Компьютерное представление цвета (8 класс) Информатика и ИКТ
Человеческий глаз воспринимает каждый из многочисленных цветов и оттенков окружающего мира как сумму взятых в различных пропорциях трёх базовых цветов — красного, зелёного и синего. Например, пурпурный цвет — это сумма красного и синего, жёлтый – сумма красного и зелёного, голубой — сумма зелёного и синего цветов. Сумма красного, зелёного и синего цветов воспринимается человеком как белый цвет, а их отсутствие — как чёрный цвет.
Такая модель цветопередачи называется RGB, по первым буквам английских названий цветов: Red — красный, Green — зелёный, Blue- синий.
Рассмотренная особенность восприятия цвета человеческим глазом и положена в основу окрашивания каждого пикселя на экране компьютера в тот или иной цвет. На самом деле пиксель — это три крошечные точки красного, зелёного и синего цветов, расположенные так близко друг к другу, что человек их воспринимает как единое целое.
У первых цветных мониторов базовые цвета имели всего две градации яркости, т. е. каждый из трёх базовых цветов либо участвовал в образовании цвета пикселя (обозначим это состояние 1), либо нет (обозначим это состояние 0). Палитра таких мониторов состояла из восьми цветов. При этом каждый цвет можно было закодировать цепочкой из трёх нулей и единиц — трёхразрядным двоичным кодом.
Современные компьютеры обладают необычайно богатыми палитрами, количество цветов в которых зависит от того, сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета пикселя.
Глубина цвета — длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя. Количество N цветов в палитре и глубина i цвета связаны между собой соотношением: N = 2i.
В настоящее время наиболее распространёнными значениями глубины цвета являются 8, 16 и 24 бита, которым соответствуют палитры из 256, 65 536 и 16 777 216 цветов:
Самое главное:
- Каждый пиксель имеет определённый цвет, который получается комбинацией трёх базовых цветов — красного, зелёного и синего (цветовая модель RGB).
- Глубина цвета — длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя. Количество цветов N в палитре и глубина i цвета связаны между собой соотношением: N = 2i.
Вопросы и задания:
- Опишите цветовую модель RGB.
(Цветовая модель RGB базируется на трех основных цветах: Red — красном, Green — зеленом и Blue — синем. Каждый варьироваться в пределах от 0 до 255. Смешивая эти три цвета можно получить 16 миллионов различных оттенков цвета) - Какие особенности нашего зрения положены в основу формирования изображений на экране компьютера?
Содержание
| Понравилось? | Нравится | Твитнуть |
Информатика. Базовый курс | Informatio.info
Существует 2 формы представления графической и звуковой информации:
АналоговаяФизическая величина принимает бесконечное множество (значения изменяются непрерывно).
- Художественное полотно
- Виниловая пластинка
Физическая величина принимает конечное число значений (величина изменяется скачкообразно).
- Изображение, напечатанное на струйном принтере
- Аудиокомпакт-диск
В последнее время, человечество оценило все преимущества хранения и обработки именно дискретной (цифровой) информации, проведена огромная работа по “цифровизации” разного рода информации. Процесс такого преобразования называется – дискретизацией.
Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.
В процессе дискретизации производится кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.
Качество кодирования изображения зависит от:
- размера точки – разрешающая способность 640х480; 800х600; 1024х768 и т.
д. - количества цветов – палитра цветов 2, 8, 16, 256, 65 536 цветов
Глубина цвета – количество бит информации для хранения цвета точки для каждой палитры цветов.
Для того чтобы определить количество цветов в палитре, воспользуемся формулой Хартли:
где, i
N – количество цветов в палитре.
Задание 1 : Заполните таблицу, определив количество цветов в палитре при разных значениях глубины цвета
| Глубина цвета | Название | Палитра Кол-во цветов | Объём изображения |
|---|---|---|---|
| 1 бит | — | ||
| 2 бита | — | ||
| 4 бит | — | ||
| 8 бит | High Color | ||
| 16 бит | High Color | ||
| 24 бита | True Color |
Точка изображения в цифровой графике называется пикселем.
Пиксель— наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике, или элемент матрицы дисплеев, формирующих изображение.
Теперь разберем, как формируется код цвета. Возьмем для примера глубину цвета i = 3 бита.
Физиологически, цвета, которые мы с Вами воспринимаем, формируются смешиванием 3-х базовых цветов: Красный, Зеленый и Синий. Насыщенность или присутствие каждого из них, вносит многообразие различных оттенков. Такая палитра является базовой и называется RGB.
Например, если смешать красный и зеленый, мы получим – желтый цвет, а смешивая синий с красным – пурпурный.
Итак, у нас имеется 3 бита глубины цвета, общее число цветов, которое мы можем закодировать: N = 8:
000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. По палитре RGB, получаем соответственно, 1-я цифра кода – наличие (отсутствие) красного цвета, 2-я – зеленого и 3-я – синего. Согласитесь, изображение, состоящее из 8 цветов, не будет выглядеть реалистично, а реалистичность достигается за счет повышения параметра – глубины цвета.
В случае использования глубины цвета i = 24 бита, на каждый цвет выделяется по 8 бит двоичного кода.
Цифровая фотография имеет глубину цвета i = 24 бита, получаем палитру, состоящую из более чем 16 млн. цветов. Зачем такое количество цветов, если человек может идентифицировать 20 – 30 цветов?
Ответ прост, для реалистичности. Сравните 2 изображения с разным набором цветов:
Оба изображения имеют одинаковую разрешающую способность: 1024 х 596 пикселей, но картинка слева имеет глубину цвета i = 4 бита, а картинка справа i = 24 бита.
Расчет количества графической информации
Для определения количества графической информации воспользуемся формулами:
где, I – объем информации,
К – количество пикселей изображения. Определяется произведением количества пикселей по-горизонтали на количество пикселей по- вертикали,
N – количество цветов в палитре,
i – глубина цвета.
Дано:
К = 1024 х 596 = 610 304 пкс.; i1 = 4 бита; i2 = 24 бита.
I1 = 610 304 х 4 = 2 441 216 бит = 305 152 Б = 298 КБ
I2 = 610 304 х 24 = 14 647 296 бит = 1 830 912 Б = 1 788 КБ
Ответ: I1 = 298 КБ, I2 = 1 788 КБ.
Задание 2: Решить задачи
- Для хранения растрового изображения размером 16 х 32 пикселя отвели 1 килобайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
- Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 32 х 32 пикселя, если известно, что в изображении используется палитра из 256 цветов.
- В цветовой модели RGB для кодирования одного пикселя используется 3 байта. Фотографию размером 2048×1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла с использованием RGB-кодирования. Определите размер получившегося файла.
Задание 3: Лабораторная работа
Работу необходимо выполнить в печатном виде, оформляя вычисления, таблицы и эксперимент.
Задачи на вычисление объёма информации.
Практическая работа на ПК с оформлением в табличном виде зависимостей основных параметров, влияющих на вывод графической информации.
Создание и сохранение графических файлов.
Форматы графических файлов.
Теория
1 ЭТАП: При кодировании графической информации используется пространственная дискретизация. Всё изображение делится на малые точки, называемые пиксели.
Получается некое прямоугольное поле с конкретным количеством пикселей по горизонтали и вертикали. Например, 1024 х 768 px.
Несложно посчитать и общее количество пикселей любого графического файла. Для этого достаточно перемножить 2 величины и мы получим площадь прямоугольника. Если умножить 1024 на 768 мы получим – 786 432 пикселя.
2 ЭТАП: Каждой точке необходимо задать цвет. Для формирования цвета используется палитра, состоящая из 3-х базовых цветов:
- RED – красный,
- GREEN – зелёный,
- BLUE – синий.
При условии что на каждый цвет выделяется 8 разрядов двоичного числа, мы получаем 256 комбинаций, или, в нашем случае, уникальных кодов.
от 00000000 до 11111111
Мы также знаем что 8 бит это 1 байт, каждый из базовых цветов по 1 байту информации.
Сколько же всего цветов может выдавать ПК?
Поскольку каждый 1 байт выдает нам 256 цветов, получаем:
Человеческий глаз такое количество цветов воспринимает реалистично. Но изображение может иметь и меньшее количество цветов. Так, изображение состоящее из 2-х цветов называется монохромное, только 2 цвета: чёрный и белый, с кодами 0 и 1, соответственно.
Информационный вес 1 пикселя это и есть количество разрядов двоичного кода. Для формирования палитры из 3-х цветов нужно МИНимум 3 бита, тогда мы получим 8 цветов: красный, зеленый, синий, желтый, пурпурный, голубой, черный, белый.
Ссылка на файл с заданием:
ПР_Кодирование графической информации.
Изображения и цвета. Представление данных
В школе или на уроках рисования вы можете смешивать разные цвета красок или красителей, чтобы получить новые цвета. В живописи обычно используют красный, желтый и синий как три «основных» цвета, которые можно смешивать, чтобы получить гораздо больше цветов. Смешивание красного и синего дает фиолетовый, красного и желтого — оранжевый и так далее. Смешивая красный, желтый и синий, можно получить много новых цветов.
Для печати принтеры обычно используют три основных цвета, несколько отличающихся друг от друга: голубой, пурпурный и желтый (CMY).
Все цвета на печатном документе были получены путем смешивания этих основных цветов.
Оба эти вида смешивания называются «вычитающим смешиванием», потому что они начинаются с белого холста или бумаги и «вычитают» из него цвет. Интерактив ниже позволяет вам поэкспериментировать с CMY, если вы с ним не знакомы или просто любите смешивать цвета.
Смеситель цветов CMY — используется принтерами
Голубой — В настоящее время установлено значение
Пурпурный — В настоящее время установлено значение
Желтый — В настоящее время установлено значение
2 Десятичное число0003
Шестнадцатеричный
Компьютерные экраны и связанные с ними устройства также полагаются на смешивание трех цветов, за исключением того, что им нужен другой набор основных цветов, потому что они являются аддитивными , начиная с черного экрана и добавляя к нему цвет.
Для аддитивного цвета на компьютерах используются красный, зеленый и синий цвета (RGB).
Каждый пиксель на экране обычно состоит из трех крошечных «огонеков»; один красный, один зеленый и один синий.
Увеличивая и уменьшая количество света, исходящего от каждого из этих трех, можно получить все различные цвета.
Следующий интерактив позволяет вам поиграть с RGB.
RGB Color Mixer — используется на экранах
RED — в настоящее время установлена
Green — в настоящее время установлен на
Blue — в настоящее время установлен на
Decimal
Hexadecimal
. с интерактивным RGB . Можете ли вы сделать черный, белый, оттенки серого, желтого, оранжевого и фиолетового?
Подсказки выше Спойлер!Если все ползунки находятся в крайних положениях, получится черно-белое изображение, а если все они имеют одинаковое значение, но находятся между ними, изображение будет серым (т. е. между черным и белым).
Желтый — это не то, что вы могли бы ожидать — он сделан из красного и зеленого, без синего.
Есть очень веская причина, по которой мы смешиваем три основных цвета, чтобы определить цвет пикселя.
В человеческом глазу миллионы датчиков света, и те из них, которые определяют цвет, называются «колбочками».
Существует три различных типа колбочек, которые обнаруживают красный, синий и зеленый свет соответственно.
Цвета воспринимаются по количеству красного, синего и зеленого света в них.
Пиксели экрана компьютера используют это преимущество, испуская количество красного, синего и зеленого света, которое будет восприниматься вашими глазами как желаемый цвет.
Итак, когда вы видите «фиолетовый», это на самом деле стимулируются красные и синие колбочки в ваших глазах, и ваш мозг преобразует это в воспринимаемый цвет.
Ученые все еще выясняют, как именно мы воспринимаем цвет, но представления, используемые на компьютерах, кажутся достаточно хорошими, чтобы создать впечатление, будто мы смотрим на реальные изображения.
Дополнительные сведения о дисплеях RGB см. в разделе RGB в Википедии; для получения дополнительной информации о глазе, воспринимающем три цвета, см. Конусную ячейку и трихроматию в Википедии.
5.5.1.
Описание цвета цифрами
Поскольку цвет просто состоит из количества основных цветов (красного, зеленого и синего), можно использовать три числа, чтобы указать, сколько каждого из этих основных цветов необходимо для создания общего цвета.
Пиксель Жаргон Бастер Слово «пиксель» является сокращением от «элемент изображения».
На экранах компьютеров и принтерах изображение почти всегда отображается с помощью сетки пикселей, каждый из которых настроен на необходимый цвет.
Размер пикселя обычно составляет доли миллиметра, а изображения могут состоять из миллионов пикселей (один мегапиксель — это миллион пикселей), поэтому отдельные пиксели обычно не видны.
Фотографии обычно имеют разрешение в несколько мегапикселей.
Экраны компьютеров нередко имеют миллионы пикселей на них, и компьютер должен представить цвет для каждого из этих пикселей.
Обычно используется схема с использованием чисел в диапазоне от 0 до 255. Эти числа сообщают компьютеру, насколько полно включить каждый из «светов» основного цвета в отдельном пикселе. Если красный был установлен на 0, это означает, что красный «свет» полностью выключен. Если бы красный «свет» был установлен на 255, это означало бы, что «свет» был полностью включен.
С 256 возможными значениями для каждого из трех основных цветов (не забудьте посчитать 0!), это дает 256 x 256 x 256 = 16 777 216 возможных цветов — больше, чем может обнаружить человеческий глаз!
Что особенного в 255? ИспытаниеВспомните раздел о двоичных числах. Что особенного в числе 255, которое является максимальным значением цвета?
Мы рассмотрим ответ позже в этом разделе, если вы все еще не уверены!
Следующий интерактив позволяет увеличить изображение, чтобы увидеть пиксели, которые используются для его представления.
Каждый пиксель представляет собой квадрат сплошного цвета, и компьютер должен хранить цвет для каждого пикселя.
Если вы увеличите масштаб достаточно далеко, интерактив покажет вам красно-зелено-синие значения для каждого пикселя.
Вы можете выбрать пиксель и установить значения на ползунке выше — он должен получиться того же цвета, что и пиксель.
Пиксельный просмотрщик
5.5.2.
Представление цвета битами
Следующее, на что нам нужно обратить внимание, это то, как биты используются для представления каждого цвета в высококачественном изображении. Во-первых, сколько бит нам нужно? Во-вторых, как нам определить значения каждого из этих битов? В этом разделе мы рассмотрим эти проблемы.
Сколько бит нам понадобится для каждого цвета в изображении?
С 256 различными возможными значениями количества каждого основного цвета это означает, что для представления числа потребуется 8 бит.
Наименьшее число, которое может быть представлено с помощью 8 бит, — это 00000000, то есть 0. И самое большое число, которое может быть представлено с использованием 8 бит, — это 11111111, то есть 255.
Поскольку существует три основных цвета, каждому из которых потребуется 8 бит для представления каждого из его 256 различных возможных значений, нам потребуется 24 бита в всего для представления цвета.
Итак, сколько всего цветов с 24 битами? Мы знаем, что каждый цвет может принимать 256 возможных значений, поэтому самый простой способ его вычисления:
Это то же самое, что и .
Поскольку требуется 24 бита, это представление называется 24-битный цвет . 24-битный цвет иногда упоминается в настройках как «истинный цвет» (потому что он более точен, чем может видеть человеческий глаз). В системах Apple это называется «Миллионы цветов».
Как мы используем биты для представления цвета?
Логичным способом является использование 3 двоичных чисел, представляющих количество красного, зеленого и синего в пикселе.
Для этого преобразуйте необходимое количество каждого основного цвета в 8-битное двоичное число, а затем поместите 3 двоичных числа рядом, чтобы получить 24 бита.
Поскольку постоянство важно для того, чтобы компьютер мог понять битовую комбинацию, мы обычно придерживаемся соглашения о том, что двоичное число для красного должно быть помещено первым, затем зеленым и, наконец, синим. Единственная причина, по которой мы ставим красный цвет первым, заключается в том, что это соглашение используется большинством систем. Если бы все согласились, что зеленый должен быть первым, то он был бы первым.
Например, предположим, что у вас есть цвет, красный = 145, зеленый = 50 и синий = 123, который вы хотите представить битами. Если вы поместите эти значения в интерактив, вы получите цвет ниже.
Начните с преобразования каждого из трех чисел в двоичный код, используя для каждого 8 бит.
Вы должны получить:
— красный = 10010001,
— зеленый = 00110010,
— синий = 01111011.
Объединив эти значения, мы получим 100100010011001001111011, что является битовым представлением цвета выше.
нет пробелов между тремя числами, так как это комбинация битов, а не три двоичных числа, и в любом случае у компьютеров нет такой концепции пробела между битовыми комбинациями — все должно быть 0 или 1. Вы могли бы написать его с пробелами, чтобы его было легче читать, и представить идею, что они, вероятно, будут храниться в 3 8-битных байтах, но внутри памяти компьютера есть просто последовательность высоких и низких напряжений, так что даже запись 0 и 1 является произвольной записью.
Кроме того, все ведущие и конечные 0 в каждой части сохраняются — без них число было бы короче. Если бы было 256 различных возможных значений для каждого основного цвета, то окончательное представление должно было бы иметь длину 24 бита.
Монохроматические изображения Любопытство «Черно-белые» изображения обычно содержат более двух цветов; обычно 256 оттенков серого, представленные 8 битами.
Помните, что оттенки серого можно получить, используя равное количество каждого из 3 основных цветов, например красный = 105, зеленый = 105 и синий = 105.
Таким образом, для монохроматического изображения мы можем просто использовать представление, представляющее собой одно двоичное число от 0 до 255, которое сообщает нам значение, которое должны быть установлены для всех трех основных цветов.
Компьютер никогда не преобразует число в десятичное, так как он работает с двоичным числом напрямую — большая часть процесса, который принимает биты и создает правильные пиксели, обычно выполняется графической картой или принтером. Мы только начали с десятичной дроби, потому что ее легче понять людям. Главное в знании этого представления — понять компромисс между точностью цветопередачи (которая в идеале должна быть за пределами человеческого восприятия) и объемом необходимой памяти (биты) (которой должно быть как можно меньше). .
Шестнадцатеричные коды цветов ЛюбопытствоЕсли вы еще этого не сделали, прочтите подраздел о шестнадцатеричном формате в разделе чисел, иначе этот раздел может не иметь смысла!
При написании HTML-кода часто требуется указывать цвета для текста, фона и т.
д.
Один из способов сделать это — указать название цвета, например, «красный», «синий», «фиолетовый» или «золотой».
Для некоторых целей это нормально.
Однако использование имен ограничивает количество цветов, которые вы можете представить, и оттенок может быть не таким, как вы хотели.
Лучший способ — указать 24-битный цвет напрямую.
Поскольку 24 двоичных разряда трудно прочитать, цвета в HTML используют шестнадцатеричные коды как быстрый способ записать 24 бита, например #00FF9E .
Знак решетки означает, что его следует интерпретировать как шестнадцатеричное представление, а поскольку каждая шестнадцатеричная цифра соответствует 4 битам, 6 цифр представляют 24 бита информации о цвете.
Этот формат «шестнадцатеричный триплет» используется на HTML-страницах для указания цветов фона страницы, текста и цвета ссылок. Он также используется в CSS, SVG и других приложениях.
В предыдущем примере с 24-битным цветом 24-битный шаблон был 100100010011001001111011 .
Можно разбить на группы по 4 бита: 1001 0001 0011 0010 0111 1011 .
Теперь каждую из этих групп из 4 бит нужно представить шестнадцатеричной цифрой .
- 1001 -> 9
- 0001 -> 1
- 0011 -> 3
- 0010 -> 2
- 0111 -> 7
- 1011 -> B
Что дает #91327B .
Понимание того, как получаются эти шестнадцатеричные коды цветов, также позволяет вам немного изменить их, не обращаясь к таблице цветов, когда цвет не совсем тот, который вам нужен.
Помните, что в 24-битном цветовом коде первые 8 бит определяют количество красного (так что это первые 2 цифры шестнадцатеричного кода), следующие 8 бит определяют количество зеленого (следующие 2 цифры шестнадцатеричного кода). ), а последние 8 бит определяют количество синего (последние 2 цифры шестнадцатеричного кода).
Чтобы увеличить количество любого из этих цветов, вы можете изменить соответствующие шестнадцатеричные символы.
Например, #000000 имеет ноль для красного, зеленого и синего, поэтому установка более высокого значения для двух средних цифр (например, #004300 ) добавит немного зеленого к цвету.
Вы можете использовать эту HTML-страницу для экспериментов с шестнадцатеричными цветами. Просто введите цвет в поле ниже:
Изменение цвета фона RGB
5.5.3.
Представление цветов с меньшим количеством битов
Что, если бы мы использовали менее 24 бит для представления каждого цвета? Сколько места будет сэкономлено по сравнению с влиянием на изображение?
Диапазон цветов с меньшим количеством бит
Следующее интерактивное действие позволяет вам попытаться сопоставить определенный цвет, используя 24 бита, а затем 8 бит.
Должна быть возможность получить идеальное совпадение, используя 24-битный цвет. А как насчет 8 бит?
Сопоставитель цветов
Вышеупомянутая система использовала 3 бита для указания количества красного (8 возможных значений), 3 бита для указания количества зеленого (снова 8 возможных значений) и 2 бита для указания количества синего (4 возможных значения).
Это дает в общей сложности 8 битов (отсюда и название), которые можно использовать для создания 256 различных битовых комбинаций и, таким образом, могут представлять 256 различных цветов.
Вам может быть интересно, почему синий цвет представлен меньшим количеством битов, чем красный и зеленый. Это связано с тем, что человеческий глаз наименее чувствителен к синему, и, следовательно, это наименее важный цвет в представлении. Представление использует 8 бит, а не 9 бит, потому что компьютеру проще всего работать с полными байтами.
При использовании этой схемы для представления всех пикселей изображения требуется одна треть количества битов, необходимых для 24-битного цвета, но она не так хороша для отображения плавных изменений цветов или тонких оттенков, потому что существует только 256 возможных вариантов. цветов для каждого пикселя. Это один из важных компромиссов в представлении данных: вы выделяете меньше места (меньше битов) или вам нужно более высокое качество?
Глубина цвета Жаргон Бастер Количество битов, используемых для представления цветов пикселей в конкретном изображении, иногда называют его «глубиной цвета» или «глубиной в битах».
Например, изображение или дисплей с глубиной цвета 8 бит имеет выбор из 256 цветов для каждого пикселя.
Больше информации об этом есть в Википедии.
Резкое уменьшение битовой глубины изображения может сделать его очень странным; иногда это используется в качестве специального эффекта, называемого «постеризация» (т. е. создание похожего на плакат, напечатанный всего несколькими цветами).
Существует тонкая грань между представлением данных низкого качества (например, 8-битным цветом) и методами сжатия. В принципе, уменьшение изображения до 8-битного цвета — это способ его сжатия, но это очень плохой подход, и правильный метод сжатия, такой как JPEG, сделает эту работу намного лучше.
Какое влияние оказывает меньшее количество битов на общее изображение?
Следующий интерактив показывает, что происходит с изображениями, когда вы используете меньший диапазон цветов (в том числе вплоть до нуля битов!).
Вы можете выбрать изображение с помощью меню или загрузить свое.
В каких случаях изменение качества наиболее заметно?
В каком нет?
В каком из них вы бы действительно заботились о цветах изображения?
В каких ситуациях цвет на самом деле не нужен (например, когда нам достаточно двух цветов)?
Сравнение битов изображения
Хотя мы предоставляем простой интерактивный инструмент для уменьшения количества битов в изображении, вы также можете использовать такие программы, как Gimp или Photoshop, для сохранения файлов с разной глубиной цвета.
Вы, наверное, заметили, что 8-битный цвет особенно плохо смотрится на лицах, на которых мы привыкли видеть тонкие тона кожи. Даже 16-битный цвет заметно хуже для лиц.
В других случаях 16-битные изображения почти так же хороши, как 24-битные, если только вы не посмотрите очень внимательно.
Они также используют две трети (16/24) пространства по сравнению с 24-битным цветом.
Для изображений, которые нужно будет загружать на устройства 3G, где интернет дорогой, об этом стоит тщательно подумать.
Проведите эксперимент со следующим интерактивом, чтобы увидеть, какое влияние оказывает различное количество битов для каждого цвета. Считаете ли вы, что 8-битный цвет был правильным, имея 2 бита для синего, или зеленый или красный должны были иметь только 2 бита?
Сравнение битов изображения
Еще одна интересная вещь, о которой следует подумать, это то, хотим ли мы более 24-битного цвета.
Оказывается, человеческий глаз может различать только около 10 миллионов цветов, поэтому ~ 16 миллионов, обеспечиваемые 24-битным цветом, уже находятся за пределами того, что могут различать наши глаза.
Однако если изображение будет обрабатываться каким-либо ПО, повышающим контрастность, может оказаться, что 24-битного цвета недостаточно.
Выбрать представление не просто!
Сколько места сэкономят низкокачественные изображения?
Изображение, представленное с использованием 24-битного цвета, будет иметь 24 бита на пиксель. В изображении размером 600 x 800 пикселей (что является разумным размером для фотографии) оно будет содержать пиксели и, следовательно, будет использовать биты. Это составляет около 1,44 мегабайта. Если вместо этого мы используем 8-битный цвет, он будет использовать треть памяти, поэтому сэкономит почти мегабайт памяти. Или, если образ загружен, то будет сохранен мегабайт трафика.
8-битный цвет больше не используется, хотя он все еще может быть полезен в таких ситуациях, как удаленный доступ к рабочему столу компьютера при медленном интернет-соединении, поскольку вместо этого изображение рабочего стола может быть отправлено с использованием 8-битного цвета вместо 24-битного.
.
Несмотря на то, что это может привести к тому, что рабочий стол будет выглядеть немного странно, это не помешает вам получить все, что вам нужно, чтобы сделать, сделать.
Видеть свой рабочий стол в 24-битном цвете было бы не очень полезно, если бы вы не могли выполнить свою работу!
В некоторых странах мобильный интернет стоит очень дорого. Каждый сэкономленный мегабайт будет означать экономию средств. Есть также ситуации, когда цвет вообще не имеет значения, например диаграммы и черно-белые печатные изображения.
А на практике?
Если пространство действительно является проблемой, то этот грубый метод сокращения диапазона цветов обычно не используется; вместо этого используются методы сжатия, такие как JPEG, GIF и PNG.
Они предлагают гораздо более умные компромиссы, чтобы уменьшить пространство, которое занимает изображение, не делая его таким плохим, включая выбор лучшей палитры цветов для использования, а не простое использование простого представления, описанного выше.
Однако методы сжатия требуют гораздо большей обработки, а изображения необходимо декодировать до представлений, обсуждаемых в этой главе, прежде чем их можно будет отобразить.
Идеи, изложенные в настоящей главе, чаще всего возникают при проектировании систем (например, графических интерфейсов) и работе с высококачественными изображениями (например, фотографиями в формате RAW), и обычно цель состоит в том, чтобы выбрать наилучшее возможное представление, не теряя слишком много космос.
Посмотрите главу о сжатии, чтобы узнать больше!
Предыдущий:
Текст Далее:
Программные инструкции
TenMinuteTutor — Глубина цвета
Мартин Макбрайд, 2016-12-01
Теги: цвет RGB палитра прозрачность альфакатегории: представление данных визуализация
Такое растровое изображение состоит из множества пикселей:
Файл изображения описывает цвет каждого пикселя.
Существуют различные способы сделать это.
Полноценный цвет RGB
Как объясняется в компьютерных цветах, мы обычно храним цвета как 3-байтовые величины (по одному байту для красного, зеленого и т. д.). и синий).
Для приведенного выше растрового изображения нам потребуется хранить 3 байта для каждого пикселя, чтобы представить его цвет. Байты простого растрового файла будут расположены в памяти так:
Поскольку размер изображения составляет 128 квадратных пикселей (всего 16 384 пикселя), данные изображения будут иметь длину почти 50 000 байт. Это пример использования прямой цвет — данные изображения содержат значения RGB для каждого пикселя.
Мы иногда называем это 24-битным изображением (3 байта = 24 бита на пиксель) или истинный цвет .
Использование палитры
В первые дни существования персональных компьютеров память и дисковое пространство стоили очень дорого. Когда Интернет только появился, у большинства людей было очень медленное коммутируемое соединение.
Полные изображения RGB довольно большие, занимают много памяти и требуют много времени для загрузки.
Вместо того, чтобы хранить изображения как полные 24-битные изображения RGB, некоторые форматы изображений используют палитру или таблицу из 256 цветов, например:
Теперь вместо сохранения цвета каждого пикселя нам нужно только сохранить индекс (от 0 до 255) требуемого цвета. Каждый цвет пикселя представлен одним числом, который может храниться в 1 байте. Это означает, что данные изображения составляют примерно треть размера полного изображения RGB.
Это приводит к падению качества, хотя для того, чтобы это заметить, вам придется внимательно присмотреться.
Можно использовать еще меньше цветов, например, это палитра всего из 16 цветов:
Каждый цвет пикселя может быть представлен одним числом от 0 до 15 (поскольку цветов всего 16). Значения от 0 до 15 могут храниться всего в 4 битах, а не в 8, поэтому мы можем хранить два значения пикселя в каждом байте! Но качество изображения совсем плохое:
Можно пойти дальше и использовать палитру всего из 4 цветов — для этого требуется всего 2 бита на пиксель, так что в каждом байте можно хранить 4 пикселя, но качество изображения ужасное .
В наши дни люди чаще используют 24-битные изображения. Память дешевая, сети быстрые, а современное сжатие изображений очень эффективно уменьшает размеры изображений. при сохранении качества. Форматы изображений на основе палитры, как правило, используются реже.
Размер изображения в байтах
Для любого изображения размер данных в байтах равен
(ширина_в_пикселях * высота_в_пикселях * бит_на_пиксель) / 8
bits_per_pixel равно 24 для полного изображения RGB, 8 для изображения с 256 цветовой палитрой, 4 для изображения с 16 цветовой палитрой и 2 для изображения с четырехцветной палитрой.
Этот размер является приблизительным, поскольку некоторые форматы добавляют несколько дополнительных битов в конце каждой строки. Если данные изображения сжаты , этот форум не применяется.
Прозрачность
Некоторые форматы изображений поддерживают прозрачность. Если вы пометите определенные области как прозрачные, сквозь изображение будет виден фон.