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Was sind eigentlich Gifs?

Vielleicht hat mancher schon einmal davon gehört: das Bildformat GIF. Besonders in Verbindung mit Webseitengestaltung und Fotodateien wird immer wieder der Begriff GIF benutzt und von vielen auch umgangssprachlich so verwendet. Doch nur wenige wissen, worum es sich bei einem GIF genau handelt. GIF ist eigentlich die Abkürzung von Graphics Interchange Format. Früher hieß die Abkürzung GIFF für Graphics Interchange File Format, jedoch ist diese Bezeichnung inzwischen veraltet. Im Sprachgebrauch wird in der Regel also tatsächlich nur die Abkürzungsform GIF verwendet. Das GIF ist ein Dateiformat, welches zur Speicherung von Fotos und Bildern verwendet wird. Das Bilderformat wurde Ende der 1980er Jahre entwickelt und bot einige Vorteile im Gegensatz zu den bisher verwendeten Formaten. Nicht zuletzt auch darum erlangte das GIF-Format schnell große Verbreitung und etablierte sich schon bald als ein Standardformat für grafische Dateien. Die Verwendung dieses Grafikformates erlaubt eine nahezu verlustfreie Speicherung von Bildern und bietet hohe Bildqualität sowie flexibles Arbeiten beim Bearbeiten von Bildern. Aufgrund der geringen Dateigröße eignen sich die Bilder im GIF-Format außerdem besonders für die Integration in Webseiten, für den elektronischen Versand per E-Mail oder die Speicherung auf diversen Datenträgern.

 


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Die Geschichte   

Das von Steve Wilhite entwickelte GIF wurde 1987 von dem US-Online-DienstCompuServe als Farbformat eingeführt, um das vorher benutzte RLE-Format zu ersetzen, das nur Schwarzweißbilder darstellen konnte. GIF wurde vor allem wegen seiner effizienten KompressionLZW populär. Die entstandenen Bilddateien benötigten deutlich weniger Speicherplatz als andere zu der Zeit übliche Grafikformate wie PCX oder MacPaint. Selbst große Bilder konnten so in vernünftiger Zeit übertragen werden, auch mit langsamen Modems. Zudem ermöglichte die offene Lizenz-Politik von CompuServe jedem Programmierer, GIF für eigene Anwendungen kostenlos zu implementieren, sofern dieser einen Hinweis auf das Urheberrecht des Online-Dienstes anbrachte.

Als das Internetzeitalter begann, war GIF neben dem Schwarz-Weiß-Bildformat XBM das zweite Standardformat für Bilder. Das heute dominierende JPEG-Format wurde erst nach der Einführung des Mosaic-Browsers üblich. Während das XBM-Format vollständig verdrängt wurde, konnte sich GIF behaupten, weil es – im Gegensatz zu JPEG – Transparenz und Animationen erlaubt.

Die erste 1987 herausgebrachte GIF-Version war die Version „87a“. Im Jahr 1989 veröffentlichte CompuServe eine erweiterte Version, die „89a“ genannt wird. Man kann die Version an den ersten sechs Bytes einer GIF-Datei erkennen. Diese entsprechen entweder den ASCII-Zeichen GIF87a oder GIF89a.

GIF hat die MIME-Typen image/gif oder image/giff.

Eigenschaften

Farben, Transparenz und Bildgröße

Bei GIF sind die Farbinformationen in einer Farbtabelle (auch Farbpalette genannt) abgelegt. Diese kann bis zu 256 verschiedene Einträge enthalten, die frei aus 2563 ≈ 16,7 Millionen möglichen Farbwerten auswählbar sind. Als das Bildformat vorgestellt wurde, war dies keine wesentliche Einschränkung, da Hardware, mit der man mehr Farben anzeigen konnte, wegen der sehr hohen Kosten kaum verbreitet war. Für einfache Zeichnungen, Schwarz-Weiß-Fotografien und ähnliches sind 256 Farben oder Graustufen in der Regel auch heute noch ausreichend. Komplexere Bilder wie Farbfotos oder Zeichnungen mit umfangreichen Farbverläufen müssen demzufolge vor der Speicherung auf 256 Farben oder weniger reduziert werden (Farbquantisierung). Die so entstandenen Farbstufen oder Dithering-Effekte sind besonders bei großen Bildern störend sichtbar.

Ab GIF89a kann ein Farbeintrag in der Palette als transparent definiert werden. Dadurch kann man an beliebigen Stellen die jeweilige Hintergrundfarbe durchscheinen lassen und z.B. den Eindruck erwecken, das Bild hätte eine nicht rechteckige Form. Teiltransparenz (Alpha-Transparenz) wie bei PNG ist damit aber nicht möglich: ein Pixel kann nur entweder „voll sichtbar“ oder „komplett durchsichtig“ sein.

Die maximale Größe von GIF-Bildern beträgt 65.535 × 65.535 Pixel, also etwa 4294 Megapixel.

Interlacing

 

Da die typische Bandbreite der Online-Anbindung eines Webnutzers Ende der 1980er, Anfang der 90er Jahre noch sehr begrenzt war, wurde schon in GIF87a die Möglichkeit der so genannten Interlace-Darstellung integriert. Dabei werden die Bilddaten nicht der Reihenfolge nach abgespeichert, sondern zunächst jede 8. Zeile (von oben nach unten), dann jede 4., jede 2. und schließlich die verbleibenden. Bei der Anzeige der Grafik im Webbrowser werden diese Zeilen dann in zunächst 8-facher, dann 4-facher, schließlich doppelter Höhe angezeigt, bis alle Daten geladen sind und das Bild 1:1 dargestellt wird. Auf diese Weise hat der Betrachter auch bei sehr langsamer Verbindung noch relativ schnell eine grobe Voransicht, die dann mit zunehmender Datenmenge verfeinert wird. Eine verbesserte Methode (Adam7) wurde für das PNG-Format übernommen.

Bilder mit mehr als 256 Farben

Schon GIF87a bietet die Möglichkeit mehrere Einzelbilder, von denen jedes eine eigene Farbpalette (Local Color Table) haben kann, in einer Datei zu speichern. Diese Möglichkeit kann dazu verwendet werden Echtfarbenbilder (True-Color-GIFs) zu speichern.[1][2] Anders als bei den animierten GIFs werden diese nicht nacheinander abgespielt sondern nebeneinander aufgebaut. Dazu wird das ganze Bild schachbrettartig in Einzelbilder mit nicht mehr als 256 Farben aufgeteilt, die jeweils eine eigene Palette erhalten. So lassen sich Bilder mit 24 Bit Farbtiefe auch in GIF verlustfrei und standardkonform speichern und darstellen. Da die Einzelbilder unabhängig voneinander komprimiert werden und zudem je eine unkomprimierte lokale Farbpalette von 6 bis 768 Byte Länge erfordern, ist bei solchen „Echtfarben-GIFs“ insgesamt meist keine gute Kompressionsrate mehr zu erreichen.

True-Color-GIFs lassen sich z.B. mit PhotoImpact oder der freien ANGIF-Library von Phil Howard erzeugen. Konqueror, Safari und Netscape Communicator 4.7x zeigen sie sofort und korrekt an. IrfanView, Firefox, Internet Explorer und Opera zeigen die einzelnen Frames jedoch nur mit Zwangspausen von ca. 100 ms dazwischen an, wodurch bis zum vollständigen Bildaufbau der Eindruck einer Animation entstehen kann. True-Color-GIFs lassen sich problemlos als 24-Bit-RGB-Bilder in das Grafikprogramm GIMP importieren. Der Bildbetrachter XnView zeigt schwere Grafikfehler, das Bild ist nicht erkennbar. Die Bildanzeige von Windows XP meldet nur einen Fehler und zeigt das Bild nicht an. Die Programme Reggae und SView5 zeigen die Dateien problemlos an.

Echtfarben-GIFs erreichten bisher keine große Bekanntheit und Verbreitung.

Animationen

Eine sich elf Mal wiederholende GIF-Animation eines Einschlags auf der Mondoberfläche
Eine sich immer wiederholende GIF-Animation der Erde

Man kann die Fähigkeit von GIF, mehrere Einzelbilder zu speichern, auch zum Speichern von Animationen nutzen. Eine offizielle Beschreibung des verwendeten Formates existiert nicht, es hat sich jedoch als ein De-facto-Standard unter Browserherstellern etabliert. Dabei werden die Einzelbilder zeitverzögert nacheinander vom Webbrowser oder dem Bildbearbeitungsprogramm abgespielt. Im Gegensatz zu Echtfarben-GIFs verwenden animierte GIFs für alle Einzelbilder in der Datei dieselbe Farbpalette. Durch diese Animationsmöglichkeit war erstmalig auch die Übertragung kurzer, filmähnlicher Dateien möglich. Animierte GIFs erreichten deshalb eine große Verbreitung und sind auch weiterhin gebräuchlich.

GIF ermöglicht Animationen, die sich ständig wiederholen (siehe Weltkugel rechts) oder Animationen, die nur einmal oder einige Male ablaufen, und dann beim letzten Bild stehen bleiben (siehe Mondeinschlag links).

Am Anfang der Popularität des WWW etwa um das Jahr 2000 wurden schnelle, zyklisch ablaufende GIF-Animationen (beispielsweise rotierende oder blinkende Textelemente) häufig als Blickfang ohne Informationsmehrwert genutzt, was ihnen den scherzhaften Beinamen „Zappel-GIF“ einbrachte. 

 

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