Типы изображений по глубине цвета

Установка глубины цвета необходима в начале работы с изображением и определяет его тип и количество возможных оттенков тона (цвета).

Рассмотрим возможности цветопередачи и понятие глубины цвета, используя понятия Photoshop.

Компьютерная палитра	Цветовая глубина	Цветовой режим в Photoshop, пояснения	Пример
Черно-белое (2 цвета)	1 b/p	Штриховой рисунок (BITMAP) Глубина цвета у черно-белой штриховой графики равна 1 биту, поэтому такую графику иногда называют "однобитовой". Единственный бит информации может указывать состояние "включено" или "отключено". Это означает, что существует два возможных цвета - белый (ток включен) или черный (ток отключен)
16 цв. 256 цв	4 b/p 8 b/p	Максимальное число цветов для индексированного изображенияравно 256. Такие цвета кодируются в виде цветовых таблиц (индексов). В этой таблице цвета предопределены, как мелки в коробке пастели. Этот режим достаточно часто используется, например, в изображениях для Web-страниц. Подобная организация делает размер файла небольшим. Существует способ имитации тоновых уровней с помощью смешивания пикселов (так называемый " dithering "), когда несколько пикселов призваны вызывать у зрителя ощущение какого-либо тона. Таким образом получают вполне фотореалистичное изображение с малой глубиной цвета
Черно-белый полутон	8 b/p	Если используется тоновое изображение, то глубина цвета такого изображения традиционно равна 8 битам. Такое изображение называют "grayscale" ("серая шкала"). Если каждый пиксел кодировать восемью битами, то можно получить 256 оттенков серого. Информация о полутоновом изображении организуется в одноцветный канал, который называется Black (Черный)
RGB True Color (Истинный цвет)	24 b/p (8 b/p, 3 канала)	Такое изображение называется по имени цветовой модели - RGB-image или TrueColor (Истинный цвет). Для того чтобы сохранить цветовую информацию, технические системы используют цветные фильтры (красный, зеленый и синий). В результате создаются три изображения в градациях серого со значениями яркости от 0 до 255. В них каждый пиксел описывается восемью битами, в сумме 24 бита, что дает возможность закодировать около 16,7 миллиона оттенков
32 b/p (4 канала по 8 b/p)	• Режим CMYK. Создаются четыре канала изображения в градациях серого • Или изображение в режиме RGB с дополнительным альфа-каналом

Таким образом, различают следующие основные типы изображений по глубине цвета: чернобелые штриховые изображения, изображения в градациях серого и полноцветные изображения.

Объем пиксельного файла - это количество информации, для хранения которой требуется дисковое пространство. Можно рассчитать объем изображения еще до того, как он создан.

Объем файла в пиксельной графике никоим образом не зависит от содержания. Из этого факта вытекают следующие правила:

• Необходимость кадрирования, что обозначает "обрезку" лишнего изображения и удаление лишней площади. Это полезно и по эстетическим критериям.

• Если необходимо уменьшать объем файла, то влиять можно только на геометрические размеры, разрешение и глубину цвета.

Разрешение определяет величину пиксела геометрически. Глубина цвета определяет количество битов, с помощью которых составляются коды тона (цвета). Хотя разрешение и глубина цвета существуют неразрывно (не бывает изображений с разрешением, но без глубины цвета, и наоборот), но фактически они никак не связаны. (Штриховая графика для вывода на фотонаборном автомате обладает высоким разрешением и минимальной глубиной цвета (1 bit).

В плакатах возможны изображения с очень низким разрешением (5 ppi), но большой глубиной цвета (24 b/p).)

Разрешение - это размер минимального элемента, а глубина цвета - это качество минимального элемента (тоновый и цветовой уровни).

Коротко рассмотрим понятия цветовых моделей.

Цветовая модель - это способ описания цвета с помощью количественных характеристик.

В этом случае не только легко сравнивать отдельные цвета и их оттенки между собой, но и использовать их в цифровых технологиях.

Цветовая модель RGB (по первым буквам слов Red (Красный), Green (Зеленый) и Blue (Синий))

Множество оттенков цветов мы различаем оттого, что излучается свет определенных длин волн.

К излучаемым цветам можно отнести, например, белый свет, цвета на экране телевизора, монитора и так далее. Основными считаются три: красный, зеленый и синий.

Цветовая модель RGB представляется в виде трехмерного графика: куба, у которого нулевая точка - черный цвет (излучение отсутствует) - (0, 0, 0). Каждая координата отражает вклад каждой составляющей в результирующий цвет в диапазоне от 0 до 255 (уровень серого в каждом цветовом канале). Точка с максимальными значениями (255, 255, 255) представляет белый цвет. По диагонали, соединяющей эти точки, располагаются серые оттенки, так как значения трех составляющих одинаковы (23, 23, 23), (130, 130, 130) и т. д.). Этот диапазон называют серой шкалой (grayscale). Три вершины куба дают чистые исходные цвета (255, 0, 0), (0, 255, 0), (0, 0, 255), остальные три отражают двойные смешения исходных цветов: из красного и зеленого получается желтый (255, 255, 0), из зеленого и синего - голубой (0, 255, 255), а из красного и синего - пурпурный (255, 0, 255).

Рис. 1.6. Основные цвета модели RGB

Вернемся к 16,7 миллионам оттенков цвета в одноименной палитре: для нашего глаза оттенки цвета, описываемые координатами (0, 0, 1), (0, 1, 0) и даже (3, 6, 4), будут неразличимы; но компьютер их воспринимает как различные. Совокупность всех значений координат дает более 16 млн оттенков (224 = 16 777 216).

Данная цветовая модель применяется в качестве основной во всех компьютерных системах.

Соответственно в этой модели доступны максимальные возможности редактирования изображения.

Цветовая модель CMYK (Сyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый), Key ("ключевой"))

Данная модель описывает реальные полиграфические краски. Основных красок три: Сyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yelloy (желтый). Они составляют полиграфическую триаду (process colors). Каждому пикселу в CMYK -изображении присваиваются значения, определяющие процентное содержание триадных красок. Нулевые значения составляющих дают белый цвет (бумага), максимальные значения должны давать черный, их равные значения - оттенки серого.

Рис. 1.7. Триада основных цветов модели CMYK

Полиграфические краски не так идеальны, как луч света. Смешение трех основных красок не синтезирует чистый черный цвет, поэтому в число основных полиграфических красок была внесена черная краска: буква K - это сокращение от слова "Key" ("основной", "ключевой"). От черного цвета в значительной степени зависит общая резкость оттисков.

Эта модель применяется только в полиграфическом производстве, поэтому перевод в нее всегда осуществляется на последних этапах обработки изображения. Модели RGB и CMYK хотя и связаны друг с другом, однако их взаимные переходы друг в друга никогда не происходят без потерь.

Цветовая модель HSB (Цветовой оттенок (Hue), Насыщенность (Saturation), Яркость (Brightness))

Модель HSB согласуется с восприятием цвета человеком: цветовой тон - эквивалент длины волны, насыщенность - интенсивность волны, а яркость - количество света. Эта модель считается самой удобной в подборе цвета для пользователя (при выборе мы в любой программе фактически пользуемся этой моделью, а не вводим цифровые характеристики цвета - (рис. 1.8.).

Однако эта модель является абстрактной, поскольку не существует технических средств для непосредственного измерения цветового тона и насыщенности. Она не образует цветовых каналов в документе (сохранить документ в этой цветовой модели нельзя).

Цвет может быть представлен в природе, на экране монитора, на бумаге. Во всех случаях возможный диапазон цветов, или цветовой охват (gamut), будет разным. Самый широкий охват - в природе, он ограничивается только возможностями человеческого зрения. Часть из того, что существует в природе, может передать монитор. Часть из того, что передает монитор, можно напечатать (например, при полиграфическом исполнении плохо передаются цвета с очень низкой плотностью).

Рис. 1.8. Модель HSB дает пользователю удобство выбора цветового тона

Примерные вопросы для контроля

• Каковы основные типы компьютерных изображений?

• Из чего состоят векторные изображения?

• Где применяются векторные изображения?

• Где применяются растровые изображения?

• Каков основной наименьший элемент растрового изображения?

• Дайте характеристики (две) пиксела

• Что такое разрешение растрового изображения? В чем оно измеряется?

• Как подобрать разрешение изображения для определенной цели (на экран компьютера, для вывода на принтер)?

• Что такое глубина цвета? В каких единицах она измеряется?

• Как соотносятся друг с другом разрешение и глубина цвета?

• От чего зависит объем (размер файла на диске) растрового изображения?

• Какие цветовые модели вы знаете?

• Где применяется модель цвета CMYK?

• Можно ли сохранить файл в цветовой модели HSB?

Уже достаточно давно сложился определенный стереотип оформления программных продуктов.

Рассмотрим рабочий стол программы Photoshop (рис. 2.1.).

Рис. 2.1.

Главное меню объединяет средства обработки изображений и команды настройки редактора.

Самые востребованные команды меню поддержаны "горячими" клавишами.

(Подробно с командами главного меню можно ознакомиться в справочных материалах.)