Treppeneffekte

Treppeneffekte sind visuelle oder sensorische Artefakte, bei denen ein kontinuierliches Signal oder eine glatte Fläche aufgrund der Abtastung oder Quantisierung in eine Reihe diskreter Stufen zerlegt wird. Dadurch erscheinen Verläufe oder Oberflächen in segmentierten, treppenartigen Schritten statt in fließenden Übergängen. Der Begriff wird häufig in der digitalen Bild- und Videobearbeitung sowie in der Datendarstellung verwendet.

Ursachen liegen in der begrenzten Auflösung: geringe Farbtiefe, bit-depth, harte Quantisierung, Downsampling, Kompression, unzureichende Abtastraten. In der Computergrafik kann mangelnde Glättung bei Flächenschattierung oder niedrige Polygondichte zu sichtbaren Kantenstufen führen; in Monitorausgabe oder Druck kann Farb- und Helligkeitsbanding auftreten.

Bereiche, in denen Treppeneffekte auftreten, umfassen Fotografie, Video, Computer Graphics, Plotten von Funktionen und Messdatenvisualisierung. Typische Erscheinungsformen sind Banding in Graustufen- oder Farbverläufen, sichtbare Konturen in Schattenbereichen oder Treppchen auf schrägen Flächen.

Gegenmaßnahmen umfassen höhere Auflösung oder Farbtiefe, Nutzung von Dithering, Antialiasing, bessere Interpolations- oder Resampling-Filter, und Glättungsverfahren in der Datenvisualisierung. In der Praxis werden Treppeneffekte dadurch oft reduziert, aber nicht vollständig eliminiert, insbesondere dort, wo natürliche Verläufe sehr feine Abstufungen erfordern.