Компьютерная грамотность с Надеждой. Кодирование цветов


кодирование цвета пиксела цветного изображения

Кодирование цвета. Палитра

Кодирование цвета

Для того чтобы компьютер имел возможность работать с цветными изображениями, необходимо представлять цвета в виде чисел - кодировать цвет. Способ кодирования зависит от цветовой модели и формата числовых данных в компьютере. Для модели RGB каждая из компонент может представляться числами, ограниченными некоторым диапазоном, например дробными числами от нуля до единицы либо целыми числами от нуля до некоторого максимального значения. Наиболее распространенной схемой представления цветов для видеоустройств является так называемое RGB-представление, в котором любой цвет представляется как сумма трех основных цветов – красного, зеленого, синего – с заданными интенсивностями. Все возможное пространство цветов представляет собой единичный куб, и каждый цвет определяется тройкой чисел (r, g, b) – (red, green, blue). Например, желтый цвет задается как (1, 1, 0), а малиновый – как (1, 0, 1), белому цвету соответствует набор (1, 1, 1), а черному – (0, 0, 0). Обычно под хранение каждого из компонентов цвета отводится фиксированное число n бит памяти. Поэтому считается, что допустимый диапазон значений для компонент цвета не [0; 1], а [0; 2n-1]. Практически любой видеоадаптер способен отобразить значительно большее количество цветов, чем то, которое определяется размером видеопамяти, отводимой под один пиксел. Для использования этой возможности вводится понятие палитры. Палитра – массив, в котором каждому возможному значению пиксела ставится в соответствие значение цвета (r, g, b). Размер палитры и ее организация зависят от типа используемого видеоадаптера. Наиболее простой является организация палитры на  EGA-адаптере. Под каждый из 16 возможных логических цветов (значений пиксела) отводится 6 бит, по 2 бита на каждый цветовой компонент. При этом цвет в палитре задается байтом вида 00rgbRGB, где r,g,b,R,G,B могут принимать значение 0 или 1. Таким образом, для каждого из 16 логических цветов можно задать любой из 64 возможных физических цветов. ^ 16-цветная стандартная палитра для видеорежимов EGA, VGA. Реализация палитры для 16-цветных режимов адаптеров VGA намного сложнее. Помимо поддержки палитры адаптера EGA, видеоадаптер дополнительно содержит 256 специальных DAC-регистров, где для каждого цвета хранится его 18-битовое представление (по 6 бит на каждый компонент). При этом с исходным логическим номером цвета с использованием 6-битовых регистров палитры EGA сопоставляется, как и раньше, значение от 0 до 63, но оно уже является не RGB-разложением цвета, а номером DAC-регистра, содержащего физический цвет. ^ 256-цветная для VGA. Для 256-VGA значение пиксела непосредственно используется для индексации массива DAC-регистров. В настоящее время достаточно распространенным является формат True Color, в котором каждый компонент представлен в виде байта, что дает 256 градаций яркости для каждого компонента: R=0…255, G=0…255, B=0…255. Количество цветов составляет 256х256х256=16.7 млн (224). Такой способ кодирования можно назвать компонентным. В компьютере коды изображений True Color представляются в виде троек байтов, либо упаковываются в длинное целое (четырехбайтное) - 32 бита (так, например, сделано в API Windows): C = 00000000 bbbbbbbb gggggggg rrrrrrrr. ^

Индексные палитры

При работе с изображениями в системах компьютерной графики часто приходится искать компромисс между качеством изображения (требуется как можно больше цветов) и ресурсами, необходимыми для хранения и воспроизведения изображения, исчисляемыми, например, объемом памяти (надо уменьшать количество байтов на пиксел). Кроме того, некоторое изображение само по себе может использовать ограниченное количество цветов. Например, для черчения может быть достаточно двух цветов, для человеческого лица важны оттенки розового, желтого, пурпурного, красного, зеленого, а для неба – оттенки голубого и серого. В этих случаях использование полноцветного кодирования цвета является избыточным. При ограничении количества цветов используют палитру, предоставляющую набор цветов, важных для данного изображения. Палитру можно воспринимать как таблицу цветов. Палитра устанавливает взаимосвязь между кодом цвета и его компонентами в выбранной цветовой модели. Компьютерные видеосистемы обычно предоставляют возможность программисту установить собственную цветовую палитру. Каждый цветовой оттенок представляется одним числом, причем это число выражает не цвет пиксела, а индекс цвета (его номер). Сам же цвет разыскивается по этому номеру в сопроводительной цветовой палитре, приложенной к файлу. Такие цветовые палитры называют индексными палитрами.  ^ Индексная палитра – это таблица данных, в которой хранится информация о том, каким кодом закодирован тот или иной цвет. Эта таблица создается и хранится вместе с графическим файлом. Разные изображения могут иметь разные цветовые палитры. Например, в одном изображении зеленый цвет может кодироваться индексом 64, а в другом этот индекс может быть отдан розовому цвету. Если воспроизвести изображение с "чужой" цветовой палитрой, то зеленая елка на экране может оказаться розовой. ^

Фиксированная палитра

В тех случаях, когда цвет изображения закодирован двумя байтами (режим High Color), на экране возможно изображение 65 тысяч цветов. Разумеется, это не все возможные цвета, а лишь одна 256-я доля общего непрерывного спектра красок, доступных в режиме True Color. В таком изображении каждый двухбайтный код тоже выражает какой-то цвет из общего спектра. Но в данном случае нельзя приложить к файлу индексную палитру, в которой было бы записано, какой код какому цвету соответствует, поскольку в этой таблице было бы 65 тыс. записей и ее размер составил бы сотни тысяч байтов. Вряд ли есть смысл прикладывать к файлу таблицу, которая может быть по размеру больше самого файла. В этом случае используют понятие фиксированной палитры. Ее не надо прилагать к файлу, поскольку в любом графическом файле, имеющем 16-разрядное кодирование цвета, один и тот же код всегда выражает один и тот же цвет.

Безопасная палитра

Термин безопасная палитра используют в Web-графике. Поскольку скорость передачи данных в Интернете пока оставляет желать лучшего, для оформления Web-страниц не применяют графику, имеющую кодирование цвета выше 8-разрядного. При этом возникает проблема, связанная с тем, что создатель Web-страницы не имеет ни малейшего понятия о том, на какой модели компьютера и под управлением каких программ будет просматриваться его произведение. Он не уверен, не превратится ли его "зеленая елка" в красную или оранжевую на экранах пользователей. В связи с этим было принято следующее решение. Все наиболее популярные программы для просмотра Web-страниц (броузеры) заранее настроены на некоторую одну фиксированную палитру. Если разработчик Web-страницы при создании иллюстраций будет применять только эту палитру, то он может быть уверен, что пользователи всего мира увидят рисунок правильно. В этой палитре не 256 цветов, как можно было бы предположить, а лишь 216. Это связано с тем, что не все компьютеры, подключенные к Интернету способны воспроизводить 256 цветов. Такая палитра, жестко определяющая индексы для кодирования 216 цветов, называется безопасной палитрой.

studfiles.net

Цветовая модель RGB в Word

Теоретическая часть компьютерной грамотности по вопросу кодирования цвета изложена в статье «Кодирование цветовой информации». Перейдем к практике. Для этого зайдите в редактор MS Word, напечатайте произвольный текст, состоящий не менее, чем из 7-и слов. Затем мы сделаем из этого текста разноцветную «радугу», используя цветовую модель RGB.

Кнопка: Цвет текста на панели MS Word

Первое слово давайте раскрасим в красный цвет. Красный цвет имеет кодировку: Красный=255, Зеленый=0, Синий=0. Чтобы добиться этого цвета при помощи модели RGB, нужно сделать следующее. Выделяем первое слово в нашем тексте (для этого подводим курсор мыши к первой букве, нажимаем на левую кнопку мыши и, удерживая ее нажатой, «проводим» по всему слову слева направо, затем кнопку мыши отпускаем).

Затем находим кнопку на панели MS Word, которая называется «Цвет текста» и выглядит, как буква «А», под которой стоит жирная горизонтальная полоса (цвет полосы может быть любым, но обычно он – черный). Рядом с этим значком стоит флажок, изображающий треугольник, обращенный вниз. Надо курсором мыши кликнуть по этому флажку.

Цветовая модель RGB в Word

В открывшемся окне кликните «Другие цвета». Затем войдите на вкладку «Спектр». Вы увидите три поля, в которые можно вписывать коды цветов. При этом должна быть установлена цветовая модель «RGB».

Чтобы раскрасить наше первое слово в красный цвет, необходимо ввести число 255 в поле «Красный», число 0 в поле «Зеленый» и число 0 в поле «Синий». После этого кликните на кнопку «ОК». Выделенное слово должно «покраснеть», для этого нужно с него снять ранее сделанное выделение.

Аналогичным образом предлагаю Вам «раскрасить» остальные 6 слов в цвета:

Зеленый: Красный=0, Зеленый=255, Синий=0

Синий: Красный=0, Зеленый=0, Синий=255

Лиловый: Красный=255, Зеленый=0, Синий=255

Голубой: Красный=0, Зеленый=255, Синий=255

Желтый: Красный=255, Зеленый=255, Синий=0

Белый: Красный=255, Зеленый=255, Синий=255. Когда текст станет белого цвета, то его не будет видно на белом фоне (буква «ы» в слове «белый» – белого цвета, поэтому она не видна). Кстати, букву «ы» в этом слове можно увидеть, если выделить ее при помощи мышки. Таким образом, на самом деле окрашенный в белый цвет текст сохраняется. Это может применяться для сокрытия текста, который не должны видеть пользователи, но такой (белый) текст может читать, например, компьютерная программа.

P.S. Рекомендую также прочитать:

Представление информации в компьютере

Кодирование текстовой информации

Проверяем, кодирует ли компьютер текст?

Кодирование цветовой информации

P.P.S. Чтобы подписаться на получение новых статей, которых еще нет на блоге: 1) Введите Ваш e-mail адрес в эту форму: 2) На Ваш e-mail придёт письмо для активации подписки. Обязательно кликните по указанной там ссылке, чтобы подтвердить добровольность своей подписки: подробнее с видеоуроком Автор: Надежда Опубликовано 3 июля 2010 в рубрике Кодирование информации

www.compgramotnost.ru

6 Вопрос. Кодирование цвета

Любой цвет можно представить в виде комбинации трёх основных цветов: красного, зелёного и синего (их называют цветовыми составляющими). Если закодировать цвет точки с помощью трёх байтов (24 бита), то первый байт будет нести информацию о красной составляющей, второй - зелёной, а третий - синей. Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем ярче этот цвет. Задавая любые значения (от 0 до 255) для каждого из трёх байтов, с помощью которых кодируется цвет, можно закодировать любой из 16,5 миллионов цветов.

8 Вопрос. Cmyk

Система CMYK создана и используется для типографической печати.

Аббревиатура CMYK означает названия основных красок, использующихся для четырехцветной печати: голубой (Сyan), пурпурный (Мagenta) и желтый (Yellow). Буквой К обозначают черную краску (BlacK), позволяющую добиться насыщенного черного цвета при печати. Используется последняя, а не первая буква слова, чтобы не путать Black и Blue. Иногда его называют еще «Контур».

Формирование цвета в cmyk:

 

Каждое из чисел, определяющее цвет в CMYK, представляет собой процент краски данного цвета, составляющей цветовую комбинацию.

Пример: для получения тёмно-оранжевого цвета следует смешать 30% голубой краски, 45% пурпурной краски, 80% жёлтой краски и 5% чёрной. Это можно обозначить следующим образом: (30/45/80/5).

Применение cmyk:

Область применения цветовой модели CMYK — полноцветная печать. Именно с этой моделью работает большинство устройств печати.

9 Вопрос. Rgb

Цифровая цветовая модель RGB

Цвет компьютерного экрана изменяется от черного (отсутствие цвета) до белого (максимальная яркость всех составляющих цвета: красного, зеленого и синего). На бумаге, напротив, отсутствию цвета соответствует белый, а смешению максимального количества красок — темно-бурый, который воспринимается как черный.

Аббревиатура RGB означает названия трех цветов, использующихся для вывода на экран цветного изображения: Red (красный), Green (зеленый), Blue (синий).

Формирование цвета в RGB:Цвет на экране монитора формируется при объединении лучей трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Если интенсивность каждого из них достигает 100%, то получается белый цвет. Отсутствие всех трех цветов дает черный цвет.

Любой цвет, который мы видим на экране, можно описать тремя числами, обозначающими яркость красной, зеленой и синей цветовых составляющих в цифровом диапазоне от 0 до 255. Графические программы позволяют комбинировать требуемый RGB-цвет из 256 оттенков красного, 256 оттенков зеленого и 256 оттенков синего. Итого получается 256 х 256 х 256 = 16,7 миллионов цветов.

Применение RGB:Изображения в RGB используются для показа на экране монитора. При создании цветов, предназначенных для просмотра в браузерах, как основа используется та же цветовая модель RGB.

10 Вопрос. Интерполяция

Интерполяция изображений работает в двух измерениях и пытается достичь наилучшего приближения в цвете и яркости пикселя, основываясь на значениях окружающих пикселей. 

Способы интерполяции изображений в Adobe Photoshop

При интерполяции по соседним (Nearest Neighbor) для добавляемого программой пикселя берется значение пикселя соседнего с ним. То есть, если соседний пиксель красный, то и программа увеличивает разрешение изображения добавлением красного пикселя.

В случае билинейной (Bilinear) интерполяции графический редактор берет среднее цветовое значение пикселов с каждой стороны от вновь создаваемого. Например, между красным и белым цветом появится розовый.

Бикубическая (Bicubic) интерполяция усредняет значение группы не только непосредственно граничащих, но и всех соседних пикселов. Какой диапазон пикселов выбирается для усреднения и по какому алгоритму это усреднение происходит - этим отличаются способы бикубической интерполяции. На иллюстрации выше мы видим варианты бикубической интерполяции в Adobe Photoshop.

Примечание

Разрешение изображения, полученное с помощью программной интерполяции всегда хуже реального (физического) разрешения, так как искусственное добавление пикселей снижает качество изображения (происходит потеря мелких его деталей). Иначе говоря, чем сильнее трансформируется изображение, тем больше оно деградирует.

studfiles.net

Цветовые модели - Кодирование информации

sites.google.com

Цветовые модели

Если говорить о кодировании цветных графических изображений, то нужно рассмотреть принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. Применяют несколько систем кодирования: HSB, RGB и CMYK. Первая цветовая модель проста и интуитивно понятна, т. е. удобна для человека, вторая наиболее удобна для компьютера, а последняя модель CMYK-для типографий. Использование этих цветовых моделей связано с тем, что световой поток может формироваться излучениями, представляющими собой комбинацию " чистых" спектральных цветов : красного, зеленого, синего или их производных. Различают аддитивное цветовоспроизведение (характерно для излучающих объектов) и субтрактивное цветовоспроизведение (характерно для отражающих объектов). В качестве примера объекта первого типа можно привести электронно-лучевую трубку монитора, второго типа - полиграфический отпечаток.

1) Модель HSB характеризуется тремя компонентами: оттенок цвета(Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Можно получить большое количество произвольных цветов, регулируя эти компоненты. Эту цветовую модель лучше применять в тех графических редакторах, в которых изображения создают сами, а не обрабатывают уже готовые. Затем созданное свое произведение можно преобразовать в цветовую модель RGB, если ее планируется использовать в качестве экранной иллюстрации, или CMYK, если в качестве печатной, Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Направление вектора задается в угловых градусах и определяет цветовой оттенок. Насыщенность цвета определяется длиной вектора, а яркость цвета задается на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет. Точка в центре соответствует белому (нейтральному) цвету, а точки по периметру - чистым цветам

2) Принцип метода RGB заключается в следующем: известно, что любой цвет можно представить в виде комбинации трех цветов: красного (Red, R), зеленого (Green, G), синего (Blue, B). Другие цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия этих составляющих.По первым буквам основных цветов система и получила свое название - RGB. Данная цветовая модель является аддитивной, то есть любой цвет можно получить сочетание основных цветов в различных пропорциях. При наложении одного компонента основного цвета на другой яркость суммарного излучения увеличивается. Если совместить все три компоненты, то получим ахроматический серый цвет, при увеличении яркости которого происходит приближение к белому цвету. При 256 градациях тона (каждая точка кодируется 3 байтами) минимальные значения RGB (0,0,0) соответствуют черному цвету, а белому - максимальные с координатами (255, 255, 255). Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем этот цвет ярче. Например, темно-синий кодируется тремя байтами ( 0, 0, 128), а ярко-синий (0, 0, 255).

3) Принцип метода CMYK. Эта цветовая модель используется при подготовке публикаций к печати. Каждому из основных цветов ставится в соответствие дополнительный цвет (дополняющий основной до белого). Получают дополнительный цвет за счет суммирования пары остальных основных цветов. Значит, дополнительными цветами для красного является голубой (Cyan,C) = зеленый + синий = белый - красный, для зеленого - пурпурный (Magenta, M) = красный + синий = белый - зеленый, для синего - желтый (Yellow, Y) = красный + зеленый = белый - синий. Причем принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие можно применять как для основных, так и для дополнительных, то есть любой цвет можно представить или в виде суммы красной, зеленой, синей составляющей или же в виде суммы голубой, пурупурной, желтой составляющей. В основном такой метод принят в полиграфии. Но там еще используют черный цвет (BlacК, так как буква В уже занята синим цветом, то обозначают буквой K). Это связано с тем, что наложение друг на друга дополнительных цветов не дает чистого черного цвета.

При полноцветном режиме для кодирования яркости каждой из составляющих используют по 256 значений (восемь двоичных разрядов), то есть на кодирование цвета одного пикселя (в системе RGB) надо затратить 8*3=24 разряда. Это позволяет однозначно определять 16,5 млн цветов. Это довольно близко к чувствительности человеческого глаза. При кодировании с помощью системы CMYK для представления цветной графики надо иметь 8*4=32 двоичных разряда

Режим High Color - это кодирование при помощи 16-разрядных двоичных чисел, то есть уменьшается количестко двоичных разрядов при кодировании каждой точки. Но при этом значительно уменьшается диапазон кодируемых цветов.

При индексном кодировании цвета можно передать всго лишь 256 цветовых оттенков. Каждый цвет кодируется при помощи восьми бит данных. Но так как 256 значений не передают весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу, то подразумевается, что к графическим данным прилагается палитра (справочная таблица), без которой воспроизведение будет неадекватным: море может получиться красным, а листья - синими. Сам код точки растра в данном случае означает не сам по себе цвет, а только его номер (индекс) в палитре. Отсюда и название режима - индексный.

Соответствие между количеством отображаемых цветов (К) и количеством бит для их кодировки (а) находиться по формуле: К = 2а.

Двоичный код изображения, выводимого на экран, хранится в видеопамяти. Видеопамять - это электронное энергозависимое запоминающее устройство. Размер видеопамяти зависит от разрешающей способности дисплея и количества цветов. Но ее минимальный объем определяется так, чтобы поместился один кадр (одна страница) изображения, т.е. как результат произведения разрешающей способности на размер кода пикселя

 Vmin = M * N * a

Шестнадцатицветная палитра позволяет увеличить количество используемых цветов. Здесь будет использоваться 4-разрядная кодировка пикселя: 3 бита основных цветов + 1 бит интенсивности. Последний управляет яркостью трех базовых цветов одновременно (интенсивностью трех электронных пучков).

При раздельном управлении интенсивностью основных цветов количество получаемых цветов увеличивается. Так для получения палитры при глубине цвета в 24 бита на каждый цвет выделяется по 8 бит, то есть возможны 256 уровней интенсивности (К = 28).

Цветовое кодирование информации

Наше время не зря называют веком информации. Посудите сами — по сравнению с прошлыми временами мы научились получать в ходе опытов, экспериментов или других мероприятий столько данных, что проблема их предоставления в удобном виде вышла на первый план. Конечно, можно работать и с необработанным массивом данных — рядами цифр, показателей и так далее, однако это требует завидной концентрации и досконального понимания того, что именно делается. Предоставив информацию в более простом, пусть и менее точном виде, можно добиться весьма превосходного результата, который будет наглядным, понятным случайному человеку и — что самое главное — не искажающим фактов. Один из способов такого представления называется цветовым кодированием информации.

В общем виде цветовое кодирование можно представить как метод, позволяющий представить для сопоставления множество различных показателей таким образом, что их восприятие органами зрения дает достаточно полную картину для принятия каких-либо решений на основании этих данных. Что характерно, этот метод используется достаточно давно, однако, к сожалению, далеко не все аналитики могут правильно его использовать. Впрочем, давайте остановимся подробнее на истории метода.

История цветового кодирования

img00001979

Старинная карта Кипра

Одной из первых областей применения цветового кодирования по праву считается картография. Наверняка каждый видел так называемые физические карты какой-либо местности — при помощи различных цветов и их оттенков на этих картах отображается рельеф местности, различные объекты вроде рек, озер. Кроме того, возможно и другое применение — если на полученную карту нанести информацию о территориальной принадлежности объектов или, например, информацию об особенностях климата, мы получим не менее удобную для работы карту, содержащую именно ту информацию, которая нам нужна. При этом вполне допустимо смешение стилей карт — при помощи соответствующих цветов, которые используются в качестве обозначения, один вид информации отделяется от другого и они могут вполне мирно сосуществовать. Сейчас при составлении карт местности используются те же принципы.

Если вам интересно попробовать свои силы, то в блоге есть статья о том, как нарисовать карту.  Сразу так шикарно вряд ли получится. Но основные принципы понять будет можно.

55330812_6563

Старая карта Каменца. 17 век.

Более подробные карты, например, карта города или какого-то микрорайона содержат гораздо больше информации — номера домов, остановки общественного транспорта, основные направления движения, магазины, банковские учреждения — при помощи правильно подобранного соотношения цветов нанесение практически любого количества информации. Именно из принципов составления карт в цветовое кодирование пришла так называемая легенда, кратко рассказывающая непосвященным, что же нанесено на карте. Нередко в легенде также используется цветовое кодирование — это позволяет значительно сэкономить место при необходимости вывода информации на печать.

Применение

BibleVizArc7small

Визуализация текста Библии. Большой размер.

Идею достаточно быстро оценили — как уже упоминалось, развитие наук давало куда больше данных, чем было необходимо в тот момент, поэтому четкое распределение такого количества информации требовало применения технологий цветового кодирования. В сочетании с другими графическими способами представления — например, построением графиков и диаграмм, цветовое кодирование давало возможность уместить куда больше информации на одном графике, позволить наглядно оценить и сравнить между собой различные результаты. Активнее стали пользоваться цветовым кодированием в сочетании с более «математическими» способами практически все, кому нужно было сравнить между собой показатели за различные периоды времени, предоставить информацию для ознакомления — ведь проще было объяснить, какой цвет за что отвечает, после чего, в силу наглядности метода, все становилось понятно даже тем, кто не очень разбирался в вопросе. Именно в таком ключе цветовое кодирование используется до сих пор.

diagram

Схема московского метро. Илья Бирман.

metro-2

Диаграмма пассажиропотоков метро. Таня Мисютина.

Правила использования цветового кодирования

Но, как и любой метод, цветовое кодирование подчиняется ряду правил, соблюдение которых позволит вам самостоятельно освоить и применять его. Правил всего четыре, однако понимание каждого из них приходит только во время практического применения.

Итак:

  1. Убедитесь, что вам нужно именно цветовое кодирование! Возможно, другой способ представления будет менее трудоемким и более наглядным? Пользуйтесь методом цветового кодирования только там, где он действительно необходим — когда данных слишком много и представить их другим способом означает сделать эти данные или выводы, которые были сделаны вами на основании их использования, неочевидными и непонятными окружающим.
  2. При составлении информационного отчета с использованием цветового кодирования не используйте так называемые «кислотные» цвета — видимая эффектность таких цветов может сыграть с вами злую шутку, особенно если таких цветов много — они очень тяжело воспринимаются большинством зрителей.
  3. Используйте цвет. Использование названий цветов, различных штриховок и прочих заменителей будет куда менее эффективно и, опять же, сделает вашу работу менее понятной. Ключевым моментом в цветовом кодировании является именно то, что восприятие информации происходит за счет использования различных сочетаний цвета и для достижения эффекта никакие аналоги не подойдут.
  4. При составлении работы старайтесь использовать не более четырех цветов. Это самый оспариваемый пункт в правилах, однако, анализируя существующие статистические отчеты, карты и так далее, можно заметить, что самые понятные из них составлены именно с использованием четырех базовых цветов и их оттенков, различимых невооруженным глазом. Это связано с особенностями восприятия изображений нашим мозгом и здесь сложно что-либо изменить.

Несомненно, метод цветового кодирования в данный момент успешно применяется в самых различных областях науки и в обозримом будущем его применение будет только расти, что неудивительно — столь удобный инструмент по нраву всем!

blog.shaihalov.ru

Кодирование цвета - различные подходы

Как закодировать цвет

Модель RGB (red-green-blue, красный-зеленый-синий)

Различные цвета получаются смешиванием этих 3-х основных цветов. Чтобы определить,какие цвета нужно смешать для получения искомого цвета сделаем следующее: 1)нарисуем радугу в виде колеса, используя такое предложение:

«Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан»

Первые буквы в словах обозначают цвета. К-красный, О-оранжевый, Ж-желтый, З-зеленый, Г-голубой, С-синий, Ф-фиолетовый.

2)выделим из представленных цветов основные красный, зеленый и синий. На рисунке видно, что между красным и зеленым расположены цвета оранжевый и желтый. Их можно получить смешиванием красного и зеленого, а синий цвет должен отсутствовать. Между зеленым и синим расположен голубой. Чтобы получить голубой цвет, нужно смешать синий и зеленый, а красный должен отсутствовать. Между синим и красным цветом расположен фиолетовый. Чтобы получить фиолетовый цвет, нужно смешать синий и красный, зеленый должен отсутствовать. Если смешать все три цвета красный, зеленый и синий, то получим белый цвет. Черный цвет получаем, когда нет ни одного цвета.

В данной модели для кодирования цвета выделено 3 байта, по 1 байту на каждый из трех основных цветов. Поэтому интенсивность цвета может принимать значение от 0 до 255 (28=256 комбинаций). Для примера, пусть цвета нужны яркие, интенсивность максимальна(255). В таблице опишем как будут закодированы цвета:

Серый цвет-переход от черного к белому. Три основных цвета имеют одинаковую интенсивность. Если нам нужен темно-серый цвет, то нужно уменьшмить интенсивность основных цветов, т.е сдвинуться к черному. Например, 10-чный код такой:(64,64,64). Если нужен светло-серый, значит, будем двигаться в сторону белого, т.е. увеличим интенсивность базовых цветов: (192,192,192).

В общем случае кодирование цвета - это распределение мощности светового потока по частотам. Свет представляет собой смесь гармонических (синусоидальных) электромагнитнных колебаний разных частот. На каждой частоте f колебание можно охарактеризовать интенсивностью (амплитудой) и фазой колебания: y(t)=Asin(2πft+φ). Суммарное колебание можно описать, задав зависимости амплитуды и фазы от частоты: A(f) и φ (f). Эти зависимости называют амплитудным и фазовым спектрами электромагнитного колебания. Человеческий зрительный анализатор воспринимает световые колебания.

Примечание: Обратите внимание, чтобы исчерпывающим образом описать свет, излучаемый точечным источником, надо использовать две непрерывные (т.е. характеризуемые бесконечным множеством значений) функции амплитудного и фазового спектра (при этом мы еще опускаем возможность поляризации света).

В то же время известно, что в компьютерной технике характеристику света, испускаемого элементом изображения, характеризуют всего лишь тремя составляющими (например, красной, зеленой и синей). Чтобы понять, почему это возможно, надо рассмотреть особенность человеческого зрения. Гипотеза цветового зрения - трехкомпонентная

Человеческий глаз имеет три типа цветовых анализаторов (R,G,B) Каждый из них имеет свою (непрерывную) частотную характеристику (см. рисунок ниже) с достаточно широкой полосой пропускания, а на выходе каждого цветового анализатора - сигнал, пропорциональный интегральной интенсивности излучения в полосе.

Отсюда понятно, что получить данную величину сигнала интенсивности на выходе цветового рецептора можно, подавая на вход свет с разным спектральным составом, и, в частности, монохроматический свет. Только поэтому данный (широкополосный) свет воспринимается глазом субьективно так же, как сумма трех (не обязательно R,G,B) компонент. Таким образом, трехкомпонентное цветовое представление предназначено прежде всего для визуализации (т.е. для восприятия глазом) и может не годиться для других технических целей. В рамках трехккомпонентного представления цвета надо задавать три независимых величины интенсивности для каждой цветовой компоненты. Насколько точно надо представлять каждую компоненту?

Это зависит от назначения системы. Если она предназначена для субъективного восприятия, а человек способен различать яркость соседних участков в монохромном изображении, когда она отличается на величину около 1%…0,5%., - достаточно 8 битов на каждую цветовую компоненту пиксела.

список сайтов: http://perscom.ru/index.php/2012-03-16-15-10-21/517-2012-03-16-19-09-02 http://infoegehelp.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=65:kodirovanieizobr&catid=45:2011-12-18-16-49-04&Itemid=66

 

Назад: Кодирование цвета - различные подходы

wiki.vspu.ru

Кодирование цвета

Количество просмотров публикации Кодирование цвета - 75

Кодирование цвета. Палитра

Лекция 5

Цветовые профили

Изложенные выше теории восприятия и воспроизведения цвета на практике используются с серьезными поправками. Образованный в 1993 ᴦ. Международный консорциум по цвету (ICC) разработал и стандартизировал системы управления цветом (Color Management System, CMS). Такие системы призваны обеспечить постоянство цвета на всœех этапах работы для любых устройств, учитывая особенности конкретных устройств при воспроизведении цвета.

В реальности не существует устройств с цветовым охватом, полностью совпадающим с моделями RGB, CMYK, CIE и любыми другими. По этой причине для приведения возможностей устройств к некоторому общему знаменателю были разработаны цветовые профили.

Цветовой профиль – средство описания параметров цветовоспроизведения.

В компьютерной графике всякая работа начинается в пространстве RGB, поскольку монитор физически излучает эти цвета. По инициативе компаний Microsoft и Hewlett Packard была принята стандартная модель sRGB, соответствующая цвето- вому охвату монитора среднего качества. В таком цветовом пространстве должна без проблем воспроизводиться графика на большинстве компьютеров. Но эта модель весьма упрощенная, и ее цветовой охват существенно уже, чем у качественных мониторов.

Сегодня практически повсœеместным стандартом стали цветовые профили, создаваемые в соответствии с требованиями ICC. Основное содержание такого профиля составляют таблицы (матрицы) соответствия цветов при различных преобразованиях.

Самый заурядный профиль монитора должен содержать как минимум матрицы для преобразования CIE – RGB и таблицу для обратного преобразования, параметры белого цвета и градационную характеристику (параметр Gamma).

Главная особенность ICC-профиля печатающего устройства - крайне важно сть учета взаимовлияния цветов. В случае если на мониторе точки люминофора излучают практически независимо, то при печати краски накладываются на бумагу и друг на друга. По этой причине профили печатающих устройств содержат огромные матрицы для пересчета взаимных преобразований пространств XYZ и Lab, математические модели различных вариантов таких преобразований.

Для того чтобы компьютер имел возможность работать с цветными изображениями, крайне важно представлять цвета в виде чисел - кодировать цвет. Способ кодирования зависит от цветовой модели и формата числовых данных в компьютере.

Для модели RGB каждая из компонент может представляться числами, ограниченными некоторым диапазоном, к примеру дробными числами от нуля до единицы либо целыми числами от нуля до некоторого максимального значения. Наиболее распространенной схемой представления цветов для видеоустройств является так называемое RGB-представление, в котором любой цвет представляется как сумма трех базовых цветов – красного, зелœеного, синœего – с заданными интенсивностями. Все возможное пространство цветов представляет собой единичный куб, и каждый цвет определяется тройкой чисел (r, g, b) – (red, green, blue). К примеру, желтый цвет задается как (1, 1, 0), а малиновый – как (1, 0, 1), белому цвету соответствует набор (1, 1, 1), а черному – (0, 0, 0).

Обычно под хранение каждого из компонентов цвета отводится фиксированное число n бит памяти. По этой причине считается, что допустимый диапазон значений для компонент цвета не [0; 1], а [0; 2n-1].

Практически любой видеоадаптер способен отобразить значительно большее количество цветов, чем то, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ определяется размером видеопамяти, отводимой под один пиксел. Для использования этой возможности вводится понятие палитры.

Палитра – массив, в котором каждому возможному значению пиксела ставится в соответствие значение цвета (r, g, b). Размер палитры и ее организация зависят от типа используемого видеоадаптера.

Наиболее простой является организация палитры на EGA-адаптере. Под каждый из 16 возможных логических цветов (значений пиксела) отводится 6 бит, по 2 бита на каждый цветовой компонент. При этом цвет в палитре задается байтом вида 00rgbRGB, где r,g,b,R,G,B могут принимать значение 0 или 1. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, для каждого из 16 логических цветов можно задать любой из 64 возможных физических цветов.

16-цветная стандартная палитра для видеорежимов EGA, VGA. Реализация палитры для 16-цветных режимов адаптеров VGA намного сложнее. Помимо поддержки палитры адаптера EGA, видеоадаптер дополнительно содержит 256 специальных DAC-регистров, где для каждого цвета хранится его 18-битовое представление (по 6 бит на каждый компонент). При этом с исходным логическим номером цвета с использованием 6-битовых регистров палитры EGA сопоставляется, как и раньше, значение от 0 до 63, но оно уже является не RGB-разложением цвета͵ а номером DAC-регистра, содержащего физический цвет.

256-цветная для VGA. Для 256-VGA значение пиксела непосредственно используется для индексации массива DAC-регистров.

Сегодня достаточно распространенным является формат True Color, в котором каждый компонент представлен в виде байта͵ что дает 256 градаций яркости для каждого компонента: R=0…255, G=0…255, B=0…255. Количество цветов составляет 256х256х256=16.7 млн (224).

Такой способ кодирования можно назвать компонентным. В компьютере коды изображений True Color представляются в виде троек байтов, либо упаковываются в длинное целое (четырехбайтное) - 32 бита (так, к примеру, сделано в API Windows):

C = 00000000 bbbbbbbb gggggggg rrrrrrrr.

referatwork.ru


Смотрите также