Кодирование цвета. Оценка информационного объёма графических данных для растрового изображения

Кодирование цвета. Оценка информационного объёма графических данных для растрового изображения

• Цвет — физическая характеристика света. В ходе изучения природы и свойств света ещё в начале XVIII в. была предложена  модель видимых цветов — цветовой круг .

• Если вписать в цветовой круг равносторонний треугольник, его вершины укажут на цвета, дающие при смешении белый цвет. Это свойство цвета лежит в основе изображения на экране монитора. Экран состоит из пикселей — светящихся точек. Но элементы экрана не могут изменять цвет. Каждый пиксель экрана состоит из трёх элементов, светящихся красным, зелёным и синим цветом. Именно для такого способа воспроизведения цвета предназначена  модель RGB .

• RGB  —  способ кодирования цвета в виде трёх целых чисел от 0 до 255, отражающих яркость красной (Red), зелёной (Green) и синей (Blue) составляющих цвета.
• Код белого цвета — 255, 255, 255; чёрного — 0, 0, 0. Красный, синий и зелёный цвета имеют коды с одним ненулевым значением, например 255, 0, 0 — красный. Жёлтый — смесь красного и зелёного: 255, 255, 0. Светло-жёлтому соответствует код 255, 255, 128.

• Цвета RGB используют для задания цвета на веб-страницах. Запись кода цвета начинают знаком #, а далее указывают шесть шестнадцатеричных цифр. Первая пара цифр задаёт интенсивность красного, вторая — зелёного, третья — синего. Например, светло-жёлтый записывается как #FFFF7F.

• CMYK  —  способ кодирования цвета, применяемый в полиграфии и основанный на обозначении интенсивности голубого (Cyan, циан), пурпурного (Magenta, маджента), жёлтого (Yellow) и чёрного (Key или Black) цветов.

Почему чёрный выделен в отдельный цвет? 

• Это связано с технологическими особенностями полиграфии. Нет единого мнения, почему чёрный обозначается буквой K: возможно, это сокращение от немецкого Kontur или английского Key color. Есть также версия, что цвет назван по последней букве английского blacK, чтобы не путать его с B — синим цветом в модели RGB.

• HSB  — цветовая модель, в которой параметрами цвета служат цветовой тон (Hue), насыщенность (Saturation) и яркость (Brightness).
• Как кодируется цвет в HSB, показано на иллюстрации. Тон цвета — это угол (азимут) в цилиндре, насыщенность (чистота цвета) — расстояние от центральной оси, яркость — высота.

Информационный объем графического изображения

• N = 2 i , где
• N – количество цветов в палитре,
• i – глубина цвета.
• I = K · i, где
• I – информационный объём изображения,
• K – количество пикселей в изображении,
• i – глубина цвета.

Глубина цвета

8

Количество цветов в палитре

16

2 8  = 256

2 16  = 65 536

24

2 24  = 16 777 216

Задача №1

• 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.   

Задача №2

• Для хранения растрового изображения размером 128*128 пикселей отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

ДОМАШНЯЯ РАБОТА

• Задача №3
• Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 64*64 пикселя, если известно, что в изображении используется палитра из 256 цветов. Саму палитру хранить не нужно.
• Задача №4
• Для хранения растрового изображения размером 64*64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
• Задача №5
• Дисплей работает с 256-цветной палитрой в режиме 640*400 пикселей. Для кодирования изображения требуется 1250 Кбайт. Сколько страниц видеопамяти оно занимает?
• Задача №6
• Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 * 350 пикселей, а количество используемых цветов – 16?