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M3.III.8a ABL Helligkeit einer Farbe

Sie haben bereits zur Umwandlung eines Farbbildes in ein Schwarz-Weiß-Bild die Bestimmung eines Helligkeitswerts über das Skalarprodukt aus Farbvektor und Luminanzvektor erarbeitet. Eine alternative Methode nutzt das Skalarprodukt eines Vektors mit sich selbst: . Wie dieses Ergebnis in der geometrischen Deutung des rgb-Farbvektors als Farbpunkt bzw. als Farbpfeil mit deren Drstellung im Farbwürfel zusammenhängt, untersuchen Sie in diesem Arbeitsblatt.

Aufgabe 1: Helligkeit des Farbvektors als Pfeil und Punkt im Farbwürfel

Wenn Sie Farbvektoren als Punkte bzw. Pfeile (vom Ursprung ausgehend) im Farbwürfel deuten, hängt die Helligkeit grob auch mit deren Darstellung im Farbwürfel zusammen. Erzeugen Sie im Applet Farbvektoren unterschiedlicher Helligkeit, deuten Sie den Farbvektor erst als Punkt und dann als Pfeil. Untersuchen Sie jeweils den Zusammenhang und beschreiben Sie ihn.

M3.III.7c App rgb-Farbvektor als Punkt und Pfeil

|| Benutzerhinweise zum obigen Applet || Bewegen Sie die Schieberegler der Gewichte k,l und m, um den Farbvektor zu ändern. || Mit dem Schieberegler unten kann man zwischen Punkt- und Pfeildeutung des Farbvektors wechseln. || Wenn man oben rechts im Applet auf klickt, wird das Applet auf seinen Ausgangszustand zurückgesetzt. || Wenn man unten rechts im Applet auf klickt, wird das Applet im Vollbild dargestellt.

Aufgabe 2: Länge eines Pfeils im ebenen Koordinatensystem

Ein Pfeil ist eine geometrische Deutung eines Vektors als Änderung zwischen zwei Punkten. Die Länge des Pfeils entspricht dann dem Abstand zwischen den beiden Punkten. Man schreibt dafür auch: Betrachten Sie zunächst Vektoren in 2D. Stellen Sie mithilfe der Abbildung eine Formel auf zur Berechnung des Abstands zwischen P1 und P2 (also der Länge des Pfeils ) und wählen Sie unten die korrekte Antwort.

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  • A
  • B
  • C
  • D
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Aufgabe 3: Länge eines Pfeils im Raum

Nutzen Sie nun die nachfolgende Zeichnung, um den Betrag des Vektors im Dreidimensionalen zu berechnen. Tipp: Berechnen Sie zunächst

Cochez votre réponse ici
  • A
  • B
  • C
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Aufgabe 4: Skalarprodukt eines Vektors mit sich selbst

Geben Sie den Vektor in Komponentenschreibweise an. Berechnen Sie dann das Skalarprodukt des Vektors mit sich selbst und vergleichen Sie das Ergebnis mit der Länge des Pfeils aus Aufgabe 3.

Aufgabe 5: Abstand eines Punkts vom Ursprung

Berechne den Abstand des Punkts vom Ursprung.

Aufgabe 6: Betrag eines Vektors

Der Betrag eines Vektors wird definiert als . Nenne die Bedeutung des Betrags eines Vektors für die Deutung a) Vektor als Pfeil, b) Vektor als Punkt.

Quellen: Susanne Digel adaptiert von Simona Riva .