raster ungleicherTeilung gegeneinander.

Wie lässt sich ein Moiré-Effekt entfernen?

Bild mit hoher Auflösung scannen, danach weichzeichnen und die Auflösung auf gewünschte Auflösung reduzieren.

Animation

(von lat. animare, «zum Leben erwecken») ist im engeren Sinne jede Technik, bei der durch das Erstellen und Anzeigen von Einzelbildern für den Betrachter ein bewegtes Bild geschaffen wird.

Die Einzelbilder können gezeichnet, vom Computer berechnet oder fotografische Aufnahmen sein.


Bei der Wiedergabe einer solchen Sequenz mit ca. 24 Bildern pro Sekunde entsteht beim Betrachter die Illusion einer annähernd flüssigen Bewegung.


Ein 90 Min. Film besteht aus ca. 129.600 Einzelbildern.

Was analysiert eine Animation?

die in der Natur gefundenen Bewegungen, setzt sie aber nicht nur 1:1 um, sondern bietet auch die Möglichkeit, diese verzerrt oder mit verändertem Timing umzusetzen, um dramatische oder komische Effekte zu erzielen.

Der größte Teil der weltweiten Animation wird für den Trickfilmbereich produziert, für Kino oder Fernsehen, zur Unterhaltung oder für die Werbung. Daneben existiert der Bereich der bewegten Visualisierung in Naturwissenschaft, Architektur, Design oder Lehre.

Durch welche zwei Wahrnehmungstäuschungen wird eine Animation ermöglicht?

• Phi-Phänomen
Schnelle Abfolge von einer Serie von Standbildern die dadurch zu Illusion einer Bewegung verschmelzen.

• Beta-Bewegung
Aus- und Einblenden von Bildpunkten. Der Nachbildeffekt des Auges bewirkt eine Verschmelzung dieser und erzeugt eine Wahrnehmenstäuschung (z.B. das Game «Snake»)

Schlüsselbildanimation (keyframing)

• Gezeichneter Spezialeffekt von verschiedenen Bildern mit Schlüsselbild am Anfang und am Schluss der Animation.

• Animation zwischen den Schlüsselbildern mittels veränderter Zeichnungen heisst «Tweening».

Morphing

Zwischenübergänge zwischen den Schlüsselbildern werden berechnet, also «gemorpht».

«Shape Tween»

• Durch die schnelle Abfolge von unterschiedlichen Formen in Standbildern kann ein «Shape Tween» erstellt werden.

• Man nimmt zwei unterschiedliche Ausgangsformen und verbindet diese mittels einer Timeline im entsprechenden Programm (z.B. Adobe Animate CC)

Stop-Motion oder Objektanimation

• Einzelne Bilder (Frames) werden aneinandergereiht.
• Wird bei Trickfilmen oder Spezialeffekten in realen Filmen verwendet.
• Brickfilme (mit Legosteinen), Pixilation (abfotografieren von Schauspielern), Claymation (Knetfigurenfilme) und Puppentrickfilme.

Motion Capture (Bewegungserfassung)

• Tracking-Verfahren, welches jede Art von Bewegung aufnehmen kann.
• Wird vom Computersystem so erfasst, dass die Bewegungen gerendert weiterverwendet werden können.
• 3-D-Modelle können so abgebildet werden (z.B. Gollum in Herr der Ringe)

Prozedurale Animation

• Basiert auf algorithmischen Verhaltensbeschreibungen.

• Animationen werden nicht im Voraus spezifisch durch Schlüsselbilder erstellt, sondern können anhand definierter Regeln und Abläufe berechnet und kontrolliert werden.

• Sie werden zur Darstellungen physikalischer Phänomene (Feuer, Rauch) und natürlicher Bewe-gungsabläufe (Gestiken, Vogelflug, u. ä.) eingesetzt.

Animationsprogramme

• Sind Werkezeuge um die Erstellung der Animation zu vereinfachen.
• Dazu gehören visuelle Effekte wie Übergänge (Wipes), Überblendungen (Dissolves) und Zooms.
• Bieten Möglichkeiten zur Farbveränderung des Bildes oder zur Steuerung von Audio und Manipulation von Formen.

Animationsprogramm für 3D-Animation

• Cinema 4D
• Poser
• Autodesk Maya

Composing

• Adobe After Effects
• Adobe Animate (früher Adobe Flash)
• Adobe Photoshop

Klassische Animationsformate

• GIF (Graphics Interchange Format)
• SWF (Shockwave Flash)

Erweiterte Animationsformate und Möglichkeiten

• Mit HTML, CSS und JavaScript lassen sich heute diverse Animation fürs Web generieren (z.B. in Google WebDesigner)
• Canvas > Programmierung von Apps und Browserspielen
• SVG (Scalable Vector Graphics)

Wahrnehmung von akustischen Reizen

geschehen meist unbewusst, ungewollt oder nebenher.

Das akustische Umfeld kann unsere Grundstimmung...

...klar beeinflussen (z.B. Filmmusik oder Hintergrundmusik im Einkaufshaus > Energy Zürich bespielt z.B. alle Coop Warenhäuser)

Untertöne in der Stimmlage

lassen uns erkennen, ob unser Gesprächspartner traurig oder glücklich ist.

Schall

ist nichts anderes als die mechanische Bewegung eines physikalischen Mediums wie Luft oder Wasser.

 

• Unterschiedliche physikalische Medien verursachen unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten.
• Schnellere Ausbreitung bei dichterem Material (z.B. Wasser, Glas) als in der Luft.

Schallgeschwindigkeit bei Zimmertemperatur und mittlerem Luftdruck ist bei 343 m/s.

akustische Signale

sind periodische Signale (ihr Verlauf wiederholt sich in festen Zeitabständen).


• Der Zeitraum einer Wiederholung heisst Phase.


• Der maximale Wert eines Signals innerhalb einer Phase heisst Amplitude.

Wellenlänge eines Signals

gibt den Weg an, den das Signal bei gegebener Ausbreitungsgeschwindigkeit innerhalb eines Phasenverlaufs zurücklegt.


• Hörbarer Frequenzbereich eines normal hörenden Menschen ist von 20 Hertz* bis 20 KiloHertz.


• Frequenzbereich darüber heisst Ultraschall, darunter Infraschall.

Schallwellen

breiten sich im Raum konzentrisch um ihren Entstehungspunkt aus.
• Sie können durch vornehmlich weiche Materialien absorbiert werden (z.B. Tonstudio mit Dämmungsmaterial).
• Sie können durch glatte Oberflächen reflektiert werden (z.B. Echo an einer Bergwand).
• Sie können gebogen oder gebrochen werden.
• Tiefe Frequenz fliessen um eine dicke Säule
• Hohe Frequenzen werden reflektiert oder abgeschattet.

Das Ohr

dient dazu, akustische Reize in Wahrnehmungen bzw. Nervensignale umzusetzen.
• Eine Art Trichter aus Ohrmuschel und Gehörgang sammelt den Schall und leitet diesen aufs Trommelfell weiter.
• Die entstehende Schwingung wird über die Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel auf die Gehörschnecke
weitergeleitet und in Nervenreize umgemünzt.

Gehörschnecke

Die Gehörschnecke ist eine Art aufgewickelte, einmal gefaltete und mit Flüssigkeit gefüllte Röhre.
• Entlang deren Trennwand befinden sich Haarzellen.
• Die Trennwand heisst Basilarmembran, ist an verschiedenen Stellen unterschiedlich steif und spricht daher auf verschiedene Frequenzen an.

Lautstärkenbereiche

• Sprache im Bereich von 30 und 70 dB*
• Ab 120 dB beginnt die Schmerzgrenze
• Bei der Hörschwelle beginnt man den Töne wahr zu nehmen. Diese liegt bei 0 dB. * Dezibel
• Lautstärke wird in Dezibel (dB) gemessen.
• 2 KHz ist Bezugspegel von 0 dB
• 6 dB entsprechen einer Verdoppelung der Lautstärke

Audioformate

• AIFF (Audio Interchange File Format) ist das Standardformat von Apple für die Mac-Umgebung (verlustfrei)
• WAVE ist das Standardformat von Microsoft für die Windows-Umgebung (verlustfrei)
• MP3 ist DAS Audioformat für verlustbehaftete Kompression digital gespeicherter Audiodaten.
• HE-AAC (MPEG-4 High Efficiency Advanced Audio Coding) ist ein lizenzpflichtiger Audio-Codec der Moving Picture Experts Group (MPEG). Der Standard liefert bei niedrigen Bitraten vergleichsweise gute Ergebnisse und eignet sich daher besonders für Live-Streams.

Weitere Audioformate

• FLAC (Free Lossless Audio Codec) ist ein Codec zur verlustfreien Audiodatenkompression, der im Rahmen der Xiph.Org Foundation entwickelt wird. Er ist frei verfügbar und in seiner Nutzung nicht durch Softwarepatente beschränkt.
• SND (Au-Dateiformat) ist das Standard Format von Sun-Microsystems für die NeXT- und Sun-Rechner
• Ogg Vorbis ist ein (patent-)freies Audioformat für verlustbehaftete Audiodatenreduktion. Das Format wurde von der Xiph.Org Foundation als patentfreie Alternative zum weit verbreiteten MP3-Format entwickelt.
• MIDI (Musical Instrument Digital Interface) ist ein Industriestandard für den Austausch musikalischer Steuerinformationen zwischen elektronischen Instrumenten, wie z. B. Keyboards oder Synthesizern.

Übersteuerung und Clipping

• Übersteuerung bedeutet, dass Eingangssignale ausserhalb des erlaubten Eingangsbereichs verarbeitet werden müssen.
• Als Folge dieser Verarbeitung treten unerwünschte Effekte auf (dumpfe Geräusche, Verzerren etc.)
• Ausschläge über dem normalen Eingangsbereich, werden abgeschnitten. Diesen Effekt bezeichnet man als Clipping
(englisch to clip = abschneiden, kappen).

Übersteuerung und Clipping - Teil 2

• Kompression ist bei Audiodaten verlustfrei fast nicht möglich.
• Darum wurde das bekannte MP3-Format als verlustbehaftetes Kompressionsverfahren entwickelt.

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