Bilderzeugung
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Bei der Bilderzeugung wird geometrische Information in ein visualisierbares Bild umgewandelt.
Arten der Bilderzeugung
Bei der Bilderzeugung ist zu unterscheiden, ob
- ein reales Objekt mit einem Bildaufnahmegerät zum Zwecke der Informationsgewinnung aufgenommen wird, wofür zum Beispiel bildgebende Verfahren eingesetzt werden können,
- ein digitales Bild mit Hilfe der Computergrafik virtuell erzeugt werden, oder
- eine vorhandene Information mit einem Bildwiedergabegerät in einem Bild dargestellt wird, wofür häufig Rastergrafiken verwendet werden.
Bildeigenschaften
Ferner kann bei der Bilderzeugung grundsätzlich zwischen folgenden Bildeigenschaften unterschieden werden:
- Stehbilder und Bewegtbilder
- Monochrome und polychrome Bilder
- Zweidimensionale und dreidimensionale Bilder
Kombinationen
In manchen Geräten, wie zum Beispiel Digitalkameras, sind sowohl Bildaufnahme- als auch Bildwiedergabefunktionen vorhanden.
Bei der Kombination von der Erzeugung von digitalen Bildern von realen Gegenständen mit der Bildwiedergabe in Echtzeit wird von virtueller Realität gesprochen. Wenn auch noch virtuell erzeugte Bildinhalte hinzukommen, wird von erweiterter Realität gesprochen.
Bildaufnahmegeräte
In vielen Bildaufnahmegeräten wird bei der Bilderzeugung eine optische Abbildung verwendet. Kameras und Röntgengeräte erzeugen reelle Bilder, wohingegen Mikroskope oder Teleskope auch virtuelle Bilder erzeugen können, die nicht direkt registriert, sondern mit dem bloßen Auge betrachtet werden.
In der Stereoskopie wird auch räumliche Information aufgenommen. Omnidirektionale Kameras nehmen mit einer einzelnen Aufnahme den gesamten Raumwinkel auf.
Dunkle Objekte können durch die Verwendung von Lichtquellen wie zum Beispiel Blitzlichter oder Scheinwerfer aufgehellt werden.
Bildspeicherung
Wenn reelle Bilder nicht unmittelbar wiedergegeben werden sollen, können sie mit einem fotografischen Film oder einem Bildsensor aufgefangen werden. Wenn der Film entwickelt wurde oder die Signale des Bildsensors nach der Digitalisierung und einer Bildverarbeitung in einem vorgegebenen Farbraum nichtflüchtig gespeichert wurden, können diese gespeicherten Bilddaten zu einem späteren Zeitpunkt beispielsweise mit einem Bildbetrachter wiedergegeben werden. In der Digitaltechnik können Bilder auch nur kurzzeitig in einem flüchtigen Datenspeicher gehalten und in Echtzeit über Live-View angezeigt werden.
Digitale Daten können beliebig häufig ohne Informationsverlust kopiert werden.
Mit Computern können digital gespeicherte Bilder bearbeitet und somit verändert werden. Hierbei können die Bilder manipuliert werden, was auch als Digital tampering bezeichnet wird. Deepfakes (aus den Begriffen „Deep Learning“ und „Fake“ zusammengesetzt) beschreiben unter anderem realistisch wirkende Bilder, die durch computerbasierte Techniken verfremdet worden sind. Die digitale Bildforensik beschäftigt sich mit der Aufdeckung solcher Vorgänge.
Bildwiedergabegeräte
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Typische Bildwiedergabegeräte sind Bildschirme, Drucker oder Projektoren.
Hierbei kann für die Bildwiedergabe das Licht einer Lichtquelle räumlich und zeitlich moduliert werden, wie zum Beispiel mit einem Grating Light Valve, in einer Kathodenstrahlröhre, einem Laserscanner oder einer Flüssigkristallanzeige. Es können auch mehrere Lichtquellen gleichzeitig eingesetzt werden, die rasterartig angeordnet sind und einzeln angesteuert werden können, wie zum Beispiel bei Plasmabildschirmen oder OLED-Bildschirmen.
Bei Druckern ist nach der Bilderzeugung eine Lichtquelle zur Betrachtung erforderlich. Für eine farbechte Wiedergabe kann hierzu Normlicht eingesetzt werden.
Bei älteren Bildschirmen wird durch einen modulierten und gerasterten Elektronenstrahl auf einer Schicht mit einem lumineszierenden Leuchtstoff ein reelles Bild erzeugt. Bei der Verwendung von verschiedenfarbigen Leuchtstoffen kann auch die Bilderzeugung in einer Farbbildröhre realisiert werden.
Einige Bildwiedergabegeräte wie Diabetrachter und elektronischer Sucher benötigen Bildgeber, deren reelle Bilder mit Hilfe eines Okulars in virtuelle Bilder übertragen werden.
Ein reelles Bild wird im Allgemeinen auf einer Bildwand abgebildet. Wenn der Bildgeber für eine solche optische Abbildung selber kein Licht erzeugt, sondern eine zusätzliche Lichtquelle mit einem entsprechenden Beleuchtungsstrahlengang benötigt, wird in der Regel ein verflochtener Strahlengang eingesetzt.
Für Bildgeber von digitalen Projektoren oder elektronischen Suchern können verschiedene bildgebende Elemente benutzt werden, wie zum Beispiel ein Mikrospiegelaktor, ein Eidophor, eine Flüssigkristallanzeige, eine Anzeige mit der LCoS-Technologie oder ein OLED-Mikrodisplay.[1][2]
Literatur
- DIN EN 61966, Teil 1 bis 12: Multimediasysteme und -geräte – Farbmessung und Farbmanagement
- ISO 12651 Teil 1, Januar 2012, Elektronisches Dokumenten-Management - Wörterbuch - Elektronische Bilderzeugung / Electronic document management. Vocabulary. Electronic document imaging
- ISO 12653 Teil 3, April 2014, Elektronische Bilderzeugung - Testvorlage für das Scannen von Office Dokumenten / Electronic imaging - Test target for scanning of office documents
- Bunke J. et al. (2003): Physikalisch-technische Prinzipien der Bilderzeugung, in: Schmidt T. (Herausgeber): Handbuch diagnostische Radiologie. Handbuch diagnostische Radiologie, Springer, Berlin, Heidelberg, ISBN 978-3-642-62553-4 (gedruckt) / ISBN 978-3-642-55825-2 (online)
Weblinks
Einzelnachweise
- OLED-Mikrodisplay, Design & Elektronik - Optoelektronik vom 4. April 2017, abgerufen am 4. Juli 2018
- OLED-Mikrodisplay: Wenn Kunststoff plötzlich leuchtet, Bundesministerium für Bildung und Forschung, abgerufen am 4. Juli 2018