From fda4aca4c7b677ccfde0fcb67e3a6fa8491ff611 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Michael Czechowski Date: Mon, 2 Feb 2026 20:51:46 +0100 Subject: [PATCH] add essay questions across all blocks in 223015b - J23-J24: distribution comparison, analog vs digital - K10-K11: image types, color depth (disabled) - L10-L11: JPEG pipeline, artifacts (L11 disabled) - M7-M8: image format comparison, GIF alternatives (M8 disabled) - N7-N8: frame types, video codec comparison (N8 disabled) - O14-O15: storage tech comparison, backup strategies (O15 disabled) --- slides/223015b/klausurfragen.md | 142 ++++++++++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 142 insertions(+) diff --git a/slides/223015b/klausurfragen.md b/slides/223015b/klausurfragen.md index 7da47cc..0d202ca 100644 --- a/slides/223015b/klausurfragen.md +++ b/slides/223015b/klausurfragen.md @@ -437,6 +437,28 @@ Ordne jede Eigenschaft zu: Vorteil von Analog oder Vorteil von Digital? --- +### J23 – Distribution vergleichen: Download, Streaming, P2P +**Thema:** Distribution – Vergleich +**Punkte:** 3 +**Typ:** `[ESSAY]` + +Erklären Sie die drei digitalen Distributionswege **Download**, **Streaming** und **Peer-to-Peer (P2P)**. Beschreiben Sie für jeden Weg: (1) wie die Daten zum Nutzer gelangen, (2) ob der Nutzer eine dauerhafte Kopie erhält, und (3) nennen Sie je ein Beispiel. + +> **Musterlösung:** **Download:** Datei wird vollständig vom Server heruntergeladen und lokal gespeichert. Nutzer erhält dauerhafte Kopie. Beispiel: iTunes Store, Steam. **Streaming:** Daten werden während des Abspielens übertragen, keine dauerhafte lokale Kopie. Beispiel: Netflix, Spotify. **P2P:** Nutzer laden Teile der Datei gleichzeitig von vielen anderen Nutzern herunter (dezentral). Dauerhafte Kopie möglich. Beispiel: BitTorrent. + +--- + +### J24 – Analog vs. Digital: Kopieren und Archivieren +**Thema:** Analog vs. Digital – Transfer +**Punkte:** 3 +**Typ:** `[ESSAY]` + +Vergleichen Sie **analoge** und **digitale** Medien hinsichtlich (1) Kopierqualität, (2) Langzeitarchivierung und (3) Abhängigkeit von Technik. Nennen Sie je einen konkreten Vor- und Nachteil. + +> **Musterlösung:** **Kopierqualität:** Analog: Jede Kopie verschlechtert sich (Generationsverlust). Digital: Bit-identische Kopien ohne Qualitätsverlust. **Langzeitarchivierung:** Analog: Physischer Verschleiß, aber lesbar ohne spezielle Software (Buch). Digital: Bits altern nicht, aber Formate können obsolet werden (DOCX in 50 Jahren?). **Technikabhängigkeit:** Analog: Buch braucht keinen Strom. Digital: Abhängig von funktionierender Hard- und Software. Vorteil Analog: Unabhängigkeit. Nachteil Analog: Generationsverlust. Vorteil Digital: Perfekte Kopien. Nachteil Digital: Formatobsoleszenz. + +--- + ## BLOCK K – Bildformate & Raster vs. Vektor @@ -593,6 +615,30 @@ Ordne jedem Interpolationsverfahren seine Eigenschaft zu. --- +### K10 – Bildtypen vergleichen: Foto, Screenshot, Logo +**Thema:** Bildformate – Anwendungsfälle +**Punkte:** 3 +**Typ:** `[ESSAY]` + +Sie haben drei Bilder: ein **Foto**, einen **Screenshot** und ein **Logo**. Erklären Sie für jedes Bild, welches Format (JPEG, PNG oder SVG) Sie wählen würden und warum. Begründen Sie Ihre Wahl mit den technischen Eigenschaften des Formats. + +> **Musterlösung:** **Foto → JPEG:** Verlustbehaftete Kompression ist akzeptabel, da kleine Artefakte bei natürlichen Bildern kaum auffallen. Dateigröße deutlich kleiner als PNG. **Screenshot → PNG:** Verlustfreie Kompression erhält scharfe Texte und Linien. JPEG würde sichtbare Artefakte an Kanten erzeugen. **Logo → SVG:** Vektorgrafik ist beliebig skalierbar ohne Qualitätsverlust – ein Logo muss auf Visitenkarte und Plakatwand gleich scharf sein. Dateigröße bei einfachen Formen minimal. + +--- + + + +### K11 – Farbtiefe erklären: 1-Bit, 8-Bit, 24-Bit, 32-Bit +**Thema:** Rastergrafiken – Farbtiefe +**Punkte:** 3 +**Typ:** `[ESSAY]` + +Erklären Sie die Farbtiefen **1-Bit**, **8-Bit**, **24-Bit** und **32-Bit**. Beschreiben Sie für jede: (1) wie viele Farben dargestellt werden können, (2) einen typischen Anwendungsfall. + +> **Musterlösung:** **1-Bit:** 2¹ = 2 Farben (Schwarz/Weiß). Anwendung: Strichzeichnungen, Fax, QR-Codes. **8-Bit:** 2⁸ = 256 Farben. Anwendung: GIF-Bilder, Graustufen, Paletten-Bilder. **24-Bit:** 2²⁴ = 16,7 Millionen Farben (8 Bit pro Kanal: R, G, B). Anwendung: Standard für Fotos und Webgrafiken ("True Color"). **32-Bit:** 24 Bit Farbe + 8 Bit Alpha-Kanal (Transparenz). Anwendung: PNG mit Transparenz, Compositing in Grafikprogrammen. + +--- + ## BLOCK L – JPEG: Innenleben @@ -758,6 +804,30 @@ Ordne jedem JPEG-Artefakt seine Beschreibung zu. --- +### L10 – JPEG-Kompression erklären: RGB, YCbCr, DCT +**Thema:** JPEG – Pipeline verstehen +**Punkte:** 3 +**Typ:** `[ESSAY]` + +JPEG komprimiert in mehreren Schritten. Erklären Sie die Rolle von: (1) **RGB → YCbCr Konversion**, (2) **DCT (Discrete Cosine Transform)**, (3) **Quantisierung**. Welcher dieser Schritte ist verlustbehaftet und warum? + +> **Musterlösung:** **(1) RGB → YCbCr:** Trennt Helligkeit (Y) von Farbe (Cb, Cr). Ermöglicht Chroma Subsampling – Farbauflösung wird reduziert, Helligkeit bleibt voll erhalten. Das Auge sieht Helligkeit besser als Farbe. **(2) DCT:** Wandelt 8×8 Pixelblöcke in Frequenzkoeffizienten um. Sortiert Information nach Wichtigkeit: niedrige Frequenzen = grobe Struktur (wichtig), hohe Frequenzen = feine Details (weniger wichtig). Die DCT selbst ist verlustfrei. **(3) Quantisierung:** Hier passiert der Verlust! Frequenzkoeffizienten werden gerundet/auf Null gesetzt – hohe Frequenzen (Details) werden stärker reduziert. Dieser Schritt ist nicht umkehrbar. + +--- + + + +### L11 – JPEG-Artefakte erklären: Blocking, Ringing, Posterization +**Thema:** JPEG – Artefakte verstehen +**Punkte:** 3 +**Typ:** `[ESSAY]` + +JPEG-komprimierte Bilder zeigen bei niedriger Qualität typische Artefakte. Erklären Sie die drei Artefakte **Blocking**, **Ringing** und **Posterization**. Beschreiben Sie für jedes: (1) wie es aussieht und (2) warum es entsteht. + +> **Musterlösung:** **Blocking:** Sichtbare 8×8-Pixel-Rechtecke. Entsteht, weil jeder Block unabhängig komprimiert wird – bei starker Kompression passen Nachbarblöcke nicht mehr zusammen. **Ringing:** „Geister" oder Halos an scharfen Kanten (z.B. schwarze Schrift auf weißem Hintergrund). Entsteht, weil die DCT mit harten Übergängen schlecht umgehen kann (Gibbs-Phänomen). **Posterization:** Farbverläufe werden stufig statt fließend. Entsteht, weil zu wenige Bits für feine Farbabstufungen übrig bleiben – ähnlich wie ein Poster mit wenigen Farben. + +--- + ## BLOCK M – Bildformate: PNG, GIF, WebP, SVG @@ -867,6 +937,30 @@ Ordne jedem Szenario das optimale Bildformat zu. --- +### M7 – Bildformate vergleichen: JPEG, PNG, WebP +**Thema:** Bildformate – Vergleich +**Punkte:** 3 +**Typ:** `[ESSAY]` + +Vergleichen Sie die drei Bildformate **JPEG**, **PNG** und **WebP**. Beschreiben Sie für jedes: (1) ob es verlustfrei oder verlustbehaftet komprimiert, (2) ob es Transparenz unterstützt, (3) einen idealen Anwendungsfall. + +> **Musterlösung:** **JPEG:** Verlustbehaftet. Keine Transparenz. Ideal für Fotos im Web – kleine Dateien, Qualitätsverlust bei natürlichen Bildern kaum sichtbar. **PNG:** Verlustfrei. Unterstützt Alpha-Transparenz (8 Bit). Ideal für Screenshots, Grafiken mit Text, Bilder mit Transparenz. **WebP:** Kann beides – lossy (wie JPEG) und lossless (wie PNG). Unterstützt Transparenz und Animation. Ideal als moderner Ersatz für beide – 25-35% kleiner als JPEG bei gleicher Qualität. + +--- + + + +### M8 – GIF vs. moderne Alternativen +**Thema:** Bildformate – Animation +**Punkte:** 2 +**Typ:** `[ESSAY]` + +GIF ist ein altes Format (1987), wird aber noch für Animationen verwendet. Erklären Sie: (1) die Haupteinschränkung von GIF, (2) warum es trotzdem noch populär ist, (3) welche moderne Alternative es gibt. + +> **Musterlösung:** **(1) Haupteinschränkung:** Nur 256 Farben (8-Bit-Palette). Farbverläufe werden stufig, Fotos sehen schlecht aus. **(2) Popularität:** Universelle Browser-Unterstützung, einfach zu teilen, "Meme-Kultur" hat das Format am Leben gehalten. **(3) Alternativen:** WebP (Animation + Millionen Farben + kleiner), APNG (animiertes PNG), oder kurze Videos (MP4/WebM mit `