Модель hls
В основе цветной модели HLS, применяемой фирмой Textronix, лежит цветная система Оствальда:
Н — цветовой тон (Hue),
L — светлота (Lightness),
S — насыщенность (Saturation).
Модель представляет собой двойной шестигранный конус. Цветной тон задается углом поворота вокруг вертикальной оси относительно красного цвета. Цвета следуют по периметру, как и в модели HVS. HLS — результат модификации модели HSV за счет вытягивания вверх белого цвета. Дополнение каждого цвета отстоит на 180 от этого цветового тона. Насыщенность измеряется в радиальном направлении от 0 до 1. Светлота измеряется вертикально по оси от 0 (черный) до 1 (белый), (рис. 15.10).
Рис. 15.10 Модель HLS
Для ахроматических цветов насыщенность равна нулю, а максимально насыщенные цветовые тона получаются при насыщенности равной единице и светлоте равной 0,5.
Цилиндрическая цветовая модель
В основе цилиндрической цветовой модели используется цветовая система Манселла, основанная на наборе образцов света. Система Манселла — это стандарт восприятия. Цвет определяется:
цветовым тоном;
насыщенностью;
светлотой.
Рис. 15.11 Цилиндрическая цветовая модель
На центральной оси значения интенсивности меняются от черного к белому. Цветовой тон определяется углом. Главное преимущество — одинаковые приращения насыщенности, тона и интенсивности вызывают ощущения одинаковых изменений при восприятии.
Глава 16. Сжатие графических изображений
Стоит начать считывать цветные или полутоновые изображения сканером формата А4 и 100 Мб-ый диск будет заполнен меньше чем за 1 час (размер графического файла от 400 Кб до нескольких Мб). А сравнимый по качеству с телепередачей компьютерный фильм требует хранения данных объемом около 22 Мб/сек. Поэтому на сегодняшний день остро стоит проблема сжатия и восстановления информации. Но сжатие файла сильно зависит от его структуры.
16.1. Графические форматы
Для хранения графических данных используются разные форматы. В файле растровой графики содержится информация, необходимая компьютеру для воссоздания изображения. Каждый формат предусматривает собственный способ кодирования информации о пикселах и другой присущей компьютерным изображениям информации.
BMP
Формат файла BMP (сокращенно от BitMaP) - это формат растровой графики, используемый для Windows, в котором эта система хранит свои растровые изображения Для файлов в формате BMP чаще всего используется расширение BMP, хотя иногда может быть расширение RLE.
В файлах BMP информация о цвете каждого пиксела кодируется 1, 4, 8, 16 или 24 битами на пиксел. Число бит на пиксел определяет возможное число цветов в изображении. Изображение при глубине 1 бит на пиксел может иметь всего два цвета, а при глубине 24 бит на пиксел - более 16 млн. различных цветов.
Файл состоит из четырех основныых разделов: заголовка файла, информационного заголовка растровых данных, таблицы цветов и собственно растровых данных. Заголовок файла содержит информацию о файле, в том числе адрес, с которого начинается область растровых данных. В информационном заголовоке растровых данных содержатся сведения об изображении, хранящемся в файле, например, его высоте и ширине в пикселах. В таблице цветов хранятся значения основных цветов RGB (красный, зеленый, синий) для использования в дальнейшем в процессе получения большего количества оттенков в рисунке. Если же видеоадаптер не позволяет отображать более 256 цветов, то для точной цветопередачи можно программно устанавливать такие значения RGB в адаптерах таблиц цветов.
TIFF
Формат TIFF (Tagged Image File Format) появился в 1993 году. Он использовался в графического редактора PhotoStyler. Несмотря на то, что эта программа в настоящее время уже не используется, формат TIFF по-прежнему популярен.
В основном он применяется в издательских системах, то есть там, где требуется получать изображения наилучшего качества.
TIFF имеет еще одно неоспоримое достоинство – он очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов (например, с PC на Macintosh и обратно).
TIFF – один из самых сложных форматов. В спецификации формата файлов TIFF определено достаточно большое количество разделов. Например, один раздел хранит информацию о ширине изображения в пикселах, другой - информацию о его высоте. В третьем разделе хранится таблица цветов, а в четвертый содержит сами растровые данные. Изображение, представленное в формате TIFF, полностью определяется его разделами, и этот формат файла легко расширяется, поскольку для придания файлу дополнительных свойств достаточно лишь определить дополнительные типы разделов.
Растровые данные файла TIFF могут сжиматься с использованием любого из нескольких методов, поэтому для чтения файлов TIFF должны быть средства распаковки RLE, LZW и несколько других.
И хотя файловый формат TIFF достаточно сложен, он остается одним из лучших для передачи растровых массивов с одной программы на другую благодаря своей универсальности. Он позволяет кодировать в двоичном виде практически любое изображение без потери его визуальных или каких-либо иных атрибутов.
GIF
Формат GIF (Graphics Interchange Format), появивишийся в 1987 году, является очень старым фрматом, но он по-прежнему популярен в сети Интернета. То, что отличает его от других графических форматов – это использование режима индексированных цветов (не более 256). Но это не мешает ему быть любимым форматом Web-мастеров, которые применяют его для создания и оформления Web-страниц. Главной причиной этого является использование небольших по размеру файлов.
начинается с заголовка, содержащего код, говорящий о том, что это именно GIF-файл, далее следует номер версии GIF и другая информация. Если файл хранит одно изображение, то за заголовком обычно располагается общая таблица цветов, определяющая цвета изображения. Если в файле хранится несколько изображений (формат GIF, аналогично TIFF, позволяет в одном файле кодировать два и больше изображений), то вместо общей таблицы цветов каждое изображение сопровождается своей собственной таблицей цветов.
Файл GIF имеет одну особенность — постепенное отображение изображения на экране. В этом случае строки изображения выводятся на экран не подряд, а в определенном порядке: сначала каждая 8-я, затем – 4-я и т.д. Таким образом, полностью изображение показывается в четыре прохода, что позволяет еще до полной загрузки изображения понять его суть и, в случае необходимости, прервать загрузку. Очень популярны анимированные GIF файлы. Например, собачки, смешно машущие ушами, или крокодил, раскрывающий свою зубатую пасть.
Основные достоинства формата GIF заключаются в широком распространении этого формата и его компактности. Но в изображениях, хранящихся в виде GIF-файла, не может быть использовано более 256 цветов.
PSD
Формат PSD является «родным» форматом Adobe Photoshop. Он может хранить информацию по слоям. Этот формат поддерживает глубину цвета вплоть до 16 бит на канал (48 бит на пиксел для цветных изображений и 16-бит на пиксел для черно-белых). Кроме этого храгится информация об альфа-каналах, слоях, контурах, прозрачности, векторных надписях и т.д. Он используется для хранения изображений, содержащих специфические, свойственные только Adobe Photoshop, элементы. Файлы в формате PSD могут просматриваться многими популярными программами просмотра графических файлов.
Формат PDF (Portable Document Format) в свое время был разработан компанией Adobe. Данный формат применяется для описания документов. Для для создания, редактирования и просмотра PDF-файлов используется специальная программа (Acrobat Reader). Этот формат весьма широко применяется в процессе допечатной подготовки.
PDF-формат позволяет выполнять много различных операций. Например, создавать электронные документы обмена данными. На сегодняшний день существует масса приложений, которые «понимают» данные в формате PDF и могут читать PDF-файлы. Кроме этого можно формировать интерактивные документы. Файлы в формате PDF могут применяться для создания электронных форм, данные из которых хранятся в базе данных.
JPEG
Формат JPEG (Joint Photographic Experts Group) является наиболее популярным среди профессионалов и любителей цифровой фотографии. Это легко объяснимо, поскольку именно этот формат обеспечивает минимальные размеры файлов изображений при возможности сохранения 24-битовых полноцветных изображений.
В основе лежит достаточно сложный алгоритм сжатия графических данных, работа которого основана на особенностях человеческого зрения.
Несмотря на то, что при сохранении изображений в формате JPEG обеспечивается высокая степень сжатия, при этом имеют место потери данных. И чем сильнее сжимается изображение, тем большими будут потери. Поэтому при использовании данного формата следует идти на компромисс и выбирать такую степень сжатия, при которой потери данных будут практически незаметны для человеческого глаза.