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Übungen: Dateiformate

Zu jedem Vorhaben das passende Format wählen, verlustbehaftet von verlustfrei trennen und die Rolle der Dateiendung richtig einschätzen.

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Übungsaufgaben

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1

Screenshot speichern

AFB I

Du machst einen Screenshot eines Programmfensters mit viel kleiner Schrift. In welchem Format sollte er gespeichert werden?

2

Format und Zweck

AFB II

Ordne jedem Vorhaben das passende Format zu.

Ein Diagramm fürs Referat, das auf dem Beamer scharf bleiben soll
200 Fotos der Klassenfahrt für die Cloud der Schule
Messwerte einer Reihenmessung, die später ein Programm einlesen soll
Eine Anleitung, die auf jedem Gerät seitengenau gleich aussieht
Frage dich zuerst: Ist das überhaupt ein Bild? Zahlen und Text brauchen kein Bildformat.
„Beliebig scharf vergrößerbar“ deutet immer auf eine Vektorgrafik hin, „viele Farbverläufe und wenig Platz“ auf ein verlustbehaftetes Format.
3

Wie viel wirft JPG weg?

AFB II

Ein Foto mit 1600 × 1200 Pixeln und 24 Bit Farbtiefe belegt unkomprimiert 5,76 MB. Als JPG ist die Datei nur 480 KB groß. Schätze mit dem Regler: Wie viel Prozent der ursprünglichen Datenmenge sind noch übrig?

Schiebe den Regler auf deine Schätzung — Pfeiltasten bewegen ihn feiner. Nach dem Prüfen siehst du den Trefferbereich.
0 %50 %
0,48 ÷ 5,76 = 0,0833 → rund 8 %. Über neun Zehntel der Daten sind weg — und trotzdem sieht das Bild für das Auge fast gleich aus. JPG wirft gezielt das weg, was wir schlecht wahrnehmen: feine Farbunterschiede.
480 KB sind 0,48 MB. Rechne 0,48 ÷ 5,76 und mache daraus Prozent.
4

Trickfrage: der Weg durch drei Hände

AFB III

Ein Foto wandert von Anna über Ben zu Clara — jede und jeder bearbeitet es und speichert wieder als JPG. Spiele durch, was dabei passiert.

Spiele den Ablauf Schritt für Schritt durch: Was passiert als Nächstes? Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
    Dieses Aufschaukeln heißt Generationsverlust. Er entsteht nur bei verlustbehafteter Kompression — PNG oder TIFF könntest du beliebig oft speichern, ohne dass sich etwas ändert.
    JPG ist verlustbehaftet. Beim Speichern wird immer das komprimiert, was gerade auf dem Bildschirm liegt — nicht das Original.
    5

    Welche Aussagen über Dateiformate stimmen?

    AFB II

    Drei Aussagen sind richtig. Markiere genau diese drei.

    Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
    Endung und Inhalt sind zwei verschiedene Dinge. Deshalb kann eine falsch benannte Datei sich weigern zu öffnen, obwohl der Name harmlos aussieht — und deshalb erkennen gute Programme das Format an der sogenannten Signatur am Dateianfang.
    Die Dateiendung ist nur ein Hinweis für das Betriebssystem — der tatsächliche Inhalt steht in den ersten Bytes der Datei.
    6

    Paare finden: Format und typischer Einsatz

    AFB I

    Ordne jedem der acht Formate den Einsatz zu, für den es gemacht wurde. Du hast dafür höchstens 16 Versuche.

    Decke zwei Karten auf, die zusammengehören. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter aufdecken, Pfeiltasten zum Wandern.
    Versuche: 0 von 16
    Jedes Format ist ein Kompromiss zwischen Größe, Qualität und Bearbeitbarkeit. Es gibt kein „bestes“ Format — nur ein zum Zweck passendes. Deshalb lautet die Leitfrage immer: Was soll mit der Datei als Nächstes passieren?
    Achte auf den Unterschied zwischen Fotos (viele weiche Farbverläufe) und Grafiken mit scharfen Kanten.
    7

    Was steckt in der Datei?

    AFB I

    Ordne jedes Format danach ein, was es im Inneren speichert.

    Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
    1speichert fertige Pixel
    2speichert Formen und Text
    3enthält gar kein Bild
    Die Endung verrät die Familie: Pixelformate speichern das fertige Raster, SVG und PDF speichern eine Beschreibung, die erst beim Anzeigen gezeichnet wird. Deshalb bleibt ein PDF beim Zoomen scharf — und ein JPG nicht.
    Überlege bei jedem Format: Würde Hineinzoomen irgendwann Klötzchen zeigen?
    8

    Vier Bildformate im Steckbrief

    AFB II

    Kreuze für jedes Format an, was zutrifft. Manche Zeile hat nur ein Kreuz.

    Setze in jeder Zeile überall dort ein Kreuz, wo die Aussage zutrifft — es können mehrere pro Zeile sein. Enter setzt und löscht.
    Formatkomprimiert verlustbehaftetkomprimiert verlustfreiist ein Vektorformatauf 256 Farben begrenzt
    JPG
    PNG
    SVG
    GIF
    JPG und PNG sind das wichtigste Gegensatzpaar: gleiche Aufgabe, entgegengesetzte Strategie. GIF ist der Oldtimer — verlustfrei, aber durch die 256-Farben-Grenze für Fotos unbrauchbar. Und SVG spielt als Vektorformat in einer ganz eigenen Liga.
    Genau ein Format wirft Bildinformation weg — und genau eines besteht nicht aus Pixeln.
    9

    Lückentext: Anatomie einer Datei

    AFB I

    Setze die passenden Begriffe ein. Zwei bleiben übrig.

    Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

    Wie die Bytes einer Datei zu deuten sind, legt das fest. Die im Dateinamen ist dabei nur ein Hinweis für Mensch und Betriebssystem. Verlässlicher ist die ganz am Dateianfang. Zusatzangaben wie Aufnahmedatum oder Kameramodell heißen und stehen meist im der Datei.

    Merke dir die Rangordnung der Wahrheit: Die Endung behauptet etwas, die Signatur beweist es. Programme, die es ernst meinen, schauen deshalb in die Bytes — nicht auf den Namen.
    Zwei der Begriffe stehen in der Datei, einer nur in ihrem Namen.
    10

    Die Signatur, hexadezimal gelesen

    AFB II

    Jede PNG-Datei beginnt mit der Signatur 89 50 4E 47 (hexadezimal). Der zweite Hexwert 50 ist ein ASCII-Code. Welche Dezimalzahl steckt dahinter?

    Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
    5 · 16 + 0 = 80 — und ASCII-Code 80 ist der Buchstabe P. Die folgenden Werte 4E und 47 ergeben N und G: In der Signatur steht also lesbar „PNG“. Hier greifen drei Häppchen ineinander: Hexadezimal (2.1.3), ASCII (2.1.4) und Dateiformate.
    Rechne wie immer im Stellenwertsystem: linke Ziffer mal 16 plus rechte Ziffer. Den ASCII-Teil erledigt die Lösung.
    11

    Rechne nach: JPG gegen PNG beim Foto

    AFB III

    Ein Foto belegt unkomprimiert 12 MB. Als JPG erreicht es die Kompressionsrate 10:1, als PNG bei Fotos nur 2:1. Rechne die Kette durch.

    Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
    1. Wie groß ist die Datei als JPG? (12 MB geteilt durch 10) MB
    2. Wie groß ist die Datei als PNG? (12 MB geteilt durch 2) MB
    3. Wie viel MB spart das JPG gegenüber dem PNG? MB
    4. Wie viel Prozent der PNG-Größe spart das JPG? (4,8 von 6 MB) %
    80 Prozent kleiner — bei praktisch gleichem Seheindruck. Das ist der Grund, warum Fotos im Web fast immer JPG sind. Aber Vorsicht: Bei einem Screenshot mit Text kippt die Rechnung komplett, denn dort komprimiert PNG besser und bleibt scharf.
    Kommazahlen mit Punkt eingeben, z. B. 1.2 statt 1,2.
    12

    Rückblick: Kompression aus 2.1.7

    AFB II

    Du speicherst dasselbe Foto einmal als PNG und einmal als JPG. Das JPG ist deutlich kleiner. Woran liegt das?

    Der Unterschied liegt nicht in der Bildgröße, sondern in der Frage: Lässt sich das Original hinterher noch Bit für Bit wiederherstellen?