Nicht läuft in der Kom­mu­ni­ka­ti­on ohne Bilder – fast nichts. Schon vor der Ablösung des fo­to­gra­fi­schen Ver­fah­rens mit Ne­ga­tiv­film und Abzügen durch elek­tro­ni­sche Auf­nah­me­tech­ni­ken sind ver­schie­de­ne Da­ten­for­ma­te für Bild­da­tei­en ent­wi­ckelt worden. Stich­wor­te sind RAW, BMP, TIFF. Schnell bemerkten Ent­wick­ler, dass bei diesen Formaten be­acht­li­che Da­tei­grö­ßen entstehen, die vor allem bei schnellen Web­an­wen­dun­gen hin­der­lich waren. Das führte zur Suche nach Mög­lich­kei­ten, Bilder kom­pri­mie­ren zu können. Der „Streit“ JPG vs. PNG ist noch lange nicht zu Ende, da tauchen auch schon wieder neue Formate am Bild­ho­ri­zont auf – wie zum Beispiel WebP als Googles haus­ei­ge­nes Bild­for­mat.

Um eines kommen alle diese tech­ni­schen Raf­fi­nes­sen nicht herum: Sie müssen auf einem Aus­ga­be­me­di­um dar­ge­stellt werden – zuerst auf einem mehr oder weniger großen Bild­schirm mit einer be­stimm­ten Auflösung. Und da kommt die Picture Cell ins Spiel – als Kunstwort zum Pixel ver­schmol­zen und als Begriff zirka 1965 erstmalig verwendet. Erfahren Sie unserem Ratgeber, wie ein Pixel aufgebaut ist und was es bei der bild­li­chen Dar­stel­lung leistet.

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Was ist ein Pixel?

Das Pixel – Abkürzung px – ist das kleinste Element einer digitalen bild­li­chen Dar­stel­lung. Es ist mit weiteren Pixeln zum Beispiel auf einem Monitor oder einem Handy-Display in einem Raster an­ge­ord­net. Aus der Kom­bi­na­ti­on einer großen Anzahl von Pixeln entsteht eine Ras­ter­gra­fik.

Die zu­sam­men­ge­setz­te Ras­ter­gra­fik kann das Auge mühelos „ent­zif­fern“. Schwie­ri­ger, ei­gent­lich unmöglich wird es schon bei einer Ver­grö­ße­rung des Bildteils im weißen Rahmen.

In der obigen Abbildung wurden die Ras­ter­punk­te durch das genutzte Programm (Photoshop) dar­ge­stellt. Jedes Pixel hat eine andere Farbe oder Farb­nu­an­ce, die dann das zu­sam­men­ge­setz­te Bild erzeugen. Um solch ein Bild in HD-Qualität wie­der­zu­ge­ben, sind 1920 x 1080 Bild­punk­te nötig, also insgesamt 2.073.600 Pixel. Diese Anzahl von Bild­punk­ten muss zum Beispiel in einem Monitor einzeln, in der richtigen Rei­hen­fol­ge und Wie­der­ho­lungs­ra­te durch die Elek­tro­nik an­ge­spro­chen werden, damit die gesamte Dar­stel­lung flim­mer­frei und farb­rich­tig sichtbar ist.

Wie sind Pixel aufgebaut?

Damit ein Pixel eine bestimmte Farbe dar­stel­len kann, ist es aus Subpixeln in den Farben Rot, Grün und Blau (RGB) zu­sam­men­ge­setzt. Diese Subpixel können ver­schie­de­ne Bauformen haben, um ein möglichst gut auf­ge­lös­tes Layout mit wenigen Leer­stel­len zwischen den Elementen zu erzeugen. Was technisch möglich ist, zeigt zum Beispiel der Blick auf das Display eines iPhone 11 Pro: Es hat eine Dis­play­grö­ße von 2436 x 1125 Pixeln bei einer Auflösung von 458 ppi (pixels per inch). Das ergibt eine Pi­xel­grö­ße von 0,05 Mil­li­me­tern mit Subpixeln von 0,018 Mil­li­me­tern (gerundete Werte).

Aus dem Farbwert der Kom­bi­na­ti­on von jeweils drei Subpixeln ergibt sich die wahr­nehm­ba­re Farbe des einzelnen Pixels. Die drei Farben werden additiv gemischt und können so un­ter­schied­li­che Werte annehmen. Additiv mischen heißt Über­ein­an­der­le­gen.

Haben alle drei Grund­far­ben den Ma­xi­mal­wert 255, wird Schwarz aus­ge­ge­ben. Bei RGB = 0/0/0 erscheint Weiß. Durch die Werte da­zwi­schen können rund 16,7 Millionen Farb­nu­an­cen (2563) dar­ge­stellt werden.

Fakt

Mit dem so genannten Subpixel-Rendering wird die Dar­stel­lung von feinsten Nuancen auf Displays nochmals ver­fei­nert.

Pi­xel­grö­ße und Bild­qua­li­tät

Das Bienen-Bild und sein Aus­schnitt haben bereits ver­deut­licht, wie sich die Größe von Pixeln auf die optische Wahr­neh­mung auswirkt. Monitore aus der An­fangs­zeit des PC waren noch Geräte mit klas­si­scher Bildröhre und Auf­lö­sun­gen von 640 x 480 (VGA), dann 800 x 600 (SVGA). Noch gar nicht so lange her ist das so genannte „HD ready“ mit 1280 x 720 Pixeln. Echtes HD bietet 1920 x 1080 Pixel, neueste Systeme mit 8K Full-Format weisen 8192 x 4320 Pixel auf. Der Wett­streit um die Anzahl der Pixel nahm erst mit der Ent­wick­lung von LED-Monitoren so richtig Fahrt auf. Durch sie wurden in kürzester Zeit sehr hohe Pi­xel­dich­ten erreicht, die sich heute in den Displays moderner Smart­phones wie­der­fin­den.

Als Maß für die Auflösung von Bildern zur Dar­stel­lung auf Monitoren haben sich 72 dpi (dots per inch, Punkte pro Zoll) als ein für das mensch­li­che Auge aus­rei­chen­der Wert erwiesen. Je kleiner diese Bild­punk­te sind, desto mehr lassen sich auch einer Mo­ni­tor­flä­che un­ter­brin­gen, und die Gesamt-Auflösung des Gerätes ist größer. Bei pro­fes­sio­nel­len Druck­sa­chen sind 300 dpi der gängige Wert.

Ein einmal er­stell­tes digitales Ras­ter­bild zum Beispiel einer Di­gi­tal­ka­me­ra lässt sich zwar in starkem Maße ver­grö­ßern, aber dabei sinkt immer die Wie­der­ga­be­qua­li­tät. Um bei­spiel­wei­se Gesichter auf Fotos oder Videos un­kennt­lich zu machen, hat sich daher der Begriff „verpixeln“ ein­ge­bür­gert.

Tipp

Um die Auflösung eines Com­pu­ter­bild­schirms zu verändern, genügt beim Windows-PC ein rechter Mausklick auf das Hin­ter­grund­bild. In er­schei­nen­den Dia­log­me­nü wählen Sie „Gra­fik­op­tio­nen“ oder „Gra­fik­ei­gen­schaf­ten“, die dann zu den wählbaren Pi­xel­wer­ten führen. Im MacOS erreichen Sie das über das Apple-Menü > Sys­tem­ein­stel­lun­gen > Monitore.

Was sind Megapixel?

Das Wort Megapixel um­schreibt eine große Menge von Pixeln, um genau zu sein, eine Million Bild­punk­te. Auf­ge­kom­men ist der Begriff „Megapixel“ mit der zu­neh­men­den Ver­mark­tung digitaler Kameras sowie von Smart­phones mit Kameras. Der Begriff dient dazu, deren Bild­auf­lö­sung zu be­schrei­ben. Al­ler­dings können hoch­wer­ti­ge Kameras auch mit nicht ganz so hohen Megapixel-Angaben durchaus viel aus einem Motiv her­aus­ho­len. Bei ihnen sorgt hoch­leis­tungs­fä­hi­ge Kamera-Software für Schärfe- und Hel­lig­keits­ein­stel­lun­gen sowie für die Un­ter­drü­ckung des Bild­rau­schens, was für die Bild­dar­stel­lung oft eine größere Rolle spielt als allein eine hohe Auflösung in Me­ga­pi­xeln.

Tipp

Im Digital Guide finden Sie auch einen Überblick über die gän­gigs­ten Bild­for­ma­te und ihre Vor- und Nachteile.

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