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Kapitel 2 — Kompression: Prinzipien und Pipelines
Bedient Klausur-Block: 3 (Kompression: Prinzipien) Slide-Budget: ~22 (90-min-Termin, das kürzeste Kapitel — Vorbereitung für Kapitel 3)
Bogen
Eine Stunde, eine Frage: „Wie machen wir Daten kleiner — und was darf dabei verloren gehen?"
- Wir öffnen mit dem Alltag: WhatsApp-Bild vs Original-Foto (Dateigröße-Schock).
- Zwei fundamental verschiedene Wege werden eingeführt: Redundanz raus (verlustfrei) vs Irrelevanz raus (verlustbehaftet).
- Verlustfrei wird an RLE durchgespielt — manuell, am Whiteboard, anfassbar.
- Verlustbehaftet wirft die Frage auf: was darf verloren gehen? Antwort kommt aus der Wahrnehmungsforschung — Psychoakustik (Audio), Psychovisualität (Bild). Hier nur das Prinzip, die Pipelines folgen in Kap 3.
- Entscheidungsmatrix für den Alltag: Foto-Archiv (Lossless), Streaming (Lossy), Code-Repo (Lossless), Backup (kommt drauf an).
- Selbstlernen: ZIP-Test mit drei Dateitypen, der zeigt warum schon-komprimierte Dateien nicht weiter komprimieren.
Advance Organizer
Daten sind unhandlich.
│
┌───────────┴───────────┐
▼ ▼
VERLUSTFREI VERLUSTBEHAFTET
Redundanz raus Irrelevanz raus
(umkehrbar) (nicht umkehrbar)
│ │
RLE · Huffman Psychoakustik (MP3)
ZIP · PNG · FLAC Psychovisualität (JPEG)
│ │
└───────────┬───────────┘
▼
Wann was?
(Entscheidungsmatrix)
→ neue Demo-Datei: kap02-kompression-bogen.html
Folien-Skelett
| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Cover | Kapitel 2 — Kompression | — | — | reuse cover |
| 2 | Lead | Daten sind unhandlich | Hook | WhatsApp · Spotify · ZIP | — |
| 3 | Inhalt | Foto-Größenschock | Hook | Original 12 MB → WhatsApp 200 KB | NEU vergleich |
| 4 | Advance Organizer | Zwei Wege der Kompression | Roter Faden | — | NEU kap02-bogen |
| 5 | Lead | Verlustfrei (Lossless) | L3.1 | — | — |
| 6 | Inhalt | Prinzip: Redundanz raus, umkehrbar | L3.1 | — | — |
| 7 | Demo | RLE manuell: AAAAABBBCCCCCCCC → 5A3B8C | L3.2 | — | reuse RLE-Beispiel |
| 8 | Inhalt | Wo wird Lossless eingesetzt | L3.1, L3.3 | ZIP · PNG · FLAC · RAW | — |
| 9 | Inhalt | LV-Tasche-Analogie: Original vs Fälschung | L3.1 | — | reuse lv-original-vs-fake |
| 10 | Lead | Verlustbehaftet (Lossy) | L3.1 | — | — |
| 11 | Inhalt | Prinzip: Irrelevanz raus, nicht umkehrbar | L3.1, L3.4 | Spotify-Stream | — |
| 12 | Inhalt | Was nimmt ein Mensch nicht wahr? | L3.4 | — | — |
| 13 | Inhalt | Psychoakustik: Maskierung, Hörschwelle | L3.4 | Vorgriff auf MP3 | NEU psychoakustik-grafik |
| 14 | Inhalt | Psychovisualität: Luminanz vor Chrominanz | L3.4 | Vorgriff auf JPEG | NEU psychovisualität-grafik |
| 15 | Inhalt | Wo wird Lossy eingesetzt | L3.1, L3.3 | MP3 · JPEG · H.264 · WebP | — |
| 16 | Klausur | Vergleichstabelle Lossless vs Lossy | L3.1, L3.3 | — | reuse vergleichstabelle |
| 17 | Demo | Bild in 100% / 50% / 10% Qualität | L3.3 | — | reuse jpeg-qualität-vergleich |
| 18 | Inhalt | Kompressionsraten in der Praxis | L3.1 | Song 10× · Foto 12× · 4K-Video 120× | reuse kompressionsraten-tabelle |
| 19 | Inhalt | Wann verwendet man was? | L3.3 | Foto-Archiv · Stream · Code · Backup | NEU entscheidungsmatrix |
| 20 | Selbstlernen | ZIP-Test: txt vs bmp vs jpeg | L3.1, L3.2, L3.3 | — | — |
| 21 | Inhalt | Warum komprimiert ZIP-auf-JPEG nicht mehr | L3.1, L3.2 | — | — |
| 22 | Zusammenfassung | Was wir gelernt haben | alle B3 | — | NEU summary |
Selbstlernen Übung
- ZIP-Test (~10 min): Drei Dateien gleicher Originalgröße zippen: (a) Textdatei mit wiederholten Mustern, (b) unkomprimierte BMP, (c) JPEG. Vergleich der ZIP-Größen liefert die Aha-Erkenntnis: schon-komprimierte Dateien lassen sich nicht weiter komprimieren (Entropie-Grenze ohne Mathematik).
Streichungs-Liste (Verlagerungen aus Kap 1)
Aktuell stehen diese Inhalte in 01-grundlagen-text-audio.md und werden hierher verschoben (nicht erfunden):
- Verlustfreie/Verlustbehaftete Kompression (3 Slides + Vergleichstabelle)
- Kompressionsraten-in-der-Praxis-Tabelle
- LV-Original-vs-Fake-Bridge-Folie
Diese Vertiefungen entfallen:
- Vertiefungs-Slide „Claude Shannon Entropie"-Math — Klausurirrelevant, raus
- „Cola-Sirup für Sodastream"-Analogie-Sammlung in Speaker-Notes — Auswahl reduzieren auf max 2 Analogien
Visualisierungen — neu zu bauen
| Demo-Datei | Was zeigt sie |
|---|---|
kap02-bogen.html |
Advance Organizer für Kompression |
psychoakustik-grafik.html |
Maskierung visualisieren (lauter Ton überdeckt leisen) |
psychovisualität-grafik.html |
Luminanz-Detail vs Chrominanz-Detail nebeneinander |
entscheidungsmatrix-kompression.html |
Wann-was-Tabelle (Archiv/Stream/Code/Backup) |
summary-kap02.html |
Zusammenfassung |
Reuse: lv-original-vs-fake, RLE-Beispiel, kompressionsraten-tabelle, vergleichstabelle (alle in Bestand).
Validierungs-Status
- Bogen formuliert
- Advance Organizer skizziert
- Folien-Skelett mit Lernziel-Bezug
- Selbstlernen geplant
- Verlagerungen aus Kap 1 dokumentiert
- Dozent-Review und Lock