Каталог расширений

Популярные теги

3gp       avi       fb2       jpg       mp3       pdf      

Как связаны глубина цвета и объем файла


Как связаны глубина цвета и объём файла?

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
  • Все категории
  • экономические 43,018
  • гуманитарные 33,478
  • юридические 17,881
  • школьный раздел 600,605
  • разное 16,736

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Глубина цвета. 8, 12, 14 или 16-бит: что вам действительно нужно?

«Разрядность» является одним из параметров, за которым все гонятся, но немногие фотографы действительно его понимают. Photoshop предлагает 8, 16 и 32-битные форматы файлов. Иногда мы видим файлы, отмеченные как 24 и 48-бит. И наши камеры часто предлагают 12 и 14-битные файлы, хотя вы можете получить 16 бит с камерой среднего формата. Что всё это значит, и что действительно имеет значение?

Что такое битовая глубина?

Перед тем, как сравнивать различные варианты, давайте сначала обсудим, что означает название. Бит является компьютерной единицей измерения, относящейся к хранению информации в виде 1 или 0. Один бит может иметь только одно из двух значений: 1 или 0, да или нет. Если бы это был пиксель, он был бы абсолютно черного или абсолютно белого цвета. Не очень полезно.

Для того, чтобы описать более сложный цвет, мы можем объединить несколько бит. Каждый раз, когда мы добавляем биты, количество потенциальных комбинаций удваивается. Один бит имеет 2 возможных значения 0 или 1. При объединении 2 бит вы можете иметь четыре возможных значения (00, 01, 10 и 11). Когда вы объединяете 3 бита, вы можете иметь восемь возможных значений (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111). И так далее. В общем, число возможных вариантов будет являться числу два, возведённому в степени количества бит. Таким образом , «8-бит» = 2 8 = 256 возможных целочисленных значений. В Photoshop это представлено в виде целых чисел 0-255 (внутренне, это двоичный код 00000000-11111111 для компьютера).

Так «битовая глубина» определяет малейшие изменения, которые вы можете сделать, относительно некоторого диапазона значений. Если наша шкала яркости от чистого черного до чистого белого имеет 4 значения, которые мы получаем от 2-битного цвета, то мы получим возможность использовать черный, темно-серый, светло серый и белый. Это довольно мало для фотографии. Но если у нас есть достаточное количество бит, мы имеем достаточно шагов с широким диапазоном серого, чтобы создать то, что мы будем видеть как совершенно гладкий градиент от черного к белому.

Ниже приведен пример сравнения черно-белого градиента на разной битовой глубине. Данное изображение – это просто пример. Нажмите на него, чтобы увидеть изображение в полном разрешении в формате JPEG2000 с разрядностью до 14 бит. В зависимости от качества вашего монитора, вы, вероятно, сможете увидеть только разницу до 8 или 10 бит.

Как понимать битовую глубину?

Было бы удобно, если бы все «битовые глубины» можно было сравнить непосредственно, но есть некоторые различия в терминологии, которые нужно понимать.

Обратите внимание, что изображение выше черно-белое. Цветное изображение, как правило, состоит из красных, зеленых и синих пикселей для создания цвета. Каждый из этих цветов обрабатывается компьютером и монитором как «канал». Программное обеспечение, например, Photoshop и Lightroom, считают количество бит на канал. Таким образом, 8 бит означает 8 бит на канал. Это означает, что 8-битный RGB-снимок в Photoshop будет иметь в общей сложности 24 бита на пиксель (8 для красного, 8 для зеленого и 8 для синего). 16-битное RGB-изображение или LAB в Photoshop будет иметь 48 бит на пиксель и т.д.

Вы бы могли предположить, что 16-бит означает 16-бит на канал в Photoshop, но в данном случае это работает иначе. Photoshop реально используется 16 бит на канал. Тем не менее, он относится к 16-разрядным снимкам по-другому. Он просто добавляет один бит к 15-битам. Это иногда называют 15+1 бит. Это означает, что вместо 2 16 возможных значений (что равнялось бы 65536 возможным значениям) существует только 215+1 возможных значений, что составляет 32768+1=32769.

Таким образом, с точки зрения качества, было бы справедливо сказать, что 16-битный режим Adobe, на самом деле содержит только 15-бит. Вы не верите? Посмотрите на 16-разрядную шкалу для панели Info в Photoshop, которая показывает масштаб 0-32768 (что означает 32769 значения учитывая ноль. Почему Adobe так делает? Согласно заявлению разработчика Adobe Криса Кокса, это позволяет Photoshop работать гораздо быстрее и обеспечивает точную среднюю точку для диапазона, который является полезным для режимов смешивания.

Большинство камер позволит вам сохранять файлы в 8-бит (JPG) или от 12 до 16 бит (RAW). Так почему же Photoshop не открывает 12 или 14-битный RAW файл, как 12 или 14 бит? С одной стороны, это потребовало бы очень много ресурсов для работы Photoshop и изменение форматов файлов для поддержки других битовых глубин. И открытие 12-битных файлов в качестве 16-бит на самом деле не отличается от открытия 8-битного JPG, а затем преобразования в 16 бит. Там нет непосредственной визуальной разницы. Но самое главное, есть огромные преимущества использования формата файлов с несколькими дополнительными битами (как мы обсудим позже).

Для дисплеев, терминология меняется. Производители хотят, чтобы характеристики их оборудования звучали соблазнительно. Поэтому режимы отображения 8-бит обычно подписывают как «24-бит» (потому что у вас есть 3 канала с 8-бит каждый). Другими словами, «24-бит» («True Color») для монитора не очень впечатляет, это на самом деле означает то же самое, что 8 бит для Photoshop. Лучшим вариантом было бы «30-48 бит» (так называемый «Deep Color»), что составляет 10-16 бит на канал, хотя для многих более 10 бит на канал является излишеством.

Далее мы будем говорить о битовой глубине в терминологии Photoshop.

Сколько бит вы можете увидеть?

С чистым градиентом (т.е. наихудшими условиями), многие могут обнаружить полосатость в 9-битном градиенте, который содержит 2048 оттенков серого на хорошем дисплее с поддержкой более глубокого отображения цвета. 9-битный градиент является чрезвычайно слабым, едва уловимым. Если бы вы не знали о его существовании, вы бы его не увидели. И даже когда вы будете на него смотреть, будет не просто сказать где границы каждого цвета. 8-битный градиент относительно легко увидеть, если смотреть на него пристально, хотя вы всё ещё сможете его не замечать, если не присматриваться. Таким образом, можно сказать, что 10-битный градиент визуально идентичен 14-битному или более глубокому.

Как всё это проверить? Для наглядности создадим документ шириной 16384 пикселей, что позволяет использовать ровно 1 пиксель для каждого значения в 14-битном градиенте. Специальный алгоритм создаёт градиенты с каждой битовой глубиной от 1 до 14 на изображении. Файл PSB весит более 20GB, поэтому поделиться им нет возможности. Но можно создать изображение в формате JPEG2000 с полным разрешением. При глубине цвета 16-бит вы не увидите разницы даже при экстремальном редактировании кривых. Удивительно, как этот файл JPEG2000 сжимает оригинальное изображение с 20Gb до 2Mb.

Обратите внимание, что если вы хотите создать свой собственный файл в Photoshop, инструмент градиента будет создавать 8-битные градиенты в 8-битном режиме документа, но даже если вы преобразуете документ в 16-битный режим, вы по-прежнему будете иметь 8-битный градиент. Однако, вы можете создать новый градиент в 16-битном режиме. Однако, он будет создаваться в 12-бит. Программа не имеет 16-битного варианта для инструмента градиента в Photoshop, но 12-бит более чем достаточно для любой практической работы, так как он позволяет использовать 4096 значений.

Не забудьте включить сглаживание в панели градиента, так как это лучше всего подходит для тестирования.

Важно также отметить, что вы, вероятно, столкнутся с ложной «полосатостью» при просмотре изображений на увеличении менее чем 67%.

Зачем использовать больше бит, чем вы можете увидеть?

Почему у нас есть варианты, даже больше, чем 10-бит в наших камерах и Photoshop? Если мы не редактировали фотографии, то не было бы никакой необходимости добавлять больше бит, чем человеческий глаз может видеть. Однако, когда мы начинаем редактирование фотографий, ранее скрытые различия могут легко вылезть наружу.

Если мы значительно осветлим тени или затемним блики, то мы увеличим некоторую часть динамического диапазона. И тогда любые недочёты станут более очевидны. Другими словами, увеличение контраста в изображении работает как уменьшение битовой глубины. Если мы будем достаточно сильно выкручивать параметры, на некоторых участках снимка может появиться полосатость. Она будет показывать переходы между цветами. Такие моменты обычно становятся заметны на чистом голубом небе или в тенях.

Почему 8-битные изображения выглядят так же, как 16-битные?

При преобразовании 16-битного изображения в 8-битное вы не увидите разницы. Если так, тогда зачем использовать 16-бит?

Всё дело в плавности редактирования. При работе с кривыми или другими инструментами вы получите больше шагов коррекции тонов и цветов. Переходы будут плавней в 16 бит. Поэтому, даже если разница не может быть изначально заметна, переход к меньшей битовой глубине цвета может стать серьезной проблемой позже, при редактировании изображения.

Так сколько бит действительно нужно в камере?

Изменение 4 стопов в обеспечит потерю чуть более 4 бит. Изменение 3 стопов экспозиции находится ближе к потере 2 бит. Как часто вам приходится настолько сильно корректировать экспозицию? При работе с RAW коррекция до +/- 4 стопа – это экстремальная и редкая ситуация, но такое случается, поэтому желательно иметь дополнительные 4-5 бит над пределами видимого диапазонов, чтобы иметь запас. При нормальном диапазоне 9-10 бит, с запасом нормой может быть примерно 14-15 бит.

На самом деле, вы, вероятно, никогда не будете нуждаться в таком большом количестве данных по нескольким причинам:

  • Есть не так много ситуаций, когда вы встретите идеальный градиент. Ясное голубое небо, вероятно, наиболее частый пример. Все остальные ситуации имеют большое количество деталей и переходы цветов не плавные, поэтому вы не увидите разницу при использовании различной битовой глубины.
  • Точность вашей камеры не так высока, чтобы обеспечить точность цветопередачи. Другими словами, в изображении есть шум. Из-за этого шума обычно намного сложнее увидеть переходы между цветами. Получается, что реальные изображения обычно не способны отобразить переходы цвета в градиентах, так как камера не способны запечатлеть идеальный градиент, который можно создать программно.
  • Вы можете удалить переходы цветов во время пост-обработки при помощи использования размытия по Гауссу и добавления шума.
  • Большой запас бит нужен только для экстремальных тональных поправок.

Принимая все это во внимание, 12-бит звучит как очень разумный уровень детализации, который позволил бы выполнять отличную постобработку. Тем не менее, камера и человеческий глаз по-разному реагирует на свет. Человеческий глаз более чувствителен к тени.

Интересный факт заключается в том, что многое зависит от программы, которую вы используете для постобработки. К примеру, при вытягивании теней из одного и того же изображения в Capture One (CO) и в Lightroom можно получить разные результаты. На практике оказалось, что СО больше портит глубокие тени, чем аналог от Adobe. Таким образом, если вы вытягиваете в LR, то можно рассчитывать на 5 стопов, а в CO – всего на 4.

Но всё таки, лучше избегать попыток вытянуть более 3 стопов динамического диапазона из-за шума и изменения цветового оттенка. 12-бит, безусловно, разумный выбор. Если вы заботитесь о качестве, а не размере файла, то снимайте в 14-битном режиме, если ваша камера позволяет.

Сколько бит стоит использовать в Photoshop?

На основании изложенного выше, должно быть ясно, что 8-бит – это мало. Можно сразу увидеть переходы цветов в плавных градиентах. И если вы не видите это сразу, даже скромные корректировки могут сделать этот эффект заметным.

Стоит работать в 16 бит даже если ваш исходный файл 8-битовый, например, изображения в JPG. Режим 16-бит даст лучшие результаты, поскольку он позволит свести к минимуму переходы при редактировании.

Нет никакого смысла использовать 32-битный режим, если вы не обрабатываете файл HDR.

Сколько бит нужно для интернета?

Преимущества 16 бит заключаются в расширении возможностей редактирования. Преобразование окончательного отредактированного изображения в 8 бит прекрасно подходит для просмотра снимков и имеет преимущество в создании небольших файлов для интернета для более быстрой загрузки. Убедитесь, что сглаживание в Photoshop включено. Если вы используете Lightroom для экспорта в JPG, сглаживание используется автоматически. Это помогает добавить немного шума, который должен свести к минимуму риск появления заметных переходов цвета в 8 бит.

Сколько бит нужно для печати?

Если вы печатаете дома, вы можете просто создать копию рабочего 16-битного файла и обработать его для печати, осуществив печать именно рабочего файла. Но что, если вы отправляете свои изображения через интернет в лабораторию? Многие будут использовать 16-разрядные TIF-файлы, и это отличный способ. Однако, если для печати требуют JPG или вы хотите отправить файл меньшего размера, вы можете столкнуться с вопросами о переходе на 8-бит.

Если ваша лаборатория печати принимает 16-битный формат (TIFF, PSD, JPEG2000), просто спросите у специалистов какие файлы предпочтительны.

Если вам нужно отправить JPG, он будет в 8 бит, но это не должно быть проблемой. В действительности, 8-бит отлично подходит для окончательного вывода на печать. Просто экспортируйте файлы из Lightroom с качеством 90% и цветовым пространством Adobe RGB. Делайте всю обработку перед преобразованием файла в 8 бит и никаких проблем не будет.

Если вы не видите полосатость перехода цветов на мониторе после преобразования в 8-бит, можете быть уверены, что всё в порядке для печати.

В чем разница между битовой глубиной и цветовым пространством?

Битовая глубина определяет число возможных значений. Цветовое пространство определяет максимальные значения или диапазон (обычно известные как «гамма»). Если вам нужно использовать коробку цветных карандашей в качестве примера, большая битовая глубина будет выражаться в большем количестве оттенков, а больший диапазон будет выражаться как более насыщенные цвета независимо от количества карандашей.

Чтобы посмотреть на разницу, рассмотрим следующий упрощенный визуальный пример:

Как вы можете видеть, увеличивая битовую глубину мы снижаем риск появления полос перехода цвета. Расширяя цветовое пространство (шире гамма) мы сможем использовать более экстремальные цвета.

Как цветовое пространство влияет на битовую глубину?

SRGB (слева) и Adobe RGB (справа)

Цветовое пространство (диапазон, в котором применяются биты), поэтому очень большая гамма теоретически может вызвать полосатость, связанную с переходами цвета, если она растягивается слишком сильно. Помните, что биты определяют количество переходов по отношению к диапазону цвета. Таким образом, риск получить визуально заметные переходы увеличивается с расширением гаммы.

Рекомендуемые настройки, чтобы избежать полосатости

После всего этого обсуждения можно сделать заключение в виде рекомендаций, которых стоит придерживаться, чтобы избежать проблем с переходами цветов в градиентах.

Настройки камеры:

  • 14+ бит RAW файл является хорошим выбором, если вы хотите, наилучшее качество, особенно если вы рассчитываете на корректировку тона и яркости, например, увеличение яркости в тенях на 3-4 стопа.
  • 12-битный RAW файл отлично подойдёт, если вы хотите иметь меньший вес файлов или снимать быстрее. Для камеры Nikon D850 14-битный RAW файл примерно на 30% больше, чем 12-битный, так что это является важным фактором. И большие файлы могут повлиять на возможность снимать длинные серии кадров без переполнения буфера памяти.
  • Никогда не снимайте в JPG, если вы можете. Если вы снимаете какие-то события, когда нужно быстро передавать файлы и качество снимков не играет роли, то конечно Jpeg будет отличным вариантом. Также вы можете рассмотреть возможность съёмки в режиме JPG + RAW, если вам нужен более качественный файл впоследствии. Стоит придерживаться цветового пространства SRGB, если вы снимаете в JPG. Если вы снимаете в RAW, вы можете игнорировать настройки цветового пространства. Файлы RAW в действительности не имеют цветового пространства. Оно не устанавливается, пока не выполнена конвертация файла RAW в другой формат.

Lightroom и Photoshop (рабочие файлы):

  • Всегда сохраняйте рабочие файлы в 16-бит. Используйте 8 бит только для окончательного экспорта в формате JPG для интернета и печати, если этот формат удовлетворяет требованиям печатного оборудования. Это нормально использовать 8-бит для окончательного вывода, но следует избегать этого режима во время обработки.
  • Обязательно просмотрите снимок в масштабе 67% или больше, чтобы убедиться, что в градиентах нет заметных переходов цвета. В меньшем масштабе Photoshop может создавать ложную полосатость. Об этом будет другая наша статья.
  • Будьте осторожны при использовании HSL в Lightroom и Adobe Camera RAW, так как этот инструмент может создать цветные полосы. Это имеет очень мало общего с битовой глубиной, но проблемы возможны.
  • Если ваш исходный файл доступен только в 8-бит (например, JPG), вы должны немедленно преобразовать его в 16 бит перед редактированием. Последующие правки на 8-битные изображении в 16-битном режиме не будут создавать слишком явных проблем.
  • Не используйте 32-разрядное пространство, если вы не используете его для объединения нескольких RAW-файлов (HDR). Есть некоторые ограничения при работе в 32-битном пространстве, а файлы становятся в два раза больше. Лучше всего делать объединение HDR в Lightroom вместо того, чтобы использовать 32-битный режим в Photoshop.
  • Формат HDR DNG Lightroom очень удобен. Он использует 16-битный режим с плавающей точкой для того, чтобы охватить более широкий динамический диапазон с таким же количеством бит. Рассчитывая на то, что нам обычно нужно исправлять динамический диапазон в HDR только в пределах 1-2 стопов, это приемлемый формат, который повышает качество без создания огромных файлов. Конечно, не забудьте экспортировать этот RAW в 16-битном TIF/PSD, когда вам нужно продолжить редактирование в Photoshop.
  • Если вы один из немногих людей, которые должны использовать 8-разрядный рабочий режим по какой-то причине, вероятно, лучше всего придерживаться цветового пространства sRGB.
  • При использовании инструмента градиента в Photoshop, отметив опцию «сглаживание» программа будет использовать 1 дополнительный бит. Это может быть полезно при работе в 8-битных файлах.

Экспорт для интернета:

  • JPG с 8 битами и цветовым пространством sRGB идеально подходит для интернета. В то время как некоторые мониторы способны отображать большую битовую глубину, увеличенный размер файла, вероятно, не стоит этого. И в то время как все больше и больше мониторов поддерживают более широкие гаммы, не все браузеры правильно поддерживают управление цветом и могут отображать изображения неправильно. И большинство из этих новых мониторов вероятно никогда не проходили калибровку цвета.

Печать:

  • 8-бит отлично подходит для окончательного вывода на печать, но используйте 16 бит, если печатное оборудование поддерживает это.

Монитор:

  • Стандартный монитор отлично подойдёт для большинства задач, но помните, что вы можете увидеть полосы перехода цветов из-за 8-битных дисплеев. Этих полос может на самом деле не быть в снимках. Они появляются на этапе вывода на монитор. На другом дисплее этот же снимок может выглядеть лучше.
  • Если вы можете себе это позволить, 10-битный дисплей идеально подходит для работы с фотографией. Широкий диапазон, такой как Adobe RGB также идеально подходит. Но это не обязательно. Вы можете создавать потрясающие снимки на самом обычном мониторе.

Взгляд в будущее

В данный момент выбор большей битовой глубины для вас может не иметь значения, так как ваш монитор и принтер способны работать только в 8 бит, но в будущем всё может измениться. Ваш новый монитор сможет отображать больше цветов, а печать можно осуществить на профессиональном оборудовании. Сохраняйте свои рабочие файлы в 16-бит. Этого будет достаточно, чтобы сохранить наилучшее качество на будущее. Этого будет достаточно, чтобы удовлетворить требованиям всех мониторов и принтеров, которые будут появляться в обозримом будущем. Этого диапазона цвета достаточно, чтобы выйти за пределы диапазона зрения человека.

Однако гамма – это другое. Скорее всего, у вас есть монитор с цветовой гаммой sRGB. Если он поддерживает более широкий спектр Adobe RGB или гамму P3, то вам лучше работать с этими гаммами. Adobe RGB имеет расширенный диапазон цвета в синем, голубом и зелёном, а P3 предлагает более широкие цвета в красном, желтом и зеленом. Помимо P3 мониторов существуют коммерческие принтеры, которые превышают гамму AdobeRGB. sRGB и AdobeRGB уже не в состоянии охватить полный диапазон цветов, которые могут быть воссозданы на мониторе или принтере. По этой причине, стоит использовать более широкий диапазон цвета, если вы рассчитываете на печать или просмотр снимков на лучших принтерах и мониторах позже. Для этого подойдёт гамма ProPhoto RGB. И, как обсуждалось выше, более широкая гамма нуждается в большей битовой глубине 16-бит.

Как удалить полосатость

Если вы будете следовать рекомендациям из этой статьи, очень маловероятно, что вы столкнетесь с полосатостью в градиентах.

Но если вы столкнетесь с полосатостью (скорее всего при переходе в 8-разрядное изображение, вы можете предпринять следующие шаги, чтобы свести эту проблему к минимуму:

  • Преобразуйте слой в смарт-объект.
  • Добавьте размытие по Гауссу. Радиус установите таким, чтобы скрыть полосатость. Радиус, равный ширине полосатости в пикселях идеален.
  • Используйте маску, чтобы применить размытие только там, где это необходимо.
  • И, наконец, добавьте немного шума. Зернистость устраняет вид гладкого размытия и делает снимок более целостным. Если вы используете Photoshop CC, используйте фильтр Camera RAW, чтобы добавить шум.

Об авторе: Greg Benz – фотограф из Миннеаполиса, штат Миннесота. Мнения, выраженные в этой статье принадлежат исключительно автору. Вы можете узнать больше о его работах на сайте

Следите за новостями: Facebook, Вконтакте и Telegram

comments powered by HyperComments

Глубина цвета

Посетите практически любой форум по фотографии, и вы непременно наткнетесь на дискуссию относительно преимуществ RAW и  JPEG файлов. Одна из причин, по которой некоторые фотографы предпочитают формат RAW - это бóльшая глубина бита (глубина цвета)*, содержащаяся в файле. Это позволяет вам получать фотографии большего технического качества, чем те, что вы можете получить из файла JPEG.

*Bitdepth (глубина бита), или Colordepth (глубина цвета, в русском языке чаще используется именно это определение) -  количество бит, используемых для представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения. Часто выражается единицей бит на пиксель (англ. bits per pixel, bpp). © Wikipedia

Что такое глубина цвета?

Компьютеры (и устройства, которые управляются встроенными компьютерами, такие как цифровые SLR-камеры) используют  двоичную систему исчисления. Двоичная нумерация состоит из двух цифр – 1 и 0 (в отличие от десятичной системы исчисления, включающей 10 цифр). Одна цифра в двоичной системе исчисления называется «бит» (англ. «bit», сокращенно от «binary digit», «двоичная цифра»).

Восьмибитное число в двоичной системе выглядит так: 10110001 (эквивалентно 177 в десятичной системе). Таблица ниже демонстрирует, как это работает.

Максимально возможное восьмибитное число – это 11111111 – или 255 в десятичном варианте. Это значимая цифра для фотографов, поскольку она возникает во многих программах для обработки изображений, а также в старых дисплеях.

Цифровая съемка

Каждый из миллионов пикселей на цифровой фотографии соответствует элементу (также называемому «пиксель», англ. «pixel») на сенсоре (сенсорная матрица) камеры. Эти элементы при попадании на них света  генерируют слабый электрический ток, измеряемый камерой и записывающийся в JPEG или RAW файл.

Файлы JPEG

Файлы JPEG записывают информацию о цвете и яркости для каждого пикселя тремя восьмиразрядными числами, по одному числу для красного, зеленого и синего каналов (эти цветовые каналы такие же, как те, что вы видите при построении цветовой гистограммы в Photoshop или на вашей камере).

Каждый восьмибитный канал записывает цвет по шкале 0-255, предоставляя теоретический максимум в 16,777,216 оттенках (256 x 256 x 256). Человеческий глаз может различать приблизительно около 10-12 миллионов цветов, так что это число обеспечивает более чем удовлетворительное количество информации для отображения любого объекта.

Этот градиент был сохранен в 24-битном файле (по 8 бит на каждый канал), что достаточно для передачи мягкой градации цветов.

Этот градиент был сохранен как 16-битный файл. Как вы можете видеть, 16 бит недостаточно для передачи мягкого градиента.

RAW файлы

RAW файлы присваивают больше бит каждому пикселю (большинство камер имеют 12 или 14-битные процессоры). Больше бит - больше числа, а, следовательно, больше тонов на каждый канал.

Это не приравнивается к большему количеству цветов – JPEG файлы уже могут записывать больше цветов, чем может воспринять человеческий глаз. Но каждый цвет сохраняется с гораздо более тонкой градацией тонов. В таком случае говорят, что изображение имеет большую глубину цвета. Таблица ниже иллюстрирует, как глубина бита приравнивается к количеству оттенков.

Обработка внутри камеры

Когда вы настраиваете  камеру на запись фотографий в режиме JPEG, внутренний процессор камеры считывает информацию, полученную от сенсора в момент, когда вы делаете снимок, обрабатывает ее в соответствии с параметрами, выставленными в меню камеры (баланс белого, контраст, насыщенность цвета и т.д.), и записывает ее как 8-битный JPEG файл. Вся дополнительная информация, полученная сенсором, отбрасывается и теряется навсегда. В итоге, вы используете лишь 8 бит из 12 или 14 возможных, которые сенсор способен зафиксировать.

Постобработка

RAW файл отличается от JPEG тем, что содержит все данные, зафиксированные сенсором камеры за период экспонирования. Когда вы обрабатываете RAW файл, используя программное обеспечение для конвертации RAW, программа осуществляет преобразования, аналогичные тем, что производит внутренний процессор камеры, когда вы снимаете в JPEG. Различие состоит в том, что вы выставляете параметры внутри используемой программы, а те, что выставлены в меню камеры, игнорируются.

Выгода от дополнительной глубины бита RAW файла становится очевидной при постобработке. JPEG файл стоит использовать, если вы не собираетесь делать какую-либо постобработку и вам достаточно выставить экспозицию и все другие настройки во время съемки.

Однако, в реальности большинство из нас хочет внести хотя бы несколько исправлений, если это даже просто яркость и контраст. И это именно тот момент, когда  JPEG файлы начинают уступать. С меньшим количеством информации на пиксель, когда вы проводите корректировку яркости, контраста или цветового баланса, оттенки могут визуально разделиться.

Результат наиболее очевиден в областях плавного и продолжительного перехода оттенков, таких как на голубом небе. Вместо мягкого градиента от светлого к темному, вы увидите расслоение на цветовые полосы. Этот эффект также известен как постеризация (англ. «posterisation»). Чем больше вы корректируете, тем сильнее он проявляется на изображении.

С файлом RAW, вы можете вносить гораздо более сильные изменения в оттенок цвета,  яркость и контраст до того, как вы увидите снижение качества изображения. Это также позволяют сделать некоторые функции RAW-конвертера, такие как настройка баланса белого и восстановление «пересвеченных» областей (highlight recovery).

Это фото получено из JPEG файла. Даже при таком размере видны полосы в небе как результат постобработки.

При тщательном рассмотрении на небе виден эффект постеризации. Работа с 16-битным TIFF файлом может ликвидировать, или по крайней мере минимизировать, эффект полос.

16-битные TIFFфайлы

Когда вы обрабатываете RAW файл, ваше программное обеспечение предоставляет вам опцию по сохранению его как 8 или 16-битного файла. Если вы довольны обработкой и не хотите вносить еще какие-либо изменения, вы можете сохранить его как 8-битный файл. Вы не заметите никаких различий между файлом 8 бит и 16 бит на вашем мониторе или когда вы распечатаете изображение. Исключение – тот случай, когда у вас есть принтер, распознающий 16-битные файлы. В этом случае, из файла 16 бит вы можете получить лучший результат.

Однако если вы планируете осуществлять постобработку в Photoshop, тогда рекомендуется сохранять изображение как 16-битный файл. В этом случае изображение, полученное из 12 или 14-битного сенсора, будет «растянуто», чтобы заполнить 16-битный файл. После этого вы можете поработать над ним в Photoshop, зная, что дополнительная глубина цвета поможет вам достичь максимального качества.

Опять же, когда вы завершили процесс обработки, вы можете сохранить файл как 8-битный файл. Журналы, издатели книг и стоки (и практически любой клиент, покупающий фотографии), требуют 8-битные изображения. Файлы 16 бит могут потребоваться, только если вы (или кто-то другой) намереваетесь редактировать файл.

Это изображение, которое я получил, используя настройку RAW+JPEG на камере EOS 350D. Камера сохранила две версии файла – JPEG, обработанный процессором камеры, и RAW файл, содержащий всю информацию, записанную 12-битным сенсором камеры.

Здесь вы видите сравнение правого верхнего угла обработанного JPEG файла и RAW файла. Оба файла были созданы камерой с одной и той же настройкой экспозиции, и единственное различие между ними – это глубина цвета. Я смог «вытянуть» не различимые в JPEG «пересвеченные» детали в RAW файле. Если бы я хотел поработать над этим изображением дальше в Photoshop, я мог бы сохранить его как 16-битный файл TIFF, чтобы обеспечить максимально возможное качество изображения в течение процесса обработки.

Почему фотографы используют JPEG?

То, что не все профессиональные фотографы используют формат RAW все время, еще ничего не значит. Как свадебные, так и спортивные фотографы, например, зачастую работают именно с форматом JPEG.

Для свадебных фотографов, которые могут снять тысячи снимков на свадьбе, это экономит время на последующей обработке.

Спортивные фотографы используют JPEG файлы для того, чтобы иметь возможность отсылать фотографии своим графическим редакторам в течение мероприятия. В обоих случаях скорость, эффективность и меньший размер файлов формата JPEG делает использование этого типа файлов логичным.

Глубина цвета на компьютерных экранах

Глубина бита также относится к глубине цвета, которую компьютерные мониторы способны отображать. Читателю, использующему современные дисплеи, возможно, тяжело будет в это поверить, но компьютеры, которыми я пользовался в школе, могли воспроизводить только 2 цвета – белый и черный. «Must-have» компьютер того времени - Commodore 64, способный воспроизводить аж 16 цветов. В соответствии с информацией из «Википедии», было продано более 12 единиц этого компьютера.


Компьютер Commodore 64. Автор фотографии Билл Бертрам (Bill Bertram)

Несомненно, вы не сможете редактировать фотографии на машине с 16 цветами (64 Кб оперативной памяти в любом случае больше не потянут), и изобретение 24-битных  дисплеев с реалистичным цветовоспроизведением  - одна из вещей, которые сделали цифровую фотографию возможной. Дисплеи с реалистичным цветовоспроизведением, как и файлы JPEG, формируются при помощи трех цветов (красного, зеленого и синего),  каждый с 256 оттенками, записанными в 8-битную цифру.  Большинство современных мониторов используют либо 24-битные, либо 32-битные  графические устройства с реалистичным цветовоспроизведением.

Файлы HDR

Многие из вас знают, что изображения с расширенным динамическим диапазоном (HDR) создаются путем комбинирования нескольких версий одного и того же изображения, снятого с разными настройками экспозиции. Но знаете ли вы, что программное обеспечение формирует 32-битное изображение с более чем 4 миллиардами тональных значений на каждый канал на пиксель -  просто скачок по сравнению с 256 оттенками в файле JPEG.

Настоящие HDR файлы не могут быть корректно отображены на компьютерном мониторе или распечатанной странице.  Вместо этого они урезаются до 8 или 16-битных файлов при помощи процесса, называемого тональная компрессия (англ. «tone-mapping»), который сохраняет характеристики оригинального изображения с расширенным динамическим диапазоном, но позволяет воспроизвести его на устройствах с узким динамическим диапазоном.

Заключение

Пиксели и биты – основные элементы для построения цифрового изображения. Если вы хотите получить максимально хорошее качество снимка на вашей камере, необходимо понимать концепцию глубины цвета и причины, по которым формат RAW позволяет получить изображение лучшего качества.

Автор статьи: Andrew Gibson

Разрешение (глубина) цвета — Мегаобучалка

Важным этапом создания компьютерной графики является определение необходимой цветовой гаммы, которая подбирается с учетом рабочей системы кодировки (разрешения) цвета. В системе кодировки 1 битом для каждого пикселя экрана возможны только два варианта цвета (значение бита 0 или 1). Кодирование 1 битом каждого пикселя экрана определяет битовую плоскость. Для получения большого количества цветов одновременно используются несколько битов для кодирования цвета. Так, два бита определяют уже 4 возможных значения цвета на 1 пиксель, 4 и 8 битов соответственно, 16 и 256 значений. Максимальное число используемых битов при отображении цветов определяет цветовое разрешение данного изображения.

Битовое разрешение, или глубина пиксела это величина, которая определяет количество бит информации на один пиксел. Битовое разрешение характеризует объем цветовой информации, используемый для описания каждого пиксела файла. Чем больше глубина пиксела, тем шире диапазон доступных цветов (и тем точнее их представление) в оцифрованном изображении. Например, пиксел с битовой глубиной, равной единице, имеет лишь два возможных состояния: включен или выключен. Пиксел с битовой глубиной в 8 единиц имеет 28, или 256 возможных цветовых значений. Пиксел же с битовой глубиной в 24 единицы имеет 224, или 16 миллионов возможных значений. Как правило, битовое разрешение задается в диапазоне от 1 до 24 бит на пиксел.

При создании векторных рисукнков мультимедиа-приложений чаще всего используется 8-битная кодировка, т.к. 256 цветов вполне достаточно, чтобы отобразить большинство информации. Однако, при использовании фотографий, требуется увеличение количества используемых цветов. Для этих целей применяется 16-ти и 24-битное цветовое разрешение, что позволяет использовать 65536 или 16.7 миллионов возможных цветов.

Цветовая палитра

Как правило, современные графические пакеты уже имеют свои встроенные палитры «по умолчанию», однако пользователь в любой момент может изменять значение цвета в регистрах ПЭВМ. Это выполняется с помощью регуляторов цветовых моделей, предусмотренных работой программы (RGB, HSB (HLS), CMY (CMYK)). Любое изменение цвета в регистрах палитры приводит к изменению соответствующих пикселей на экране монитора. Аналогичные палитры выбора цветов встроены в редактор презентаций PowerPoint и практически во все графические редакторы с развитыми возможностями.



RGB модель построена на основе трихроматической компонентной теории восприятия цвета (теории Юнга-Гельмгольца), согласно которой красный, зеленый и синий цвета являются первичными цветами. Смесь первичных цветов образует вторичные. В режиме RGB для создания экранных цветов используются различные комбинации значений яркости красного, зеленого и синего света. Разнообразие цветов видимого спектра достигается за счет изменения интенсивности отдельных составляющих.

При обработке цветных RGB-изображений Adobe Photoshop присваивает каждому пикселу значение интенсивности, которое может изменяться в пределах от 0 (черный) до 255 (белый). Например, яркий красный цвет может характеризоваться значениями R=246, G=20, В=50. В случае равенства всех трех составляющих получается один из оттенков серого. При этом комбинация R=G=В=255 соответствует чистому белому цвету, а комбинация R=G=В=0 черному.

Цветовая модель HSB построена в соответствии с особенностями восприятия цвета мозгом человека. Составной цвет достигается за счет таких параметров, как оттенок (hue), насыщенность (saturation) и яркость (brightness).

Режим CMYK используется для подготовки изображений к четырехкрасочной печати с помощью триадных цветов: голубого, пурпурного, желтого и черного. В результате преобразования RGB-документа в формат CMYK происходит создание цветоделенных фотоформ. Как правило, переход к формату CMYK выполняется на завершающей стадии обработки изображения. Редактирование документов в формате RGB более эффективно, поскольку CMYK-файлы по объему в среднем на треть больше, чем RGB-файлы.

Каждому пикселу в CMYK-изображении присваиваются значения, определяющие процентное содержание триадных цветов. Самые светлые тона характеризуются низким содержанием триадных цветов, а наиболее темные (тени) соответственно более высокими значениями. Например, ярко-красный цвет может содержать 2% голубого, 93% пурпурного, 90% желтого и 0% черного цвета. В CMYK-изображениях чистому белому цвету соответствуют нулевые значения всех четырех составляющих.

5.4. Форматы представления компьютерной графики

Форматы растровой графики.Растровое представление компьютерной графики потребовало от разработчиков графических пакетов создания соответствующего формата хранения изображений. Наиболее ранние форматы представляли собой содержимое фрагмента памяти компьютера, в котором хранилось изображение. Но такой формат оказался неудобен, т.к. занимал достаточно много места и зависел от аппаратных особенностей компьютеров, в которых это изображение было создано.

Вторым шагом стало создание аппаратно-независимых форматов, таких как ВМР, и форматов, использующих алгоритмы сжатия изображения (рис.6). К таким форматам можно отнести PCX. Этот формат реализует простейший способ сжатия изображений, позволяющий выполнять быструю перепись изображения в видеопамять и обратно, используя при этом алгоритм кодирования повторяющихся последовательностей RLE. Данный формат используют при своей работе многие графические редакторы, в частности, редактор PaintBrush в среде Windows. Вместе с форматом TIFF формат PCX является одним из наиболее распространенных форматов, которые используют сканеры.

Дальнейшее развитие инструментов компьютерной графики привело к появлению форматов хранения растровых изображений, способных более эффективно кодировать данные. К ним можно отнести GIF формат и TIFF формат. Формат GIF, при достаточно простой структуре файла и наличии небольшого числа атрибутов изображения, использует эффективный алгоритм сжатия изображений. Этот формат, как и формат PCX, часто используется для распространения цветных изображений. Для получения изображений в этом формате может использоваться, например, графический редактор, встроенный в систему AUTODESK ANIMATOR. Формат TIFF (Tag Image File Format) был разработан совместно корпорацией Aldus и группой, разработавшей систему Windows. Основной областью применения данного формата является настольная издательская деятельность и связанные с ней приложения. Вместе с тем, формат TIFF может быть полезен и для других приложений, работающих с изображениями. Предполагалось, что файлы данного формата будут создаваться с помощью сканеров, либо графическими редакторами, а затем будут включаться в документы или публикации настольными издательскими системами. При разработке данного формата была разработана такая структура файла, которая минимизирует изменения в структуре при последующих добавления новых возможностей.

Оба формата используют для кодирования изображений LZW-алгоритм, который позволяет сжимать практически любое изображение практически в два раза. Однако они имеют и серьезные отличия. Формат GIF поддерживает только 256 цветов. Формат TIFF поддерживает все цветовые разрешения, а также цветовую модель CMYK, что позволяет эффективно использовать этот формат для хранения изображения при создании полиграфической продукции.

Формат PIC использовался разработчиками системы 1-2-3 фирмы Lotus для хранения изображений, получаемых при работе с электронными таблицами (графиков, гистограмм). Широкое распространение системы 1-2-3 привело к тому, что данный формат стал использоваться и в других системах, работающих с электронными таблицами. Рисунки в данном формате позволяет использовать распространенный текстовый процессор Word. В отличие от предыдущих форматов, предназначенных для хранения растровых изображений, данный формат по существу содержит небольшое множество команд управления положением “пера” и задания его атрибутов.

К наиболее распространенным форматам можно отнести также форматы Targa и PICT. Формат Targa предназначался для хранения сканированных изображений, но применяется и для рисованных. Формат PICT используется в основном на компьютерах Macintosh. Один из немногих форматов, которые могут иметь дело как с векторными, так и с растровыми объектами изображений.

Форматы векторной графики.Так как векторные изображения описываются набором координат примитивов и описанием их формы, то для хранения изображений необходимо запомнить только эту информацию. Т.о. векторные форматы хранения изображения хранят только математическое описание изображения, а не описание цветов каждого пикселя, как это делается в растровых форматах. Такой способ математического описания изображения позволяет существенно сократить объем данных, но неприменим для хранения мультипликации, т.к. для воссоздания изображения необходимо произвести большое количество вычислений, чем при распаковке растрового формата.

Наиболее распространенными форматами векторной графики стали WMF, CDR, DXF и VSD.

PostScript-графика.Это понятие означает специальный язык программирования, который способен описывать как текст, так и графические изображения, расположенные на одной странице. С введением PostScript отпала необходимость хранить информацию о каждом пикселе изображения, достаточно сохранить описание страницы, а восстановит изображение специальное RIP - устройство, которое осуществляет необходимую перекодировку.

Язык РostScript принят в качестве универсального структурированного языка описания страниц, построенного на объектно-ориентированных командах рисования. Как правило применяется на компьютерах производства фирмы Silicon Graphics.

Фрактальное сжатие.Достаточно популярная технология сжатия графических изображений. Используется для растровых форматов. Идея состоит в том, чтобы выразить графическое изображение через систему итерационных функций. При этом изображение может показываться очень быстро и масштабироваться с генерацией бесконечного числа фрактальных деталей. Метод позволяет сжимать изображение до очень маленьких размеров, одновременно сохраняя высокое качество изображения, подобно исходному. Например, фрактальное сжатие создает формат типа FIF и сжимает файлы с 1,5Мб до 10Кб. В формате TGA или Bitmap данный файл будет занимать около 768Кб.

Кроме того, метод фрактального сжатия имеет так называемое свойство “Независимости от разрешения”. Фрактальные изображения хранятся в качестве математических моделей аналогично языкам описания страницы типа PostScript.

Конвертирование графических форматов.При формировании графических изображений (особенно включающих в себя шрифтовые надписи, тексты, таблицы) нередко приходится соединять в одном файле результаты работы нескольких программ (в нескольких различных форматах). При этом возникает ряд проблем, связанных, с одной стороны, с различиями между символьным и графическим способами представления информации, а с другой — с различиями форматов, используемых в рамках каждого из этих способов. Так, для графических форматов характерны, например, различие в размере палитры, для символьных — различия стандартов кодировки и таблиц символов.

Ни один графический редактор не понимает всех существующих форматов. Но имеется ряд широко распространенных форматов хранения информации, принятых в качестве фактических стандартов. И, следовательно, один из способов решения данной проблемы состоит в использовании только этих форматов для передачи информации между разными программами. В этом случае используются программы-конверторы (рис.9).

Большинство прикладных программ используют встроенные конверторы, которые позволяют преобразовывать форматы BMP, PCX и TIFF друг в друга. Имеются и специальные программы-конверторы, такие как Convert или Image Alchemy, броузер ACDSee и др.

Глубина цвета - это что такое в компьютерной графике? :: SYL.ru

Битовая глубина, или глубина цвета — это количество бит, используемых для указания цвета одного пикселя в растровом изображении или буфере кадра видео. Также этим понятием часто обозначается количество бит, используемых для каждого цветного компонента одного пикселя. Глубина двоичных знаков определяет количество уникальных цветов в палитре изображения с точки зрения количества 0 и 1 или “бит”, которые используются для указания каждого цвета.

Что такое битовая глубина

Глубина цвета — это количество двоичных знаков, используемых для хранения одного пикселя экрана. Другими словами, это количество различных цветов, которые могут быть представлены аппаратным или программным обеспечением. Но это не означает, что изображение обязательно использует все цвета. Когда речь идет о пикселе, понятие глубина цвета — это то, что может быть определено как бит на пиксель (bpp). Он определяет количество используемых двоичных знаков для одного пикселя. Тогда глубина цвета изображения относится к числу бит на пиксель на мониторе компьютера для представления определенного цвета.

Количество уникальных оттенков

Когда речь идет о цветовом компоненте, понятие может означать количество двоичных знаков на компонент — бит на канал или на цвет. Глубина цвета с большим значением может указывать на передачу цвета с таким высоким уровнем точности. В качестве альтернативы ее также называют пиксельной глубиной.

Изображения с более высокой битовой глубиной могут кодировать больше оттенков или цветов, поскольку имеется больше комбинаций 0 и 1. Глубина цветов — это количество таких комбинаций. Чем больше бит на пиксель, тем лучше цветопередача и качество монитора. Пространственное разрешение экрана монитора можно вычислить по следующей формуле: произведение количества строк изображения на общую сумму точек в строке.

Разрешение экрана и пиксельная глубина

Понятия количества цветов и глубины цвета связаны с понятием разрешения монитора. Монитор может отображать графику в различном качестве. Глубина цвета и разрешение характеризуют качество изображения.

Среди самых распространенных разрешений - 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 1024 пикселей на дюйм. Режим экрана и глубина цвета также зависят друг от друга. Зная один из параметров, можно рассчитать другой. Для изображения в градациях серого глубина бит определяет количество уникальных оттенков. Количество отображаемых цветов меняется в широком диапазоне. На современных мониторах и дисплеях глубина цвета — это параметр, который может принимать значение от 256 при глубине 8 бит до более чем 16 миллионов при глубине в 24.

Основные цвета и их кодирование

Каждый цветной пиксель в цифровом изображении создается с помощью комбинации трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Каждый основной цвет часто называют цветовым каналом. Он может иметь любой диапазон значений интенсивности, заданных его глубиной бита. Глубина бит для каждого основного цвета называется битами на канал. Бит на пиксель (bpp) относится к сумме двоичных знаков во всех трех цветовых каналах и представляет общие цвета, доступные на каждом пикселе. Часто возникает путаница с цветными изображениями, и может быть непонятно, относится ли размещенный номер к битам на пиксель или на канал. Использование bpp в качестве суффикса помогает различать эти два термина.

Примеры глубины цвета точки

У большинства цветных изображений с цифровых камер битовая глубина составляет 8 двоичных знаков на канал. Поэтому они могут использовать в общей сложности восемь 0 и 1. Глубина цвета и количество цветов при этом составляют 28 или 256 различных комбинаций, либо 256 различных значений интенсивности для каждого основного цвета. Когда все три основных цвета объединены в каждом пикселе, это позволяет использовать до 16 777 216 разных цветов, или “истинный цвет”. Такая глубина называется 24-битной, поскольку каждый пиксель состоит из трех каналов с глубиной цвета 8 бит. Количество цветов, доступных для любого X-битового изображения, равно 2X, если X относится к битам на пиксель, и 23X, если X относится к битам на канал.

Визуализация битовой глубины

Человеческий глаз может различать только около 10 миллионов разных цветов. Поэтому сохранение изображения, где глубина цвета — более 24 бит, является чрезмерным, если единственная цель — это обычный просмотр. С другой стороны, изображения с более чем 24 bpp все еще весьма полезны, поскольку они лучше сохраняются при пост-обработке. Потому этот параметр может быть полезен для фотографов. Цветные градации и палитру глубины цвета в изображениях с менее чем 8 бит на цветовой канал можно четко увидеть на гистограмме изображения. Доступные настройки битовой глубины зависят от типа файла. Стандартные файлы JPEG и TIFF могут использовать только 8 и 16 бит на канал соответственно.

Цветовая точность и гамма

Глубина цвета — это только один из аспектов цветового представления, определяющий, как можно выразить тонкие уровни цвета. Другим аспектом является то, как может быть выражен широкий диапазон цветов или гамма. Определение как цветовой точности, так и гаммы выполняется с помощью спецификации кодирования цвета, которая присваивает значение цифрового кода местоположению в цветовом пространстве.

Отличие графических чипов в системах VGA и Macintosh

Старые графические чипы, особенно те, которые используются в домашних компьютерах и игровых консолях, часто умеют применять другую палитру, чтобы увеличить максимальное количество одновременно отображаемых цветов. При этом использование памяти сводится к минимуму. Это важно для первых компьютеров, где память была дорогостоящей и не слишком большого объема. В то время как лучшие системы VGA предлагали только 18-битную палитру, из которой можно было выбирать цвета, все цветное видеооборудование Macintosh предоставляло 24-битную. Такие палитры были универсальными и могли применяться в любых последних аппаратных или файловых форматах.

Direct color

Если пиксели содержат более 12 бит, для типичных размеров экрана и глубины палитры индексированная палитра занимает больше памяти, чем пиксели, поэтому некоторые системы стараются напрямую указывать цвет непосредственно в пикселе. Например, 8-битный цвет — очень ограниченная, но истинная прямая цветовая система. Для каждого из компонентов R (красного цвета и G (зеленого цвета) есть 3 бита, 8 возможных уровней. При этом два оставшихся бита в байтовом пикселе — компонент B (синий цвет), занимающий четыре уровня, что позволяет использовать 256 разных цветов. Здоровый человеческий глаз менее чувствителен к синему компоненту, чем к красному или зеленому, потому что две трети рецепторов глаза обрабатывают более длинные волны. Поэтому он назначается на один двоичный знак меньше, чем остальные. 8-битный цвет можно перепутать с индексированной глубиной цвета 8bpp. Но этот параметр тоже можно моделировать в таких системах, выбирая подходящую таблицу.

High color

Высококачественная цветопередача, или режим High color, поддерживает 15/16-бит для трех цветов в системе RGB. В 16-битном цвете могут быть 4 бита, то есть 16 возможных уровней для каждого из компонентов R, G и B. А также дополнительно 4 двоичных знака для параметра "альфа", обозначающего прозрачность, что позволяет использовать 4 096 различных цветов с 16 уровнями прозрачности. В последнее время термин используется для обозначения глубин цвета, превышающих 24 бит. Он был разработан для представления и передачи “реальных” оттенков, которые воспринимаются человеческим глазом. Почти все наименее дорогие ЖК-дисплеи обеспечивают 18-битный цвет для достижения быстрого времени перехода по цвету и используют либо сглаживание, либо регулировку частоты кадров, чтобы приблизиться к 24-битной цветопередаче или полностью отбросить 6 бит информации о цвете. Более дорогие ЖК-дисплеи могут отображать 24-битную или большую глубину цвета.

True color

Цветопередача в 24 бита почти всегда использует 8 бит каждого из R, G, B. По состоянию на 2018 год 24-битная глубина цвета используется практически для всех компьютеров и телефонов, а также для большинства форматов хранения изображений. Почти во всех случаях, когда 32 бит на пиксель означают, что 24 используются для цвета, остальные 8 являются альфа-каналами или не используются. 224 дает 16 777 216 вариаций цвета.

Особенности человеческого восприятия цвета

Человеческий глаз может различать до десяти миллионов цветов, и поскольку гамма дисплея меньше, чем диапазон человеческого зрения, это означает, что этот диапазон содержит больше оттенков, чем может быть воспринято человеком. Однако дисплеи неравномерно распределяют цвета в пространстве для облегчения восприятия человеком, поэтому люди могут видеть изменения между соседними цветами в цветовой гамме. Монохроматические изображения устанавливают все три канала на одно и то же значение. В результате получается всего 256 различных цветов и, следовательно, более заметная полоса различия. Некоторое программное обеспечение пытается сгладить уровень серого в цветовых каналах, чтобы увеличить его, хотя в современном программном обеспечении это гораздо больше используется для субпиксельной визуализации. Она позволяет увеличить разрешение пространства на ЖК-экранах, где цвета имеют несколько разные позиции.

Deep color

Стандарты DVD-Video и Blu-ray Disc поддерживают бит глубиной 8 бит на цвет в YCbCr с подвыборкой цветности 4:2:0. Системы Macintosh относятся к 24-битовому цвету как к "миллионам цветов". Он также часто используется для обозначения всех глубин цвета, больших или равных 24. Глубокий цвет, или Deep color, состоит из миллиарда или более цветов. Используются глубины цвета 30, 36 и 48 бит на пиксель, также называемые 10, 12 или 16 бит на канал.

Использование глубины цвета в различных системах

Некоторые системы SGI имели 10 или более бит для видеосигнала и могли быть настроены для интерпретации данных, хранящихся таким образом для отображения. Часто для них добавляется альфа-канал того же размера, в результате получается 40, 48 или 64 бит для каждого пикселя. Некоторые более ранние системы размещали три 10-битных канала в 32-битном слове, причем 2 бита не использовались или использовались как 4-уровневый альфа-канал. Формат файла Cineon, который был популярен для движущихся изображений, использовал эту глубину цвета. Цифровые камеры могли производить 10 или 12 бит на канал в своих исходных данных, а 16 бит — это наименьшая адресуемая единица, которая позволяла бы обрабатывать данные.

Видеокарты с 10 бит на компонент начали выходить на рынок в конце 1990-х годов. Эти системы не использовали 16 бит для высокого динамического диапазона, а некоторые присваивают почти мистические возможности 16 битам, которые на самом деле не верны. Программное обеспечение для редактирования изображений, такое как Photoshop, начало использовать 16 бит на канал достаточно рано. Основная цель этого заключалась в том, чтобы уменьшить квантование промежуточных результатов. Если операция была разделена на 4, а затем умножена на 4, она потеряла бы нижние 2 бита 8-битных данных, но если использовались 16 бит, она не потеряла бы ни одного из 8-битных данных. В 2008 Microsoft объявила о том, что в Windows 7 поддерживаются цвета глубиной 30 бит и 48 бит, а также широкая цветовая гамма scRGB.

Доказано, поскольку люди в основном являются трихроматами, хотя существуют тетрахроматы, воспринимающие не три основных цвета, а четыре. Для хранения и работы с изображениями можно использовать "мнимые" основные цвета, но обычно их количество составляет три, как в системе RGB.

Нахождение информационного объема графического файла. Домашнее задание

Палитра (N) - количество используемых в наборе цветов .

Глубина цвета  (I) - количество бит (двоичных разрядов), отводимых  в видеопамяти под каждый пиксель.

Каждый цвет имеет свой уникальный двоичный код.

Код цвета пикселя содержит информацию о доле каждого базового цвета.

Число цветов, воспроизводимых на экране монитора (N), и число бит, отводимых под кодирование цвета одного пикселя (I), находится по формуле: N=2I


Глубина цвета и количество отображаемых цветов



Глубина цвета (I)Количество отображаемых цветов (N)
828=256
16 (High Color)216=65 536
24 (True Color)224=16 777 216
32 (True Color)232=4 294 967 296

V=K*I,

где - информационный объем рисунка (файла), К - общее количество точек  рисунка или разрешающая способность монитора, I - глубина цвета.


Задачи (с решением)

1. Растровый файл, содержащий черно-белый рисунок, имеет объем 300 байт. Какой размер может иметь рисунок в пикселях?

Решение: Объем файла V = 300 б = 2400 бит. Рисунок черно-белый, значит, палитра состоит из двух цветов (черный, белый), т.е. N=2. Отсюда находим глубину цвета I= 1 бит.

К=V/I=2400 бит/1 бит=2400 пикселей.

Ответ: Рисунок может состоять из 2400 пикселей.

2. Сколько информации содержится в картинке экрана с разрешающей способностью 800х600 пикселей и 16 цветами?

Решение:

Количество точек К=800х600=480000

Глубина цвета I=4 бита, т.к. 24=16

480000·4 бит = 1920000 бит = 240000 б= 234,375 Мб ≈ 0,23 Кб

3. Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024х768 точек и палитрой из 65536 цветов.

Решение: Глубина цвета составляет: I=log265536=16 бит. 

216=65535

Количество точек изображения равно:

1024х768=786 432.

Требуемый объем видеопамяти равен:

16 бит·768 432= 12 582 912 бит ≈1,2 Мбайта

4. Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кб для работы монитора в режиме 640х480 и палитрой из 16 цветов?

Решение: Палитра N = 16, следовательно, глубина цвета I = 4 бита (24=16).

Общее количество точек равно: 640 · 480 = 307200.

Информационный объем равен:

307200 · 4 бита = 1228800 бит = 153600 байт = 150 Кб

Ответ: видеопамяти достаточно, 150 Кб < 256 Кб


5. Определить максимально возможную разрешающую способность экрана монитора с диагональю 15" и размером точки экрана 0,28 мм.

Решение: Выразим размер диагонали в сантиметрах (1 дюйм = 2,54 см):

2,54 см · 15 = 38,1 см

Определим соотношение между высотой и шириной экрана для режима 1024х768 точек:

768 : 1024 = 0,75

Определим ширину экрана. Пусть ширина экрана равна L, тогда высота равна 0,75L.

По теореме Пифагора имеем:

L2 + (0,75L)2 = 38,12

1,5625L2 = 1451,61

L2 ≈  929

L ≈ 30,5 см

Количество точек по ширине экрана равно:

305 мм : 0,28 мм = 1089

Максимально возможным разрешением экрана монитора является 1024х768.

6. Сканируется цветное изображение размером 10х10 см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл?

Решение: Разрешающая способность сканера 600 dpi (dot per inch - точек на дюйм) означает, что на отрезке длиной 1 дюйм сканер способен различить 600 точек.

Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм (1 дюйм = 2,54 см) в точки на сантиметр:

600dpi : 2,54 ≈ 236 точек/см.

Следовательно, размер изображения в точках составит

2360х2360 точек.

Общее количество точек изображения равно:

2360 · 2360 = 5 569 600.

Информационный объем файла равен:

32 бита · 5569600 = 178 227 200 бит = 22278400 б = 21756 Кб ≈ 21 Мб

7. Какую часть экрана займет изображение файла типа ВМР объемом 3 Мбайт, созданного при глубине цвета, равной 32 бита, при разрешении экрана 1024х768 точек и качестве цветопередачи 32 бита? 
     1) Весь экран. 2) ½ экрана. 3) 1/3 экрана. 4) ¼ экрана.

Решение:

1) (1024 х 768 х 32)/8 – информационный объем изображения рабочего стола, выраженный в байтах.

2)3х210х210/(210х768х25)/23 = 210/(256х22) = 210/210 = 1.

8. Фотография размером 10х10 была отсканирована с разрешением 400 dpi при глубине цвета, равной 24 бита. Определите информационную емкость полученного растрового файла. 
     1) 7,3 Мб. 2) 940 Кб. 3) 150 Кб. 4) 7,3 Кб.

1) 10/0,25 = 4 (дюйм)

2) 4 х 400 = 1600 (пиксел).

(1600 х 1600 х24)/8 = (24 х 100 х 24 х 100 х 3) = 28 х 3 х 104 = 7 680 000 (байт) = 7,3 Мб.

Задачи для самостоятельной работы

1. Чему равен информационный объем одной точки черно-белого растрового изображения?

2. Чему равен информационный объем одной точки 16-цветного растрового изображения?

3. Чему равен информационный объем одной точки 256-цветного растрового изображения?

4. 256-цветное изображение файла типа ВМР имеет размер 1024 х 768 пикселей. Определите информационную емкость файла.

5. Какой объем памяти видеокарты займет изображение 32-разрядного файла типа ВМР, экранный размер которого 1024 х 768 пикселей?

6. После изменения свойств рабочего стола монитор приобрел разрешение 1024 х 768 точек и получил возможность отображать 65 536 цветов. Какой объем видеопамяти занимает текущее изображение рабочего стола?

7. Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 КБ памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения.

8. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея - 800 х 600 пикселей?

9. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем занимаемой им памяти?



10. Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 256 х 256 пикселей, если известно, что в изображении используется палитра из 216 цветов. Саму палитру хранить не нужно.

Что такое глубина цвета?

Обновлено: 16.11.2019 компанией Computer Hope

Альтернативно обозначается как битовая глубина , пиксельная глубина , цветовая глубина относится к количеству битов на пиксель на мониторе компьютера для представления определенного цвета. Чем больше бит на пиксель, тем выше цветовое разнообразие и качество монитора. Первые видеокарты и мониторы поддерживали 1-битный цвет, который был монохромным (чаще всего черно-белым), для ранних компьютеров, таких как Apple Macintosh и Atari ST.

Сегодня большинство компьютеров поддерживают как минимум 32-битный цвет, что позволяет отображать до 16,7 миллионов цветов. Windows 7 представила поддержку 48-битного цвета, если видеокарта компьютера поддерживает эту глубину цвета.

Эволюция глубины цвета

По мере роста технологий и доступных системных ресурсов увеличивается и глубина цвета. Ниже приведен список всех значений глубины цвета за всю историю компьютеров.

  • 1 бит ( 2 1 или 2 цвета ) - Монохромные дисплеи.
  • 2-битные ( 2 2 или 4 цвета ) - дисплеи CGA.
  • 4-битный ( 2 4 или 16 цветов ) - дисплеи EGA.
  • 8-бит ( 2 8 или 256 цветов ) - дисплеи VGA.
  • 16 бит ( 2 16 или 65 536 цветов ) - дисплеи XGA.
  • 24 бита ( 2 24 или 16 777 216 цветов ) - дисплеи SVGA.
  • 32-бит ( 16 777 216 цветов + альфа-канал ( 2 32 или 4 294 967 296 комбинаций цветов ))
  • 48-бит ( 2 48 или 281 474 976 710 656 цветов )

Цвет, цвет

.

android - Как глубина цвета и / или уровень сжатия изображений влияют на производительность пользовательского интерфейса?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
.

Тестовая глубина цвета

Тестовая глубина цвета

Количество цвета, связанного с каждым пикселем на монитор вашего компьютера называется глубина цвета . В зависимости от тип монитора и видеокарты в вашем компьютере, могут быть доступны следующие цвета:

  • 1 бит, монохромный (не поддерживается)
  • 4 бита, 16 цветов (не поддерживается)
  • 8 бит, 256 цветов (минимум)
  • 16 бит, 65000 цветов (рекомендуется)
  • 24 бита, миллионы цветов (поддерживается)
  • 32-бит, миллионы цветов (поддерживается)
Ваш компьютер с помощью...
Глубина цвета (бит) Если ваша система использует Netscape браузер, в столбце слева появится "undefined-bit". Вы должны проверить настройте цвет вашего компьютера вручную. (См. «Проверка настроек цвета» ниже.
-бит

Как цвета влияют на размер файла

Глубина цвета может варьироваться от 1 бита информации (монохромный) до 24- или 32-битной информации (миллионы цветов).16-, 24- и 32-битные изображения предлагают более реалистичные детали, чем 1-битные (монохромные), 4-битные (16 цветов) и 8-битный (256 цветов) не может совпадать. Однако более высокая глубина цвета также означает размер графический файл будет больше, и его отображение займет больше времени. Таблица ниже даст вам представление о том, как глубина цвета влияет на размер графического файла:

Цвет Глубина

Размер графического файла в килобайтах

100 x 100 пикселей

200 x 200 пикселей

300 x 300 пикселей

1 бит (монохромный) 1.25 КБ 5 КБ 11,25 КБ
4-бит (16 цветов) 5 КБ 20 КБ 45 КБ
8-бит (256 цветов) 10 КБ 40 КБ 90 КБ
16-бит (65000 цветов) 20 КБ 80 КБ 180 КБ
24-бит (миллионы цветов) 30 КБ 120 КБ 270 КБ
32-бит (миллионы цветов) 40 КБ 160 КБ 360 КБ

Цвета и реалистичный дисплей

Чем выше битовый цвет, используемый для отображения графика, тем более реалистичным будет изображение.Однако 24- и 32-битный цвет изображения будут очень большими, и их отображение займет намного больше времени. Использование старшего бита цвета (24- или 32-битные), которые не будут очевидны для обычного пользователя, поэтому это было бы трата места и времени на использование этих изображений для веб-приложений.

MML использует методику, при которой 24- и 32-битная графика преобразуется в 8-битные изображения, но эти изображения по-прежнему будут отображаться с близко к тому же качеству, что и в 24- или 32-битном формате, даже если размер файла был значительно сокращен.Как минимум, вы должны настроить свой компьютер для отображения 8-битный цвет (256 цветов) для просмотра этих изображений с любой степенью четкости. Однако настройка дисплея компьютера на 256 цветов не обеспечит близкого фотографическое качество, доступное для этих специальных графических файлов, например, при 16-битном (65 000 цвета). В приведенной ниже таблице можно проверить настройку глубины цвета твой компьютер.

На некоторых компьютерах эта техника не на 100% точный.Если вы все еще не уверены, какие настройки использует дисплей вашего компьютера и на вашем компьютере установлена ​​операционная система Windows 95, следуйте инструкциям в Раздел «Проверка настроек цвета (только Windows 95)» ниже.


ШАГ 1

Инструкции

Нажмите на «Пуск», чтобы открыть всплывающее меню команд.Выберите "Настройки" и «Панель управления» и щелкните «Панель управления».

ШАГ 2

Инструкции

из В меню «Панель управления» дважды щелкните «Экран».

ШАГ 3

Инструкции

Нажмите на Вкладка «Настройки» в верхней части всплывающего меню «Свойства экрана». экран.Цвета вашего компьютера появятся в области с надписью «Цветовая палитра». Этот параметр можно изменить с помощью раскрывающегося комбинированного элемента управления.

Примечание: На этом экране также можно проверить область рабочего стола (Экран Разрешение), доступное на вашем компьютере. Эта область обозначена как "Рабочий стол" область »и может быть изменена с помощью ползунка.

Если у вас есть вопросы или проблемы с вашим компьютерной системы, обратитесь за помощью в местный центр поддержки компьютеров.

.

Размер изображения Photoshop и разрешение

Принтер разрешение измеряется в чернильных точках на дюйм, также известное как dpi. Как правило, чем больше точек на дюйм, тем лучше качество печати. ты получишь. Большинство струйных принтеров имеют разрешение примерно От 720 до 2880 точек на дюйм. (Технически струйные принтеры производят микроскопические брызги чернил, а не настоящие точки, как в фотонаборных устройствах или лазерных принтерах.)

Разрешение принтера отличается от разрешения изображения, но связано с ним. Для печати фотографии высокого качества на струйном принтере разрешение изображения не менее 220 пикселей на дюйм должны обеспечить хорошие результаты.

Частота экрана есть количество точек принтера или полутоновых ячеек на дюйм, используемых для печати изображения в градациях серого или цветоделение. Также известен как экран линейный экран или , измеряется частота экрана в строках на дюйм (lpi) - или строк на дюйм в полутонах. экран. Чем выше разрешение устройства вывода, тем лучше (выше) экранную линейку, которую вы можете использовать.

соотношение между разрешением изображения и частотой экрана определяет качество детализации напечатанного изображения.Для получения полутонов изображение самого высокого качества, вы обычно используете разрешение изображения то есть от 1,5 до максимум 2-х кратной частоты экрана. Но с некоторые изображения и устройства вывода, более низкое разрешение может дать хорошие полученные результаты. Чтобы определить частоту экрана вашего принтера, проверьте документацию по принтеру или обратитесь к поставщику услуг.

.

java - Как получить количество каналов изображения (в файле) (глубину цвета)?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
  5. Реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
  6. О компании
.

новейших вопросов о глубине цвета - Stack overflow на русском

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связь
.

Смотрите также