Які основні способи кодування графічної інформації існують?

Вважається, що людське око здатне розрізняти близько 16 млн. відтінків кольору. Виникає природне запитання, як пояснити комп'ютеру, що один об'єкт червоного кольору, а інший рожевого? У чому між ними різниця, так добре помітна нами на око. Для формального опису кольору придумано кілька колірних моделей і відповідних їм способів кодування.

Колірна модель RGB

Назва походить від трьох базових кольорів, використовуваних в моделі – Red, Green, Blue (Червоний, зелений, синій). Ця колірна модель описує спосіб отримання кольору на екрані монітора або телевізора – пристроїв на основі електронно-променевої трубки. Ця модель адитивна. Слово адитивна (додавання) підкреслює, що колір виходить при додаванні точок трьох базових кольорів, кожна своїй яскравості. Яскравість кожного базового кольору може приймати значення від 0 до 255 (256 значень), таким чином, модель дозволяє кодувати 2563 або близько 16,7 млн. кольорів. Ці трійки базових точок (крапки, що світяться) розташовані дуже близько один до одного, так що кожна трійка зливається для нас у велику крапку певного кольору. Чим яскравіше кольорова крапка (червона, зелена, синя), тим більша кількість цього кольору додасться до результуючої (потрійний) точці.

Якщо яскравість всіх трьох базових кольорів мінімальна (дорівнює нулю), виходить чорна крапка. Якщо яскравість всіх трьох кольорів максимальна (255), при їх складання виходить біла крапка. Якщо яскравість кожного базового кольору однакова, виходить сіра крапка (чим більше значення яркостей, тим світліше). Точка небудь красивої, соковитого кольору виходить в тому випадку, якщо при змішуванні одного (або двох) квітів набагато менше, ніж двох (одного) інших. Наприклад, бузковий колір виходить, якщо ми візьмемо по максимуму червоного та синього кольорів і не візьмемо зеленого, а жовтий колір досягається змішуванням червоного і зеленого.

Пристрої введення графічної інформації (сканер, цифрова камера) і пристрій виводу (монітор) працюють саме в цій моделі.

Колірна модель CMYK

Пофарбовані несветящегося об'єкти поглинають частину спектру білого світла, що висвітлює їх, і відображають залишився випромінювання. В залежності від того, в якій області спектра відбувається поглинання, об'єкти відображають різні кольори (пофарбовані в них). Кольори, які використовують білий світ, віднімаючи з нього певні ділянки спектру, називаються субтрактівнимі («вичітательнимі»). Для їх опису використовується субтрактивна модель CMY (Cyan, Magenta, Yellow). У цій моделі основні кольори утворюються шляхом вирахування з білого кольору основних адитивних квітів моделі RGB. Зрозуміло, що в такому разі і основних субтрактівних квітів буде три, тим більше, що вони вже згадувалися: блакитний (білий мінус червоний), пурпурний (білий мінус зелений), жовтий (білий мінус синій).

При змішеннях двох субтрактівних складових результуючий колір затемнюється (поглинена більше світла, належить більше фарби). Таким чином, при змішанні максимальних значень всіх трьох компонентів повинен вийти чорний колір. При повній відсутності фарби (нульові значення складових) вийде білий колір (білий папір). Зсув рівних значень трьох компонентів дасть відтінки сірого.

Дана модель – основна модель поліграфії. Пурпурний, блакитний, жовтий кольори складають так звану поліграфічну тріаду, і при друку цими фарбами велика частина видимого колірного спектру може бути відтворена на папері. Однак реальні фарби мають домішки, їх колір може бути не ідеальним, і змішення трьох основних фарб, яке повинне давати чорний колір, дає замість цього невизначений брудно-коричневий. Крім того, для отримання інтенсивного чорного необхідно покласти на папір велику кількість фарби кожного кольору. Це призведе до перезволоження паперу, якість друку при цьому знизиться. До того ж використання великої кількості фарби неекономно.

Для поліпшення якості відбитка в число основних поліграфічних фарб (і в модель) внесена чорна. Саме вона додала останню букву в назву моделі CMYK, хоча і не зовсім звичайно: З – це Cyan (Блакитний), М – це Magenta (Пурпуровий), Y Yellow (Жовтий). Чорний компонент скорочується до букви До, оскільки ця фарба є головною, ключовою (Key) в процесі кольорового друку. Число компонентів збільшилася до чотирьох. Як і для моделі RGB, кількість кожного компонента може бути виражене у відсотках або градаціях від 0 до 255, але для кодування кольору одного пікселя потрібно 32 біта (4 байти).

Будь комп'ютерне зображення характеризується, крім геометричних розмірів і дозволу (кількість точок на один дюйм), максимальним числом кольорів, які можуть бути в ньому використані. Максимальна кількість кольорів, яке може бути використане в зображенні даного типу, називається глибиною кольору. Крім повнокольорових, існують типи зображень з різною глибиною кольору – чорно-білі штрихові, у відтінках сірого, з індексованим кольором. Деякі типи зображень мають однакову глибину кольору, але розрізняються по колірній моделі.

Для опису чорно-білого штрихового малюнка досить всього 1 біта на кожен піксель зображення – горить / не горить.

Джерела інформації:

  • sdo.uspi.ru – передача і кодування інформації;
  • krugosvet.ru – інформатика: інтернет-підручник;
  • rusedu.info – кодування графічної і звукової інформації;
  • iro.yar.ru – кодування інформації в комп'ютері.

Category: Медицина і здоров'я

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply