Archive nach Jahr: 2008

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Farben am Computer, HDR, Belichtungsreihen

(Aus der Reihe: Alles muss raus. Angefangene Blogbeiträge des Jahrs 2008 aufräumen.)

Wenn man mit der Digitalkamera ein Foto macht und sich das auf dem Bildschirm anschaut oder ausdruckt, dann kann man aus einer Palette von über 16 Millionen Farbtönen auswählen. So viel verschiedene gibt es dabei nämlich. Dabei setzen sich die Farben wie beim Fernseher auch aus unterschiedlichen Anteilen dreier Grundfarben zusammen: Rot, Grün und Blau.
Wir erinnern uns an den Kunstunterricht in der Schule: Bei der subtraktiven Farbmischung mit dem Wasserkasten sind die Grundfarben Rot, Gelb und Blau, und wenn man sie alle mischt, kriegt man, hm, sagen wir mal einfach Schwarz dazu. (Ergänzung, Dank an Reinhard: Eigentlich sind die Farben Cyan, Magenta und Gelb. Und seit zwanzig Jahren gibt es diese Farben auch im Malkasten. Zu meiner Schulzeit allerdings noch nicht. Wenn man Magenta und Gelb mischt, kommt unser Rot heraus.)
Bei der additiven Mischung von Lichtstrahlen sind die Grundfarben Rot, Grün und Blau, wenn man sie alle mischt, kriegt man Weiß.

Für jede Grundfarbe gibt es 256 verschiedene Werte (von 0-255), demnach gibt es 256*256*256 verschiedene Mischungen. Leuchtendes Rot besteht aus 255 Rot (also dem Maximum) und jeweils 0 Grün und Blau. Gelb besteht aus 255 Rot, 255 Grün und 0 Blau.

Auf dem Bild sieht man, dass der ausgewählte pastellige Grünton aus 121 Rot, 237 Grün und 145 Blau besteht:

hdr_paint_farben

Wer HTML schreibt, der kennt das: Dort werden die Farben in genau dieser Form eingegeben, nur dass dazu das Hexadezimalsystem verwendet wird. Statt 121-237-145 schreibt man #79-ED-91. Die Farbe Schwarz ist #000000 (also jeweils null Anteile RGB), die Farbe Weiß ist #FFFFFF (also jeweils #FF RGB, oder 255 in Dezimalschreibweise, das Maximum).

Als Mensch kann man intuitiv nicht viel anfangen mit diesen Mischungen. Deshalb gibt es alternative Beschreibungsmöglichkeiten, HSV und HSL. Damit wird derselbe Farbbereich beschreiben, aber statt dazu die Anteile RGB zu nehmen, wird die Farbe in Form von Hue, Saturation und Value beschrieben. Hue ist der Farbton, also etwa ein bestimmte Art von Grün; Saturation gibt an, wieviel Weiß diesem Farbton beigemischt wird (also wie pastellig er ist); Value gibt an, wieviel Schwarz beigemischt wird.

Auf dem Bild sieht man, dass die Farbe #79ED91 auch beschrieben werden kann als H133, S49 und V93:

hdr_gimp_farben

Für einen Mensch ist es vielleicht einfacher, in Form von HSV zu denken als von RGB. (HSL ist eine weitere Beschreibungsform, bei der Saturation etwas anderes bedeutet und L für lightness steht.)

Worauf ich eigentlich hinauswill: Es gibt zwar 16 Millionen Farbtöne, aber dabei nur 256 verschiedene Helligkeitsstufen. Das sieht man gut am Histogramm eines Bildes. Das Histogramm zeigt übersichtlich, aus wieviel hellen und wieviel dunklen Pixeln ein Bild besteht:

Die horizontalen Achse gibt die Helligkeitswerte von 0 (links) bis 255 (rechts) an. Je höher der Wert auf der vertikalen Achse, desto mehr Pixel mit dieser Helligkeit gibt es im Bild. An diesem Histogramm sieht man, dass es keine Pixel gibt mit Helligkeit 0, der Großteil der Pixel hat Werte zwischen 30 und 150 (geschätzt), und ganz rechts sieht man noch viele Pixel mit sehr hohen Werten, viele davon mit 255. Wenn man Histogramme gewöhnt ist, sieht man gleich: Dieses Bild ist etwas überbelichtet. So sieht es übrigens aus:

Folgendes Histogramm sieht ausgeglichener aus:

Zugegeben, auch hier drängen sich noch etliche Pixel an den linken und rechten Rändern. Eigentlich sollten einige davon noch dunkler und andere noch heller sein, aber das geht nun mal nicht, weil der Helligkeitsumfang nur 256 betragen kann. Einige Stellen des Bildes (nämlich die mit geringem Helligkeitswert) hätten noch etwas mehr Belichtungszeit vertragen, anderen Stellen (nämlich den mit hohem Helligkeitswert) hätte eine kürzere Belichtungszeit gut getan. So sieht das Bild aus:

Die Tatsache, dass es nur 256 Helligkeitswerte (auf Monitor, Drucker und allen dort darstellbaren Bildern) gibt, heißt LDR, low dynamic range. Der Film von analogen Kameras ist empfindlicher, er kann ein breiteres Helligkeitsspektrum abbilden, und das menschliche Auge kann noch weitaus mehr wahrnehmen.

Bei den meisten Motiven ist das kein Problem. Aber wenn auf einem Bild ein großes Helligkeitsspektrum dargestellt werden soll, wenn sehr dunkle und sehr helle Stellen in einem Bild sind, dann muss man sich entscheiden: Entweder lange Belichtungszeit, so dass die dunklen Stellen detailliert zu sehen sind (und die hellen überbelichtet):

Oder kurze Belichtungszeit, so dass man Details in hellen Stellen erkennen kann, die dunklen aber nicht mehr auszumachen sind:

Oder man erzeugt eine HDR-Aufnahme, high dynamic range. Dabei macht man drei bis fünf Aufnahmen vom gleichen Motiv, mit Stativ, mit jeweils unterschiedlichen Belichtungszeiten. (Digitale Spiegelreflexkameras und manche Sucherkameras haben praktischerweise eine Automatik für diese Belichtungsreihe.) Ein geeignetes Programm erzeugt aus diesen einzelnden LDR-Aufnahmen ein HDR-Bild. Das ist ein Bild, bei dem der Helligkeitsbereich für die Pixel größer als 256 ist.

Diese HDR-Aufnahme kann man aber weder direkt auf dem Monitor anschauen noch ausdrucken, denn beide Ausgabegeräte können nur 256 Helligkeitswerte wiedergeben. In einem zweiten Schritt, dem tone mapping, wird die HDR-Aufnahme wieder umgewandelt in ein RGB-Bild, zum Beispiel jpeg. Allerdings kann man dabei genauer festlegen, welche Art Pixel wie umgewandelt werden soll. Man kann sich das HDR-Bild ein bisschen wie ein Negativ vorstellen, von dem man auf verschiedene Art RGB-Abzüge machen kann. Es ist, als würde man den dunklen Ecken des Bilds eine längere Belichtungszeit zukommen lassen als den helleren.

Heraus kommt dann zum Beispiel das:

toledo5

HDR macht man schon seit einigen Jahren. Ich wollte eigentlich mit einem Blogbeitrag warten, bis ich selber ein gutes HDR-Bild vorzuweisen hatte. Aber ich habe noch immer keines (weil ich so selten in Sonne-Schatten-Kontraste komme, sollte öfter in Kirchen gehen) und das Jahr ist schon fast um. Wenn man HDR wirklich kann, kommt so etwas heraus:

hdr_800px-new_york_city_at_night_hdr

(Quelle: Wikipedia, Creative Commons Attribution ShareAlike 2.0 License, Autor: Paulo Barcellos Jr.)

Hier einige Links, wer sich weiter informieren und Beispiele sehen möchte:


(Fußnote und Berichtigungen: Digitale Kameras können sehr wohl mit mehr als 256 Helligkeitsstufen aufnehmen und tun das auch. Allerdings wird das Bild in der Regel angepasst, auf 256 Helligkeitsstufen pro Farbkanal reduziert, komprimiert, geschärft und sonst noch ein bisschen vorbearbeitet, bevor es als jpg auf der Speicherkarte der Kamera landet. Zumindest digitale Spiegelreflexkameras bieten die Möglichkeit, das Bild auch weitgehend unbearbeitet in einem Raw-Format zu speichern. Das ist die eigentliche Entsprechung zum Film-Negativ. Eine Bild in diesem Rohdatenformat enthält unter anderem mehr Informationen zur Helligkeit und erlaubt laut Wikipedia zwischen 1.024 und 16.384 Stufen. Man kann es sich nur nicht anschauen, jedenfalls nicht ohne es zumindest temporär umzuwandeln in ein normales Bild – der Entsprechung zum Abzug vom Negativ. Für eine schöne HDR-Aufnahme braucht man trotzdem eine Belichtungsreihe, auch wenn man aus einem Raw-Bild schon mehr herausholen kann als aus einem Bild im jpg-Format.)

Toller Link zu Farbtheorie, wer tiefer einsteigen möchte.

“Weitere Highlights” auf der DVD (eklektisch)

Wenn nach den reichlichen, wenn auch unkommentiert zusammengetragen Extras auf der DVD noch eine Extraseite Weitere Highlights anpreist und sich diese entpuppen als Trailer zu den folgenden DVDs (die vermutlich beim gleichen Vertrieb erhältlich sind):

  • Koloss von Konga (japanischer Monsterfilm, King-Kong)
  • Xaver und sein außerirdischer Freund (“verbindet Elemente des Heimatfilms und der Science-Fiction miteinander”)
  • Crazy Zombies – Ein Sprung in der Schüssel (US: “Hysterical”, mir damals von Michael Schw. empfohlen worden, seitdem nie wieder davon gehört)
  • Car-Napping (deutsche Komödie von 1980)
  • Daniel der Zauberer (Daniel Küblböck)
  • Onkel Otto (das hr-Trickfilmmännnchen)
  • Neues aus Uhlenbusch

- um welche DVD handelt es sich dann ursprünglich? Klar, “Invasion aus dem Innern der Erde/The Infra Superman“, ein Hongkong-Klassiker von 1975. Inhalt: Monster aus dem Innern der Erde bedrohen die Welt, ein Wissenschaftler macht einen anderen zum Infra-Superman – der hat dann eine Rüstung an, kann springen, hüpfen und fliegen und diverse Strahlen (und seine Handschuhe) verschießen. Aber die Krönung sind die extrem bunte Mischung an Monstern, angeführt von einer peitschendschwingenen “Dämona”. Zum Großteil Menschen in Gummianzügen, mit Tentakeln und Scheren und Federn, aber auch runde, eckige, längliche Monster-Muppets, viel wirkungsvoller als in Return of the Jedi.

Die Monster stehen herum wie auf einer Kinderparty, wirken angeheitert, torkeln siegessicher zum Höhleneingang herein oder heraus (die Höhle: wie ein geheimes James-Bond-Hauptquartier aus der gleichen Epoche). Sie schießen aus Augen, Hörnern oder Handflächen, sie spucken oder pusten oder wachsen ins Riesenhafte, und es explodiert was oder jemand wird in einen Kokon gehüllt, heißen Stahlklaue und Teufelsauge, und man weiß wirklich nie, was ihnen als nächstes einfällt. Sie erinnern mich an nichts so sehr wie die Monster aus “Wo die wilden Kerle wohnen”.

Ansonsten: Wer den Film in den 70er Jahren verpasst hat, der muss ihn jetzt nicht nachholen. Aber wer ihn mit zwölf Jahren oder so im Dreimäderlhaus in Haunstetten gesehen hat, der freut sich, ihn mal wieder gesehen zu haben. Nächste DVD im Regal: “Galaxina” von 1980. Auch nicht viel besser, aber wir haben ihn gemocht, auf VHS-Kopie dritter Generation.

(Aus der Reihe: Alles muss raus. Angefangene Blogbeiträge des Jahrs 2008 aufräumen.)

Warum müssen wir das lernen?

Weil’s da drin steht: Stichwort “Allgemeinbildung” bei Amazon.

Ich hielt neulich so ein Buch in der Hand. Wenn man Schülern das Buch vor die Nase hält, dann akzeptieren die das, und dem Buch glauben sie mehr als dem Lehrer, fürchte ich. (Und wenn sie dem Buch misstrauen: auch nicht schlecht.)

Dumm ist nur, dass tatsächlich auch in einem dicken Buch dieser Art nicht viel drinsteht. Ich habe mir mal das Kapitel für Literatur und Deutsch angeschaut, und wenn man Fachmann für ein Gebiet ist, entdeckt man, dass die Schüler schon viel mehr lernen sollen als in einem solchen Buch steht.

Weihnachten bei den Raus

Es gab eine Gans. Ich wollte zuerst eine gefüllte Gans machen, weihnachtlich gefüllt, also nicht mit Äpfeln und Kastanien, sondern mit Backpflaumen und Nelken und solchem Zeug. Vielleicht sogar richtig lebkuchig? Aber dann bin ich auf diese Suche nach der perfekten Weihnachtsgans aufmerksam gemacht worden und habe mich erst mal für eine ungefüllte Gans entschieden. Lediglich ein Sträußchen Beifuß habe ich ihr zusätzlich in den Bauch gegeben, und draußenrum viel Salz. Das mit dem Beifuß halte ich für Aberglauben. Schmeckt nach nichts. Die Gans ist gut geworden. Beim nächsten Mal dann ein gefüllte, und danach die Gans mit Hefeteig-Füllung, von der in dem Blogeintrag die Rede ist.

weihnachten2008

Hier sieht man die Gänsekeulen auf den Tellern.

Zu trinken gab es zuvor Eggnogg, und damit ich das aus einem amerikanischen Kochbuch abgewandelte Rezept nicht vergesse, sei es hier festgehalten:

4 Eier trennen, die Eigelb mit einer Prise Salz verrühren und nach und nach 1/2 Tasse Zucker (100 g) unterrühren, bis die Mischung dick ist. Dann eine knappe Tasse Bourbon und Rum (deutlich mehr vom ersten als vom letzten, je nach Geschmack) zugeben, 1/3 l Milch, alles gut verquirlen.
Die Eiweiß mit einer Tüte Vanillinzucker steifschlagen, 250 ml Sahne steifschlagen (oder je nach Belieben auch halbsteif), beides zur Ei-Alkohol-Mischung geben, unterheben. (Und etwas geriebene Muskatnuss oben drauf.)

Gibt acht Gläser voll, also genug für zwei durstige Leute, denen es schmeckt.

Letzte Schulwoche, Ferien

Die letzten Tage waren sehr anstregend für mich, deshalb hatte ich auch keine Kraft übrig zum Bloggen. Am letzten Wochenende waren meine LK-Schüler zum Frühstücken bei mir, Kurstreffen. Das war schön, hätten wir schon früher machen sollen, aber es war ohnehin schwer, einen Termin auszumachen. Ich war vor allem erfreut, dass die Schüler auch die exotischeren Sachen gegessen haben – Hummus, Baclava, Fladenbrot.

Am Montag war dann Adventsmarkt in der Schul-Aula. Ich war da, habe Fotos gemacht, danach private Leserunde. Dienstag Lehrerkonferenz (Moodle vorstellen), im Anschluss Fachbetreuerkonferenz. Mittwoch dann regulärer Nachmittagsunterricht. Fürs nächste Jahr: Den Schülern gleich am Anfang zeigen, dass die Spiele auf ihren Handys alle in Java geschrieben sind, damit sie wissen, dass diese Programmiersprache auch zu etwas zu gebrauchen ist.
Donnerstag: Konzert, auch in der Aula. Freitag: Gottesdienst, Aula.

weihnachtsmarkt2008

Ein Foto, stellvertretend für viele, die ich gemacht habe.

Dabei ist mir eine Idee gekommen: Gibt es eigentlich Scrapbook-Anwendungen fürs Web? So wie man offline Bücher mit Fotos und Text gestalten und eventuell auf Papier bestellen kann, hätte ich gerne was fürs Web. Am besten mit tagebuchartigem Aufbau. Für jeden Tag eine Doppelseite; in der üblichsten Ansicht werden Tage, an denen nichts passiert ist, gar nicht erst angezeigt. Angemeldete Benutzer sollten – am besten per Drag & Drop – Bilder auf eine Tagebuchseite einfügen können und rechts ein bisschen Text schreiben. So könnte eine einfache Schulchronik erstellt werden.

Freitag vormittag dann Klassleiterstunde. Ich war für meinen LK eingeteilt, hatte eine Gitarre dabei, für die Schüler im Kurs, die besser spielen als ich. Ein bisschen haben wir auch gesungen. Da Kurse keine Klassenzimmer haben, war uns ein anderer Raum zugewiesen worden – der Computerraum, wie es sich ergab. Da sitze ich auch immer bei Elternabenden. So konnte ich die Liedtexte per Beamer an die Wand schmeißen. Und dann schlug eine Schülerin vor, doch bei Youtube die entsprechenden Karaoke-Videos zu benutzen. Ich gestehe, ich war noch nie auf die Idee gekommen, dass es die dort geben könnte – aber klar, natürlich. Viele Lieder. Und so hat mein Kurs dann auch tatsächlich “Last Christmas” gesungen.

(Im Nachhinein: Dafür hätte ich keinen Computerraum gebraucht, das geht auch in den Klassenzimmern.)

Jetzt erstmal Weihnachten.

Eine neue Idee aus Schule und wir und andere Verkündungen

Aus meine Schulzeit kenne ich das als “Schule und wir”, ein Magazin des Kultusministeriums, das ein paar Mal im Jahr über die Schüler an die Eltern verteilt wird. Seit vielenvielen Jahren heißt es anders, nämlich “EZ”, was wohl für “Elternzeitschrift” steht, aber wer will sich denn so etwas merken.

Interessant daran waren und sind darin eigentlich nur die Briefe mit rechtlichen Anfragen von Eltern. “Darf der das” lautet das Thema. In der letzten Ausgabe (hier gibt’s viele als pdf) geht es unter anderem darum, ob ein Schüler eine verpflichtende Schulaufgabe (Leistungsnachweis) nachschreiben muss, wenn er das schon einmal getan hat, der Lehrer sie aber vor der Korrektur und Herausgabe verloren hat.

Die Antwort: Nein, muss er nicht. Der Lehrer hat gefälligst aufzupassen, und wenn er eine Schulaufgabe verliert, erhält der Schüler die Möglichkeit, sie nachzuholen – oder sie wird einfach ersatzlos gestrichen.

Mmmmmmmhh. Das eröffnet ganz neue Möglichkeiten. Falls jemand Lust hat: Wir könnten uns zum Beispiel im Abitur-Doppeljahrgang auf ein Korrekturwochenende treffen, sagen wir im Karlshof bei Nördlingen. Wenn dann Waschbären in unser Auto einbrechen und die gesammelten Schulaufgaben fressen (bitte keine abiturrelevanten Arbeiten), dann können wir leider auch nichts machen.

Außerdem: Das KuMi meldet, dass das Amtsblatt der Bayerischen Staatsministerien für Unterricht und Kultus und Wissenschaft, Forschung und Kunst (KWMBl) ab 2009 digital und kostenlos zur Verfügung steht. Und zwar unter: www.verkuendung.bayern.de.

Computerliches

Mann, der Computer. In der letzten Woche wieder mal richtig viel Zeit mit ihm verbracht, und damit meine ich: ohne Internetnutzung.

Zum Ersten: Nach vielen Jahren der Ruhe hatte ich wieder regelmäßig den Blue screen of death. Mehrfach so, dass mein Windows nicht mehr starten wollte. Glücklicherweise habe ich parallel auch Linux installiert (auf einer zweiten internen Festplatte, sicher ist sicher), mit dem ich ebenfalls booten kann und so wenigstens an meine Daten und auch Windows wieder reparieren konnte. Woran es lag, war für mich als Laien auch nicht leicht herauszukriegen: Erst vor kurzem hatte ich den Arbeitsspeicher erweitert (von 512 MB auf 2 GB), meine Windows-Festplatte ist betagt; aber am Ende war es wohl doch die Grafikkarte. — Der Großteil meiner Daten ist ohnehin auf einer externen Festplatte. Ich bin jetzt auch mit meinen Profil-Ordnern von Thunderbird und Firefox dorthin umgezogen, und auch “Eigene Dateien” ist jetzt nicht mehr “C:\Dokumente und Einstellungen\Benutzername\Eigene Dateien”, sondern in einem anderen Verzeichnis auf der anderen Festplatte. So ist alles, an das ich beim Backup denken muss, an einer Stelle.

Zweitens: Programmieren kann ich stundenlang. Die 10. Klasse lernt gerade Java, ich frische meine Kenntnisse auf. Wir verwenden als Entwicklungsumgebung BlueJ, das eigens für schulische Zwecke entworfen wurde und ganz handsam ist. Am Schuljahresende soll ein kleines Projekt stehen. Zum Ausprobieren habe ich mal versucht, ein Programm zur Umsetzung eines Gefangenendilemma-Turniers zu schreiben, in dem die verschiedenen Strategien gegeneinander antreten. (Gibt’s irgendwo schon als Java, aber ich will ja selber programmieren.) Für die Zeit in der Klasse ist das Projekt zu umfangreich, für mich gerade richtig. Es funkioniert auch alles, aber dann fällt mir doch wieder eine Ergänzung ein, oder ich will komfortablere Ein- und Ausgabemöglichkeiten. Vorweg gesagt, von den Ergebnissen bin ich überrascht. “Tit For Tat” schneidet nicht in so vielen Strategiezusammensetzungen gut ab, wie ich nach der Literatur dazu geschätzt hätte. Weiß noch nicht, woran es liegt. Brenne darauf, es herauszufinden. Beim Programmieren vergeht die Zeit mindestens so schnell wie beim Computerspielen.

Drittens: Habe mit Freedom Force und neuen Szenarien dazu ein altes Computerspiel wiederentdeckt. Nicht so stundenlang, wie ich gerne hätte.

Viertens: Moodle präsentieren. Ich habe ja eine geteilte Meinung zu Moodle. Selber profitiert habe ich davon bei einer Fortbildung. Mit Schülern ist mir das leider noch nie so richtig gelungen. Unter anderem deswegen, weil ich noch nie eine Klasse hatte, in der jeder Schüler eine E-Mail-Adresse hatte oder jeder Schüler Internetzugang zu Hause. Also bleibt nur das Arbeiten im Computerraum, was vielleicht sowieso sinnvoller ist, um den Schülern nicht zuviel am Nachmittag zuzumuten. (Das Anmelden an der bayrischen Schul-Moodle-Installation ist laut Benutzungsrichtlinien ohnehin freiwillig, anders als das Führen eines Hefts oder Lesen eines Buchs.) Im Computerraum habe ich allerdings in jeder Klasse Schüler, die keine Doppelklicks können oder keine zwei Tasten gleichzeitig drücken können. Andererseits, irgendwann müssen sie es lernen.
Richtig profitieren kann ich erst, wenn die Schüler keine Scheu mehr vor dem Computer haben. Und vielleicht trägt Moodle ja dazu bei, dass manche Schüler die Scheu – nach und nach und nach – verlieren. Interessante Erfahrungen mit Moodle und mit einer Online-Fortbildung in Dillingen schildert Herr Holze. Für den nächsten Italien-Austausch an meiner Schule will ich jedenfalls einen Moodle-Kurs anregen.

Jedenfalls stelle ich am Dienstag Moodle dem Kollegium in einer – durchwegs positiv gehaltenen – Präsentation vor. Und zwar versuche ich das mit der Lessig-Methode, auf die ich bei Geistesblitz gestoßen bin. (Dort ist auch dieser Artikel mit Details zur Methode verlinkt.)
Herausgekommen ist eine Mischform, eher noch zu traditionell. Aber ich habe viele der Regeln gebrochen, von denen ich eigentlich glaubte, sie für mich herausgefunden zu haben. Und das fühlt sich viel besser an und das Herumbasteln daran macht Spaß.