Кодирование цвета. Палитра

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Российский государственный торгово-экономический университет

Пятигорский филиал

Контрольная работа

По ______________________________________ вариант_____

Выполнил (а) студент (ка)_________ курса __________группы

Факультета ___________________________________________

Ф.И.О________________________________________________

Ф.И.О. рецензента _____________________________________

Оценка _______ дата ___________ подпись ________________

Дата поступления работы _______________________________

Подпись сотрудника деканата____________________________

Содержание:

1. Кодирование цвета. Палитра.

Кодирование цвета. Палитра.

В общем случае кодирование цвета - это распределение мощности светового потока по частотам. Свет представляет собой смесь гармонических (синусоидальных) электромагнитнных колебаний разных частот. На каждой частоте f колебание можно охарактеризовать интенсивностью (амплитудой) и фазой колебания: y(t)=Asin(2πft+φ). Суммарное колебание можно описать, задав зависимости амплитуды и фазы от частоты: A(f) и φ (f). Эти зависимости называют амплитудным и фазовым спектрами электромагнитного колебания. Человеческий зрительный анализатор воспринимает световые колебания.

В то же время известно, что в компьютерной технике характеристику света, испускаемого элементом изображения, характеризуют всего лишь тремя составляющими (например, красной, зеленой и синей). Чтобы понять, почему это возможно, надо рассмотреть особенность человеческого зрения.

Информация о состоянии каждого пикселя хранится в закодированном виде в памяти компьютера. Код может быть однобитовым, двухбитовым и т. д.

Код пикселя — это информация о цвете пикселя.

Для получения черно-белого изображения (без полутонов) пиксель может находиться в одном из двух состояний: светится — не светится (белый — черный). Тогда для его кодирования достаточно одного бита памяти:

1 — белый,

0 — черный.

Пиксель на цветном дисплее может иметь различную окраску. Поэтому одного бита на пиксель недостаточно.

Для кодирования четырехцветного изображения требуется двухбитовый код, поскольку с помощью двух битов можно выразить 4 различных значения (отобразить 4 различных состояния). Может использоваться, например такой вариант кодирования цветов:

00 — черный, 10 — зеленый,

01 — красный, 11 — коричневый.

Из трех базовых цветов — зеленого, красного, синего — можно получить восемь комбинаций трехбитового кода:

--- черный, к -- красный,

-- с синий, к - с розовый,

- з - зеленый, к з - коричневый,

- з с голубой, к з с белый.

В этом коде каждый базовый цвет обозначается его первой буквой (к — красный, с — синий, з — зеленый). Черточка означает отсутствие цвета.

Следовательно, для кодирования восьмицветного изображения требуются 3 бита памяти на один видеопиксель. Если наличие базового цвета обозначить единицей, а отсутствие — нулем, то получается таблица кодировки восьмицветной палитры (табл. 4.1).

Из сказанного, казалось бы, следует вывод: с помощью трех базовых цветов нельзя получить палитру, содержащую больше восьми цветов. Однако на экранах современных компьютеров получают цветные изображения, составленные из сотен, тысяч и даже миллионов различных красок и оттенков. Как это достигается?

Если иметь возможность управлять интенсивностью (яркостью) свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.

Шестнадцатицветная палитра получается при использовании четырехразрядной кодировки пикселя; к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно (интенсивностью трех электронных пучков) (табл. 4.2).

Большее количество цветов получается при раздельном управлении интенсивностью базовых цветов. Причем интенсивность может иметь более двух уровней, если для кодирования интенсивности каждого из базовых цветов выделять больше одного бита.

Из сказанного можно вывести правило:

Количество различных цветов К и количество битов для их кодирования b связаны между собой формулой: К = 2^b.

2¹ = 2, 2²= 4, 2³ = 8, 2⁴ = 16 и т. д. Для получения цветовой гаммы из 256 цветов требуется 8 битов = 1 байт на каждый пиксель, так как 2⁸ = 256.

Палитрой цветов называют сведенную в таблицу гамму цветов, которую графический редактор предоставляет пользователю для использования в создаваемом изображении. Цветовая палитра может включать в себя 2, 16, 256 цветов, но может доходить до десятков тысяч, до шестнадцати миллионов цветовых оттенков3. Количество в палитре цветов во многом зависит от возможностей отображения видеоадаптера и монитора. Большинство графических редакторов позволяют произвести конвертирование одной палитры в другую. Однако, нужно помнить, что переход к палитре с меньшим количеством цветов может привести к «огрублению» изображения. Две картинки могут иметь две различные палитры.

В зависимости от размера использованной палитры, файлы с картинками будут иметь разную длину.

Для кодирования: Нужно:

16 цветов - 4 бита

256 цветов - 1 байт

65 тыс. цветов (high color) - 2 байта

16 млн. цветов (true color) - 3 байта

размер файла с картинкой составит:

(гориз. размер) * (верт. размер) * (число байт на цвет)

Таким образом, файл картинки, например, 640х480 пикселов,

- с палитрой в 16 цветов составит 150 Кб;

- с палитрой в 256 цветов будет иметь длину примерно 300 Кб;

- с палитрой 65 тыс. цветов - около 600 Кб,