Цветовой охват

Диапазон цветов, который может быть воспроизведен, зафиксирован или описан каким-либо способом, называется цветовым охватом. Определенный цветовой охват имеют электронно-лучевые трубки мониторов и полиграфические краски (диапазон цветов, который они могут воспроизвести), цветовые модели (диапазон цветов, который они могут описать) и, конечно, человеческий глаз (диапазон воспринимаемых им цветов, или локус). Монитор может передать только часть из того, что воспринимает глаз (на экране нельзя точно передать, например, чистые голубой или желтый цвета). Часть из того, что передает монитор, можно напечатать (например, при полиграфическом исполнении совсем не передаются цвета, составляющие которых имеют очень низкую плотность).

Из этого можно сделать неутешительный вывод: оригинал, сканированное изображение и отпечаток могут очень сильно отличаться между собой. Мало того, есть вероятность, что два отпечатка одного и того же изображения, выполненные на разных принтерах, окажутся неодинаковыми по цвету.

Несовпадение цветовых охватов разных цветовых моделей (а соответственно, и устройств, которые они описывают) приводит к тому, что цвета, существующие в одной модели, отсутствуют в другой. При переводе цветов изображений из модели в модель Photoshop задействует специальные алгоритмы преобразования. Разумеется, он не может сохранить исходные цвета, отсутствующие в целевой цветовой модели, но зато пытается сохранить их соотношение. Благодаря этому после преобразования изображение будет восприниматься похожим на оригинал. Строго говоря, преобразование цветовых охватов выполняет не Photoshop, а система управления цветом.

В этом заключается ее основная функция — следить за наилучшей передачей цветов всеми устройствами, задействованными в технологической цепочке. Если вы готовите изображения для печати, вам просто необходимо контролировать соответствие цветов изображения цветовому охвату модели CMYK.

Однако каждый раз переводить изображение в CMYK, чтобы просто проверить точность цветопередачи - верный путь к ухудшению его качества. (Например, при переходе из модели RGB в CMYK особенно заметны потери полутонов в области синего и зеленого, а также оранжевого и голубого цветов.) Чтобы обойти эту проблему, Photoshop позволяет увидеть, как будет выглядеть изображение в CMYK, не выполняя преобразования. Для этого используется режим программной цветопробы. Принцип его работы объясняется в разд. "Программная цветопроба" данной главы.

В дополнение к программной цветопробе Adobe Photoshop обеспечивает мгновенный контроль цветового охвата изображения, отмечая области, выходящие за его пределы. Для того чтобы эти области стали очевидны, в окне документа они помечаются условным цветом (по умолчанию - темносерым).

Колірний охват

Діапазон кольорів, який може бути відтворений, зафіксований або описаний яким-небудь чином, називається колірним охватом. Певний колірний обхват мають електронно-променеві трубки моніторів і поліграфічні фарби (діапазон кольорів, який вони можуть відтворити), колірні моделі (діапазон кольорів, який вони можуть описати) і, звичайно, людське око (діапазон сприйманих їм кольорів, або lokus). Монітор може передати тільки частину з того, що сприймає око (на екрані не можна точно передати, наприклад, чисті блакитний або жовтий кольори). Частина з того, що передає монітор, можна надрукувати (наприклад, при поліграфічному виконанні зовсім не передаються кольори, що становлять яких мають дуже низьку щільність).

З цього можна зробити невтішний висновок: оригінал, скануюче зображення і відбиток можуть дуже сильно відрізнятися між собою. Мало того, є вірогідність, що два відбитки одного і того ж зображення, виконані на різних принтерах, виявляться неоднаковими за кольором.

Неспівпадання колірних обхватів різних колірних моделей (а відповідно, і пристроїв, які вони описують) призводить до того, що кольори, що існують в одній моделі, відсутні в іншій. При перекладі кольорів зображень з моделі в модель Photoshop задіює спеціальні алгоритми перетворення. Зрозуміло, він не може зберегти початкові кольори, відсутні в цільовій колірній моделі, та зате намагається зберегти їх співвідношення. Завдяки цьому після перетворення зображення сприйматиметься схожим на оригінал. Строго кажучи, перетворення колірних обхватів виконує не Photoshop, а система управління кольором.

У цьому полягає її основна функція - стежити за якнайкращою передачею кольорів всіма пристроями, задіяними в технологічному ланцюжку. Якщо ви готуєте зображення для друку, вам просто необхідно контролювати відповідність кольорів зображення колірному обхвату моделі CMYK.

Проте кожного разу переводити зображення в CMYK, щоб просто перевірити точність перенесення кольорів - вірний шлях до погіршення його якості. (Наприклад, при переході з моделі RGB в CMYK особливо помітні втрати півтонів у області синього і зеленого, а також оранжевого і блакитного кольорів.) Щоб обійти цю проблему, Photoshop дозволяє побачити, як виглядатиме зображення в CMYK, не виконуючи перетворення. Для цього використовується режим програмної кольоропроби. Принцип його роботи пояснюється в razd. "Програмна кольоропроба" даного розділу.

На додаток до програмної кольоропроби Adobe Photoshop забезпечує миттєвий контроль колірного обхвату зображення, відзначаючи області, що виходять за його межі. Для того, щоб ці області сталі очевидні, у вікні документа вони позначаються умовним кольором (за умовчанням - temnoserym).

Преобразование цветовых моделей

Преобразование изображения из одной цветовой модели в другую в Photoshop

выполняется исключительно просто. Для этого предназначены команды списка Mode (Режим) меню Image (Изображение). В нем вы найдете команды RGB Color (Цвета RGB), CMYK Color (Цвета CMYK) и Lab Color (Цвета Lab). Цветовая модель, в которой изображение находится в текущий момент, помечена галочкой. Чтобы перевести изображение в другую модель, достаточно выбрать ее команду в меню.

Как мы уже отмечали выше, простота преобразования цветовых моделей обманчива и не стоит прибегать к такому преобразованию без особой необходимости. Любое преобразование из RGB в CMYK или обратно связано с изменением цветового охвата, что всякий раз ухудшает качество изображения. Привыкните к мысли, что переход между цветовыми моделями допустимо выполнять только один раз. Если, например, вы готовите изображение для печати, оно может потребовать преобразования в модель CMYK.

Выполните его тогда, когда вам будут точно известны все условия печати. Модель Lab имеет столь широкий цветовой охват, что он полностью вмещает как цветовое пространство CMYK, так и RGB. Поэтому преобразование в Lab и обратно не меняет качества изображения и вполне безопасно.

Для преобразования между Lab и CMYK оговоримся, что это верно только при постоянных параметрах CMYK.

Глубина цвета

До сих пор, говоря о переводе изображений в цифровую форму, мы не касались способа кодировки цвета, отделываясь замечанием о том, что компьютер "запоминает цвета". В действительности вопрос кодирования принципиально важен и требует более подробного рассмотрения. Способ кодирования информации о цвете и ее количество напрямую определяют место, требуемое для хранения изображений, и скорость их обработки.

Изображение характеризуется, кроме геометрических размеров и разрешения, глубиной цвета, т. е. максимальным количеством цветов, которое может быть использовано в изображении данного типа. Существуют виды изображений с различной глубиной цвета — черно-белые штриховые, в оттенках серого, с индексированным цветом, полноцветные. Некоторые из них имеют одинаковую глубину цвета, но различаются по цветовой модели. Тип изображения определяется при создании документа и отображается в списке Mode (Режим) меню Image (Изображение), с помощью которого его можно в дальнейшем изменять.

Черно-белые штриховые изображения

Самый простой случай - монохромное или черно-белое изображение (bitmap). Этот самый экономный тип изображений прекрасно подходит для штриховых иллюстраций, чертежей, гравюр, простых логотипов и т. д. Такие изображения получаются, например, при сканировании в режиме Black and White или Line Art (в программном обеспечении различных сканеров этот режим назван по-разному).

Каким образом может быть закодировано монохромное изображение? Наименьшей единицей информации является бит. Он может принимать всего 21 = 2 значения (да/нет, 1/0, черное/белое и т. п.). Каждая точка изображения имеет только один из двух цветов (скажем, черный или белый). Для кодирования информации о цвете каждой точки хватит одного бита.

Черно-белый тип изображения называется Bitmap (Битовый). Глубина цвета такого изображения — один бит. Зная это, нетрудно рассчитать, сколько памяти требуется для хранения любого такого изображения. Например, если размер изображения составляет 800SYMBOL 180 \f "Symbol" \s 10600 пикселов, то оно займет в памяти 800 пикселов SYMBOL 180 \f "Symbol" \s 10 600 пикселов SYMBOL 180 \f 'Symbol" \s 10 1 бит = 480000 бит = 58,6 Кбайт.

Изображение любого типа легко может быть переведено в черно-белое. Кроме конвертирования в черно-белое, любое изображение также можно непосредственно отсканировать в черно-белом режиме. Превращая изображение в черно-белое, программа анализирует каждую точку изображения и сравнивает ее с пороговым значением. Например, при пороге равном 50%. Если данная точка темнее, чем 50%-ный серый цвет, она становится черной.

Полутоновые изображения

Полутоновые изображения широко используются для хранения черно-белых (в традиционном, фотографическом смысле) фотографий и в тех случаях, когда без цвета можно обойтись. Каждая точка такого изображения может иметь один из 256 оттенков (градаций) серого с яркостью от черного (0) до белого (255). Этот диапазон значений называют серой шкалой (grayscale). Для кодировки одного пиксела в серой шкале необходимы 8 бит (8 бит = 1 байт).

Таким образом, глубина цвета полутонового изображения — 8 бит, что означает 256 (28) возможных значений для каждого его пиксела. Этого вполне достаточно, чтобы правильно отобразить черно-белое полутоновое изображение, например черно-белую фотографию.

Как видим, изображение займет в восемь раз больше места в памяти, чем монохромное. Если вновь обратиться к нашему примеру с изображением 800SYMBOL 180 \f "Symbol" \s 10600 пикселов, то для полутонового изображения надо 468,4 Кбайт. Использование полутонового типа для хранения штриховых иллюстраций не улучшит их качества, а только приведет к пустой трате времени и памяти компьютера.

Еще в Photoshop 4.0 появилась поддержка изображений с 16-битными каналами, позволяющими увеличить количество передаваемых цветов или оттенков серого. То есть в режиме с 16-битными каналами полутоновое изображение может содержать уже не 256, а 65 536 оттенков серого. Однако размер файла с 16-битными каналами в два раза больше, чем с 8-битными. Кроме того, очень немногие имеют в своем распоряжении аппаратуру, позволяющую использовать это преимущество. Поэтому в дальнейшем, говоря о цветовых каналах и глубине цвета, мы будем иметь в виду только 8-битные каналы.

Практически любой сканер имеет специальный режим для ввода черно-белых полутоновых изображений — Grayscale или Black and White Photo (название может отличаться в программах разных сканеров).

Любое изображение можно превратить в полутоновое. Если исходный материал — цветная фотография, она станет черно-белой. Полутоновое изображение содержит только один канал (рис. 2.20).

Полноцветные изображения

Для полноцветных изображений требуется еще больше ресурсов. Как уже отмечалось в главе 3, цвета в компьютерных программах задаются указанием количества базовых компонентов. Это справедливо и для растровых изображений. Они, как правило, могут быть созданы и сохранены в одной из трехцветовых моделей: RGB, Lab и CMYK.

Цифровое полноцветное изображение состоит из каналов, соответствующих базовым цветам модели изображения. Каждый канал представляет собой полутоновое изображение, яркость пикселов которого определяется количеством соответствующего базового цвета в совмещенном изображении. Канал кодируется 8 битами, значит, число градаций цвета в нем равно 256. Например, если пиксел цветного изображения имеет оранжевый цвет R:255, G:128, B:0, то соответствующий пиксел в красном канале будет белым (255), в зеленом — 50%-ным серым (128), а в синем — черным (0).

Объем памяти, занимаемый полноцветным изображением, зависит от количества каналов, которое оно содержит. Изображения RGB и Lab включают по три канала, для описания каждого из которых необходимо 8 бит. Таким образом, глубина цвета таких изображений составляет 24 бита. Следовательно, требуется в три раза больше места в памяти компьютера, чем для полутоновых рисунков того же размера (например, для изображения RGB размером 800SYMBOL 180 \f "Symbol" \s 10600 пикселов — 1,37 Мбайт). Изображения CMYK имеют четыре канала, и занимаемая ими память будет уже в четыре раза больше, чем для соответствующих полутоновых (например, объем CMYK-изображения размером 800SYMBOL 180 \f "Symbol" \s 10600 пикселов — 1,83 Мбайт). Глубина цвета для изображений CMYK составляет 8SYMBOL 180 \f "Symbol" \s 104=32 бита.

Замечание

Ясно, что хранение документа в CMYK невыгодно по сравнению с RGB. Одинаковый объем информации в случае хранения в CMYK потребует на четверть больше дискового пространства.

Индексированный цвет

Монохромные, полутоновые и полноцветные изображения широко используются при изготовлении оригинал-макетов, предназначенных для тиражирования любыми способами. Кроме перечисленных, существует еще один тип цветных изображений, который до недавнего времени имел сугубо историческое значение. До широкого распространения видеоадаптеров с большим объемом видеопамяти и мониторов SVGA большинство компьютеров были способны отображать на экране не более 256 цветов одновременно. Более старые мониторы ограничивали это количество до 16 или 64 цветов. Наиболее рациональным способом кодировки в таких условиях являлось индексирование цветов. При этом каждому из цветов изображения присваивался порядковый номер, который использовался для описания всех пикселов, имеющих такой цвет. Поскольку для разных изображений набор цветов отличался, он хранился в памяти компьютера вместе с изображением. Набор цветов, использованных в изображении, получил название палитры (цветовой таблицы), а способ кодирования цвета — индексированный цвет (indexed color). С развитием компьютерных видеосистем индексированные цвета перестали использоваться столь широко. Даже современные офисные компьютеры способны отображать на экране 65 536 (режим High Color) или 16,8 млн. цветов (режим True Color).

Глубина цвета индексированных изображений зависит от количества элементов в его цветовой таблице и может находиться в диапазоне от 2 43ак. 1195до 8 бит. Для описания 64 цветов нужно 6 бит, для 16 цветов — 4 бита. Дляизображения, состоящего из 256 цветов, требуется 1 байт (восемь бит). Соответственно, меняется и объем памяти, занимаемый индексированным изображением. Для изображения с палитрой из 256 цветов требуется столько же памяти, сколько и для полутонового. При меньшей цветовой таблицеобъем занимаемой памяти будет еще ниже. Заметьте, что изображение является цветным при весьма малых размерах файла. Именно это обстоятельстводало вторую жизнь индексированным изображениям с развитием Web-дизайна, поскольку для передачи по сети размеры файлов критичны. Сейчас индексированные форматы широко используются при подготовке изображений для электронного распространения.

Индексированные изображения обычно получают из полноцветных сокращением количества цветов. В Photoshop для этого служит команда Indexed Color (Индексированный цвет) списка Mode (Режим) меню Image (Изображение). Она открывает диалоговое окно, в котором задаются параметры перевода изображения в индексированный цвет (рис. 2.21).

В первую очередь это палитра (цветовая таблица), число цветов, дополнительные цвета и прозрачность. Ниже, в группе Options (Параметры), задается способ обработки полупрозрачных областей и параметры сглаживания.

В списке Palette (Палитра) на выбор предлагается несколько палитр. Их можно разделить на фиксированные и алгоритмические. Первые — это строго определенный набор цветов, обычно использующихся какой-либо программой просмотра или устройством (например, Web — стандартная палитра браузеров, Uniform — палитра VGA-мониторов, Windows — системная палитра Windows).

Алгоритмические палитры обеспечивают наиболее адекватную передачу. Они генерируются для каждого изображения индивидуально. Палитры создаются по трем разным алгоритмам — Selective (Селективная), состоящая из наиболее часто встречающихся в изображении цветов, Adaptive (Адаптивная), включающая цвета, которыми залиты наибольшие участки изображения и цвета из Web-палитры, и Perceptual (Перцептивная), которая включает цвета той части спектра, где глаз наиболее чувствителен к деталям.

Замечание

Если в списке выбран пункт Previous (Предыдущий), то программа использует таблицу, определенную для предыдущего индексированного в этом сеансе файла.

Список Colors (Цвета) задает количество цветов в индексированном изображении, иными словами, размер палитры. Этот параметр имеет смыслтолько для алгоритмических палитр, т. к. в фиксированных палитрах он задан жестко. Чем меньше цветов использовано в изображении, тем меньше его размер, но хуже цветопередача.

В поле Forced (Принудительно) задаются наборы цветов, вводимые в таблицу "принудительно". Это могут быть черный и белый цвета, Primaries (Базовые) (синий, красный, зеленый, пурпурный, желтый, голубой, черный и белый) или другие. Выберите вариант Primaries (Базовые) и проследите, как меняется изображение.

Замечание

Изображения в индексированном формате могут содержать прозрачные участки.

Режим сохранения прозрачности включается флажком Transparency (Прозрачность). Способ обработки полупрозрачных областей регулируется в списке Matte (Кайма). Поскольку в нашем изображении прозрачных участков нет, мы отложим обсуждение этой темы до главы 11, посвященной подготовке графики для Web. Там же описаны способы сглаживания цветов изображений.

Ограниченное количество цветов в палитре подходит только для рисованных изображений. Если в индексированный формат переводится фотография (рис. 2.22, о), она станет похожа на плакат с резкими границами цветных областей (рис. 2.22, б). Для имитации переходных цветов используются алгоритмы сглаживания (dithering). Расположив рядом пикселы более темного и более светлого оттенков одного цвета, можно передать отсутствующий промежуточный цвет. Сглаживание индексированных изображений может проводиться разными способами, определенными в списке Dither (Сглаживание).

Алгоритм Pattern (Узор) представляет цвета, отсутствующие в палитре, в виде набора смежных пикселов близких цветов. В результате получается своеобразный узор из пикселов (рис. 2.22, в). Для фотографических изображений лучше воспользоваться алгоритмом Diffusion (Диффузия). Его идея заключается в том, что каждому пикселу изображения присваивается цвет, дающий наилучшее соответствие оригиналу вместе с предыдущим пикселом. В результате ошибка в передаче цветов пикселов рассеивается по всему изображению и практически не создает регулярного узора (рис. 2.22, г). Иногда, например в длинных градиентных заливках, и этот алгоритм не гарантирует от возникновения узоров, тогда лучше прибегнуть к алгоритму Noise (Шум) (рис. 2.22, д)

71