| |
Глубина цвета
До сих пор, говоря о переводе изображений в цифровую форму, мы не касались способа кодировки цвета, отделываясь замечанием о том, что компьютер "запоминает цвета". В действительности вопрос кодирования принципиально важен и требует более подробного рассмотрения. Способ кодирования информации о цвете и количество этой информации напрямую определяют место, необходимое для хранения изображений, и скорость их обработки. Максимальное количество цветов, которое может быть использовано в изображении данного типа, получило название глубины цвета.
Самый простой случай — это монохромное или черно-белое изображение (bitmap). Поскольку каждая точка изображения может иметь только два цвета, для кодирования цветовой информации достаточно одного бита. Зная это, нетрудно рассчитать, сколько памяти требуется для хранения любого изображения такого типа. Например, если размер изображения составляет 800х600 пикселов, то оно займет в памяти 800 пикселов бОО пикселов х1 бит = 480000 бит = 58,6 Кбайт.
Биты и байты
Бит— наименьшая единица информации. Может принимать всего 21 = 2 значения (да/нет, 1/0, черное/белое и т. п.). Восемь бит составляют байт. Байтом может кодироваться 28 = 256 состояний. Десятичные приставки, используемые для этих единиц, имеют некоторое отличие от традиционных. В килобайте (Кбайт) 1024 байта, а в мегабайте (Мбайт) — 1024 Кбайт, или 1048576 байт.
Этот самый экономный тип изображений прекрасно подходит для штриховых иллюстраций, чертежей, гравюр, простых логотипов и т. п. Изображения этого типа можно получить, непосредственно сканируя изображения в режиме Black and White или Line Art (в программном обеспечении различных сканеров этот режим может быть назван по-разному). Глубина цвета монохромных изображений равна двум.
Изображения, состоящие из оттенков серого цвета, называют полутоновыми. Каждая точка полутонового изображения может иметь один из 256 оттенков серого: от черного (0) до белого (255). Нетрудно догадаться, что для ее хранения требуется ровно 1 байт памяти компьютера. Таким образом, изображение займет в восемь раз больше места в памяти, чем монохромное. Если вновь обратиться к нашему примеру с изображением 800х600 пикселов, то полутоновое изображение этого размера займет 468,4 Кбайт.
Полутоновые изображения широко используются для хранения черно-белых ^ в традиционном, фотографическом смысле) фотографий и в тех случаях, когда без цвета можно обойтись. Приведенный простой расчет показывает, что использование полутонового типа для хранения штриховых изображений не улучшит их качества, а приведет к пустой трате памяти компьютера и времени. Глубина цвета полутоновых изображений равна 256.
Для полноцветных изображений требуется еще больше ресурсов. Как отмечалось в главе 4, цвета в компьютерных программах задаются указанием количества базовых цветовых компонент для конкретной цветовой модели. Это справедливо и для точечных изображений. Они, как правило, могут быть созданы и сохранены в одной из трех цветовых моделей: RGB, Lab и CMYK. InDesign может импортировать изображения в любой из них. Полноцветное изображение состоит из цветовых каналов, соответствующих базовым цветам модели изображения. Канал представляет собой полутоновое изображение, яркость пикселов которого равна количеству соответствующего базового цвета в изображении. Например, если пиксел цветного изображения имеет оранжевый цвет R:255, G:128, B:0, то соответствующий пиксел в красном канале будет белым (255), в зеленом канале 50%-ным серым (128), а в синем — черным (0).
Объем памяти, занимаемый полноцветным изображением, зависит от количества каналов, которое оно содержит. Изображения RGB и Lab содержат по три канала, каждый из которых является полутоновым, т. е. восьмибитным изображением. Следовательно, такие изображения занимают в три раза больше места в памяти, чем полутоновые того же размера. Изображения CMYK имеют четыре канала, и занимаемая ими память в четыре раза больше, чем память требуемая для полутоновых изображений того же размера. Например, RGB-изображение размером 800х600.пикселов будет занимать 1,37 Мбайт, а CMYK-изображение — 1,83 Мбайт. Поскольку каждый пиксел такого изображения описывается 8х3 = 24 битами, глубина цвета составит 224 = 16,8 млн. цветов.
Изображения всех основных типов широко используются при изготовлении оригинал-макетов, предназначенных для тиражирования любыми способами. Кроме перечисленных, существует еще один тип цветных изображений, который до недавнего времени имел сугубо историческое значение. До широкого распространения видеоадаптеров с большим объемом видеопамяти и SVGA-мониторов, большинство компьютеров были способны одновременно отображать на экране не более 256 цветов одновременно. Более старые мониторы ограничивали это количество до 64 или 16. Наиболее рациональным способом кодировки в таких условиях являлось их индексирование. Идея кодирования состояла в том, что каждому из цветов изображения присваивался порядковый номер, который использовался для описания всех пикселов изображения, имеющих этот цвет. Поскольку для разных изображений оптимален разный набор цветов, этот набор хранился в памяти компьютера вместе с изображением. Набор цветов, использованных в изображении, получил название палитры, а способ кодирования цвета — индексированный цвет (indexed color).
Объем памяти, занимаемый индексированным изображением, зависит от количества цветов в его палитре. Так, для описания 256 цветов требуется 1 байт (восемь бит), для 64 цветов нужно 6 бит, для 16 цветов — 4 бита, и т. д. В худшем случае, для изображения с палитрой из 256 цветов, требуется столько же памяти^ сколько и для полутонового. Очевидно, глубина цвета индексированных изображений совпадает с размером их палитры.
Столь низкое ограничение на количество отображаемых цветов вызвало появление различных способов имитации отсутствующих в палитре цветов за счет имеющихся. Например, расположив рядом пикселы более темного и более светлого оттенков одного цвета, можно передать отсутствующий промежуточный цвет. Это всего лишь один из многочисленных и, порой весьма сложных, приемов сглаживания (dithering) индексированных цветов.
С развитием видеосистем компьютеров индексированные цвета перестали столь широко использоваться. Даже современные офисные компьютеры способны отображать на экране 65536 (режим High Color) или 16,8 млн цветов (режим True Color). Тем не менее, для индексированных изображений тоже нашлась своя экологическая ниша — World Wide Web. Подробное рассмотрение подготовки графики для Internet мы отложим до главы 10, а сейчас перейдем к форматам графических файлов.
| |