27. Поняття глибини кольору
Інформація в пам'яті комп'ютера представляється в двійковому вигляді. Текст, картинка, запис бази даних - все це з погляду обчислювальної машини не більше ніж послідовність нулів і одиниць зі своїми правилами обробки. Чим довше ця послідовність, тим, як правило, більше інформації вона може зберігати про об'єкт.
У растровій графіці всі крапки, складові зображення, - це абсолютно незалежні утворення зі своєю яскравістю і кольором. Якщо відвести на кожен піксель поодинці двійковому розряду, то в такому короткому слові можна запам'ятати тільки два стани графічного елементу: чорне і біле. Хай крапкам відповідає кодові послідовності, що складаються з восьми двійкових розрядів. В цьому випадку можна занести в пам'ять комп'ютера інформацію про 2 = 256 градаціях яскравості. Із зростанням довжини кодового слова збільшується кількість деталей картинки, які можна зберегти в пам'яті обчислювальної системи.
За допомогою 24 (8 + 8 + 8) біт можна закодувати багату колірну палітру, що складається з 16,7 (28*28*28) мільйонів квітів і відтінків. Пояснимо це твердження.
Відомо, що кожен видимий колір можна представити у вигляді композиції трьох базових координат - червоною (Red, R), зеленою (Green, G) і синій (Blue, В). У комп'ютерній графіці ці координати часто називають каналами. На кожен канал відводиться по вісім двійкових розрядів, що дає можливість кодування 256 градацій яскравості колірної координати. Оскільки яскравості каналів є незалежними, то загальне число доступних квітів знаходиться по формулі 256*256*256 = 16 777 216. Цей спосіб генерації кольору називається аддитивною моделлю (аддитивною системою, системою RGB), а колірний простір, що складається з 16 777 216 елементів, іноді іменують True Color.
Кількість двійкових розрядів, що доводяться на одну крапку, піксел або вибірку, прийнято називати глибиною кольору. Ця характеристика відноситься не тільки до зображень; з її допомогою можна описувати властивості цифрових пристроїв і процесів, наприклад сканерів.
Як, наприклад, тлумачити строчку технічного опису сканера, в якій мовиться про його 24-бітов глибину кольору? Це означає, що даний прилад може проводити 8-розрядну вибірку для кожного колірного каналу. Іншими словами, це цілком пристойний пристрій, здатний сканувати в кольорі оригінали з обмеженим колірним діапазоном, наприклад плакати, афіші, географічні карти, мальовані книжкові ілюстрації і тому подібне
Давно пройшли ті часи, коли сканери могли продукувати тільки півтонові чорно-білі зображення, тобто мали глибину кольору, рівну восьми бітам. Більшість сучасних пристроїв оцифрування володіють 30-бітовими і більш завглибшки. Кращі марки напівпрофесійних планшетних сканерів мають глибину, рівну 48 бітам, що складає 16 битий на один канал. Це дозволяє представити колосальну кількість колірних нюансів: 2 *216*2 = 281 474 976 710 656.
Навіщо така висока розрядність? Тільки декілька сотень квітів мають назви, око звичайної людини не здатне розрізнити всі градації навіть простори True Color, і не існує друкарського устаткування, яке здатне передати всі відтінки такої багатої палітри. Тільки остання версія редактора Photoshop дозволяє повноцінно обробляти зображення з подібною глибиною кольору. Дві основні причини примушують підвищувати глибину кольору пристроїв введення.
Перша - технологічна. Матриця фоторецепторів в сканерах вищої розрядності володіє, як правило, підвищеною чутливістю і у меншій мірі «забруднює» зображення власними шумами.
Друга причина - програмна. Велику кількість бітів збільшує гнучкість редагування на всіх подальших етапах обробки зображення. Багато операцій із зображеннями, наприклад гамма, зміна колірного простору і ін., обідняють тоновий простір, знижують число колірних градацій. Якщо починати обробку 16-бітових каналів, то, маючи достатній запас, можна безболісно пережити втрату деяких малозначних деталей. Абсолютно інша ситуація складається при роботі з 8-бітовими каналами. Тут будь-які втрати можуть мати вирішальні наслідки для якості зображення.
В даний час обмежене число графічних застосувань і програм управління скануючим устаткуванням повноцінно підтримують глибину кольору 16 битий на канал. До небагатьох виключень належить растровий редактор Photoshop. У версії CS знята безліч обмежень на застосування інструментів, команд і фільтрів до таких оригіналів. Ті небагато заборон, які продовжують ще діяти, не мають принципового значення для більшості практичних ситуацій і дизайнерських проектів.