Режимы растровых изображений

В растровой графике обычно используются четыре режима представления изображения (рис. 3.5).

Рисунок 3.5. Режимы растровых изображений

Штриховое изображение — line art. Такой режим обычно называется bitmap (битовая карта) или bmp (бинарный режим). На каждый пиксель такого изображения отводится один бит информации. Одним битом кодируются два состояния (0, 1), в данном случае это два цвета: черный и белый. Глубина цвета такого изображения один бит [51].

Конвертирование тонального изображения в штриховое — процесс творческий, связанный с содержанием, смыслом и красотой изображения.

В ландшафтном проектировании этот режим применяется при сканировании штриховых изображений: планировок, схем, чертежей и т. п. Этот же режим, как правило, используется векторизаторами — программами, преобразующими растровое изображение в векторное.

Градации серого (полутоновый) — gray scale. Пиксель полутонового изображения кодируется 8 битами (8 бит составляют 1 байт). Глубина цвета изображения данного типа составляет, таким образом, восемь бит, а каждый его пиксель может принимать 256 ( ) различных значений. Значения, принимаемые пикселями, называются серой шкалой. Серая шкала имеет 256 градаций серого цвета, каждая из которых характеризуется значением яркости в диапазоне от 0 (черный — код 00000000) до 255 (белый — код 11111111). Этого вполне достаточно, чтобы правильно отобразить черно-белое полутоновое изображение, например, черно-белую фотографию.

Этот режим обычно используется при сканировании и обработке черно-белых полутоновых изображений объектов, его можно использовать и при обработке штриховых изображений, что обеспечивает более высокое качество и информативность изображения за счет управления контрастностью и яркостью цвета. При использовании одноцветного принтера бывает удобно перевести изображение в градации серого. Любое изображение можно превратить в полутоновое. Если исходный материал, например, цветная фотография, то она станет черно-белой.

Индексированные цвета — indexed color. Первые цветные мониторы работали с ограниченной цветовой гаммой: сначала 16, затем 256 цветов. Они кодировались 4 битами (16 цветов) или 8 битами (256 цветов). Такие цвета называются индексированными (indexed color). Разумеется, 16 (и даже 256) цветами невозможно убедительно передать цветовую гамму фотоизображений.

Применение индексированных цветов снизилось с распространением высококачественных мониторов, однако с ними работают до сих пор, например, web-мастера. Кроме того, ограничение числа цветов можно использовать для получения интересных эффектов.

Индексированные цвета кодируются обычно четырьмя или восемью битами в виде так называемых цветовых таблиц. Глубина индексированного цвета может составлять 2—8 бит. Например, графическая среда Windows 2000 поддерживает цветовую таблицу из восьми бит на пиксель, она называется системной палитрой (system palette). В этой таблице цвета уже предопределены, как мелки в коробке пастели, и вам остается только использовать то, что есть в коробке, т. е. в таблице.

Цветное изображение — true color. К полноцветным относятся типы изображений с глубиной цвета не менее 24 бит, т. е. каждый пиксель такого изображения кодируется как минимум 24 битами, что дает возможность отобразить не менее 16,7 миллиона оттенков. Поэтому иногда полноцветные типы изображение называют True Color (истинный цвет).

Битовый объем каждого пикселя распределяется по цветовым составляющим: каждый цвет кодируется 8 битами. Цветовые составляющие в программе организуются в виде каналов, совмещенное отображение каналов и определяет цвет изображения.

Полноцветные изображения являются многоканальными. В связи с необходимостью описания различных физических процессов воспроизведения различных цветов, разработаны различные цветовые модели.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Путем смешивания из небольшого числа базовых или основных цветов можно получить остальные цвета, называемые составными. Таким образом, цвет можно математически описать как соотношение базовых компонентов, определенных цветовых областей спектра (создать модель цвета).

С практической точки зрения цветовому разрешению монитора близко понятие цветового охвата. Под ним подразумевается диапазон цветов, который можно воспроизвести с помощью того или иного устройства вывода (монитор, принтер, печатная машина и прочие). В соответствии с принципами формирования изображения аддитивным или субтрактивным методами разработаны способы разделения цветового оттенка на составляющие компоненты [7], называемые цветовыми моделями (color model).

Объект, имеющий цвет, может излучать свет или поглощать его. В первом и во втором случае цвет объекта описывается по-разному, т. е. для его описания применяются разные модели цвета. В компьютерной графике в основном применяют модели RGB и HSB (для создания и обработки аддитивных изображений) и CMYK (для печати копии изображения на полиграфическом оборудовании). Цветовые модели расположены в трехмерной системе координат, образующей цветовое пространство, так как цвет можно выразить точкой в трехмерном пространстве (законы Грассмана). Для работы очень важно выбрать правильную модель.