Представление изображений

Теперь следует подробнее остановиться на форматах представления растровых изображений в памяти. Обычно пиксели описываются набором неотрицательных целых чисел. Изображения обычно хранятся построчно; в каждой строке информация о пикселях упорядочена слева направо, а строки соответственно располагаются по порядку сверху вниз¹²⁾. При этом, как правило, каждая следующая строка начинается с границы машинного слова¹³⁾(при этом, возможно, конец предыдущей строки дополняется нулями), т.к. это оптимально для обработки процессором.

По глубине цветаизображения делятся на: 2- и 4-битные режимы CGA и EGA, применявшиеся в ПК в 1980-х гг., но устаревшие на данный момент, в таблице не представлены.

Глубина цвета в bpp	Название	Примечания
1	Монохромное	Представимы 2 цвета - черный и белый
8	Палитровое	Байт является индексом в таблице палитры, с помощью этой палитры представимо любое 256-элементное подмножество всех True Color цветов
8	Полутоновое (Оттенки серого)	Содержит только один канал интенсивности без цветовой информации с точностью 8 бит. Можно рассматривать как подвид палитрового, где элементы палитры соответствуют оттенкам серого
16	High Color	Полноцветное, количество бит на каждую компоненту R-G-B: 5-5-5 (т.е. на самом деле 15 бит, один не используется) или 5-6-5
24	True Color	Полноцветное, на каждую из RGB компонент по 8 бит
32	True Color	То же самое, что и предыдущее, только добавляется еще один байт для выравнивания информации по машинному слову. Этот байт может также использоваться как альфа-канал, т.е. задавать степень прозрачности

В палитровом 8-битном режиме преобразование из палитрового в отображаемый цвет выполняется аппаратно устройством RAMDAC, в регистрах которого и содержится палитра. Этот режим сейчас уже мало используется из-за слишком ограниченного количества одновременно отображаемых цветов.

Как нетрудно подсчитать, True Color позволяет представить 16,7 млн возможных оттенков, чего вполне достаточно для полноценного восприятия человеком большинства фотографий. В то же время, в некоторых случаях заметна недостаточность диапазона яркости. Серьезной проблемой является также потеря точности при операциях над пикселями с целочисленным описанием. Например, при работе в True Color режиме сначала уменьшим яркость в два раза, а затем увеличим. При этом младший значащий бит каждого компонента обнулится, т.к. сначала биты были сдвинуты вправо, а потом обратно влево с дополнением 0. Поэтому, несмотря на то, что графическая подсистема ПК пока может воспроизводить изображения с не более чем 8 бит/канал, некоторые программы обработки изображений имеют режим 16 бит/канал (48 bpp), служащий для предотвращения потери точности при редактировании.

К тому же некоторые из устройств ввода, рассмотренных выше, позволяют получать изображения с большей глубиной цвета. Некоторые high-end видеокарты уже способны работать с точностью 10 и 12 бит/канал (т.е. 30 и 36 bpp).

В последнее время становится достаточно популярной концепция Изображений с увеличенным динамическим диапазоном (англ. HDRI - High Dynamic Range Images), которые могли бы одновременно описывать очень разную степень освещенности, комбинируя, например, съемку фотоаппаратом сразу с несколькими значениями экспозиции. Во многих реализациях каждый канал описывается числом с плавающей точкой одинарной точности (размером 32 бита). Современные дисплеи могут однако показывать такие изображения только с определенной экспозицией.