3.2. Цветовые модели
Как уже отмечалось, каждый пиксель растрового изображения содержит информацию о цвете. Любой векторный объект также содержит информацию о цвете его контура и закрашенной области. Информация может занимать от одного до тридцати двух битов, в зависимости от глубины цвета. Если мы работаем с черно-белыми изображениями, то цвет кодируется нулем или единицей. Никаких проблем в этом случае не возникает. Для несложных рисунков, содержащих 256 цветов или столько же градаций серого цвета, нетрудно пронумеровать все используемые цвета.
Но для изображений в истинном цвете, содержащих миллионы разных оттенков, простая нумерация не подходит. Для них разработаны несколько моделей представления цвета, помогающих однозначно определить любой оттенок. Цветовая модель определяет способ создания цветов, используемых в изображении. Всего разработано три основных цветовых модели и множество их модификаций. Коротко рассмотрим основные модели представления цвета.
Цветовые модели (способ образования цветовой палитры):
1. Rgb
Рис. 3.1. Цветовая модель RGB
Из школьного курса физики мы знаем, что солнечный свет можно разложить на отдельные цветовые составляющие. В то же время, собрав вместе в нужных пропорциях разноцветные лучи, мы получим луч белого цвета. Изменим немного пропорции - и у нас готов источник света заданного цвета. В телевизорах и компьютерных мониторах использует люминофор, который светится красным, зеленым и синим цветом. Смешивая эти три цвета, можно получить разнообразные цвета и их оттенки. На этом и основана модель представления цвета RGB, названная так по начальным буквам входящих в нее цветов: Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий. Это - аддитивная (суммирующая) модель. Она адекватна цветовому восприятию человеческого глаза. Поэтому построение изображения на экранах мониторов, в сканерах, цифровых камерах и других оптических приборах соответствует модели RGB (рис. 3.1).
Любой цвет в этой модели представляется тремя числами, описывающими величину каждой цветовой составляющей. В компьютерной технике цвет описывается кодом, состоящим из знака «#» и 6-ти позиций 16-ричных чисел (от 0 до F). Под каждую составляющую отводится по две позиции. Черный цвет образуется, когда интенсивность всех трех составляющих равна нулю (#000000), а белый - когда их интенсивность максимальна (#FFFFFF). Множество компьютерного оборудования работает с использованием модели RGB, кроме того, эта модель очень проста. Этим объясняется ее широкое распространение. К сожалению, в модели RGB теоретически невозможно получить некоторые цвета, например насыщенный сине-зеленый, поэтому работать с моделью цвета RGB не всегда удобно. Кроме того, модель RGB сильно связана с реализацией ее на конкретных устройствах. Поэтому в компьютерной графике используются и другие модели цвета.
Цветовое разрешение растровой графики (число битовых плоскостей) относится к числу битов, используемых для кодирования цвета каждого пикселя. Напомним, что компьютер работает, используя биты (bit - binary digital - двоичное число). Это - наименьшая единица измерения для компьютера. Бит может принимать только два значения: либо нуль, либо единица. Восемь бит составляют один байт данных и могут использоваться для представления любого числа от 0 до 255.
8-битный (256-цветный) графический файл использует 8 бит на пиксель и имеет соответствующую таблицу цветов, называемую палитрой. Каждый пиксель может иметь значение от 0 до 255, и это значение относится к положению цвета в палитре. Каждый цвет в палитре кодируется как комбинация 256 (8 бит) оттенков красного, 256 оттенков зеленого и 256 оттенков синего цветов. Таким образом, в 256-цветном файле используется 256 цветов из 16,7 миллионов возможных комбинаций.
16-битный цветной графический файл не использует палитру, для сохранения красных, зелёных и синих цветовых компонентов каждого пикселя отводиться 16 бит. Имеются две вариации: RGB555 использует 5 бит для красной, 5 бит для зелёной и 5 бит для синей составляющих (32 768 цветов); RGB565 использует 5 бит для красной, 6 бит для зелёной и 5 бит для синей составляющих (65 536 цветов).
24-битный цветной графический файл отводит 8 бит для красной, 8 бит для зелёной и 8 бит для синей составляющих цвета каждого пикселя. Можно использовать 16,7 миллионов возможных цветовых сочетаний, и поэтому самые маленькие отличия между ними могут быть едва замечены глазом.
32-битный цветной графический файл отводит 8 бит для красной, 8 бит для зелёной и 8 бит для синей и 8 бит для альфа-канала для каждого пикселя. Альфа-канал определяет уровень прозрачности каждого пикселя в изображении. Значение 0 означает, что пиксель полностью прозрачен, а 255 - что он совершенно непрозрачен. Альфа-канал используется программным обеспечением для применения масок.
Чёрно-белые полутоновые изображения записываются в 8-битный файл с 256 оттенками серого цвета (от белого до черного). Чем больше битовых плоскостей в файле, тем больше места требуется на диске для его сохранения.