Главная » Adobe InDesign CS5 » Глубина цвета


Глубина цвета

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 количество этой информации напрямую определяют место, необходимое для хранения изображений, и скорость их обработки. Максимальное количество цветов, которое может быть использовано в изображении данного типа, получило название глубины цвета.
Самый простой случай — это монохромное или черно-белое изображение (bitmap). Поскольку каждая точка изображения может иметь только два цвета, для кодирования цветовой информации достаточно одного бита. Зная это, нетрудно рассчитать, сколько памяти требуется для хранения любого изображения такого типа. Например, если размер изображения составляет 800х600 пикселов, то оно займет в памяти 800 пикселов бОО пикселов х1 бит = 480000 бит = 58,6 Кбайт.
Биты и байты
Бит— наименьшая единица информации. Может принимать всего 21 = 2 значения (да/нет, 1/0, черное/белое и т. п.). Восемь бит составляют байт. Байтом может кодироваться 28 = 256 состояний. Десятичные приставки, используемые для этих единиц, имеют некоторое отличие от традиционных. В килобайте (Кбайт) 1024 байта, а в мегабайте (Мбайт) — 1024 Кбайт, или 1048576 байт.
Этот самый экономный тип изображений прекрасно подходит для штриховых иллюстраций, чертежей, гравюр, простых логотипов и т. п. Изображения этого типа можно получить, непосредственно сканируя изображения в режиме Black and White или Line Art (в программном обеспечении различных сканеров этот режим может быть назван по-разному). Глубина цвета монохромных изображений равна двум.
Изображения, состоящие из оттенков серого цвета, называют полутоновыми. Каждая точка полутонового изображения может иметь один из 256 оттенков серого: от черного (0) до белого (255). Нетрудно догадаться, что для ее хранения требуется ровно 1 байт памяти компьютера. Таким образом, изображение займет в восемь раз больше места в памяти, чем монохромное. Если вновь обратиться к нашему примеру с изображением 800х600 пикселов, то полутоновое изображение этого размера займет 468,4 Кбайт.
Полутоновые изображения широко используются для хранения черно-белых ^ в традиционном, фотографическом смысле) фотографий и в тех случаях, когда без цвета можно обойтись. Приведенный простой расчет показывает, что использование полутонового типа для хранения штриховых изображений не улучшит их качества, а приведет к пустой трате памяти компьютера и времени. Глубина цвета полутоновых изображений равна 256.
Для полноцветных изображений требуется еще больше ресурсов. Как отмечалось в главе 4, цвета в компьютерных программах задаются указанием количества базовых цветовых компонент для конкретной цветовой модели. Это справедливо и для точечных изображений. Они, как правило, могут быть созданы и сохранены в одной из трех цветовых моделей: RGB, Lab и CMYK. InDesign может импортировать изображения в любой из них. Полноцветное изображение состоит из цветовых каналов, соответствующих базовым цветам модели изображения. Канал представляет собой полутоновое изображение, яркость пикселов которого равна количеству соответствующего базового цвета в изображении. 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 канале 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 содержат по три канала, каждый из которых является полутоновым, т. е. восьмибитным изображением. Следовательно, такие изображения занимают в три раза больше места в памяти, чем полутоновые того же размера. Изображения CMYK имеют четыре канала, и занимаемая ими память в четыре раза больше, чем память требуемая для полутоновых изображений того же размера. Например, RGB-изображение размером 800х600.пикселов будет занимать 1,37 Мбайт, а CMYK-изображение — 1,83 Мбайт. Поскольку каждый пиксел такого изображения описывается 8х3 = 24 битами, глубина цвета составит 224 = 16,8 млн. цветов.
Изображения всех основных типов 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 SVGA-мониторов, большинство компьютеров были способны одновременно отображать на экране не более 256 цветов одновременно. Более старые мониторы ограничивали это количество до 64 или 16. Наиболее рациональным способом кодировки в таких условиях являлось их индексирование. Идея кодирования состояла в том, что каждому из цветов изображения присваивался порядковый номер, который использовался для описания всех пикселов изображения, имеющих этот цвет. Поскольку для разных изображений оптимален разный набор цветов, этот набор хранился в памяти компьютера вместе с изображением. Набор цветов, использованных в изображении, получил название палитры, а способ кодирования цвета — индексированный цвет (indexed color).
Объем памяти, занимаемый индексированным изображением, зависит от количества цветов в его палитре. Так, для описания 256 цветов требуется 1 байт (восемь бит), для 64 цветов нужно 6 бит, для 16 цветов — 4 бита, и т. д. В худшем случае, для изображения с палитрой из 256 цветов, требуется столько же памяти^ сколько и для полутонового. Очевидно, глубина цвета индексированных изображений совпадает с размером их палитры.
Столь низкое ограничение на количество отображаемых цветов вызвало появление различных способов имитации отсутствующих в палитре цветов за счет имеющихся. Например, расположив рядом пикселы более темного и более светлого оттенков одного цвета, можно передать отсутствующий промежуточный цвет. Это всего лишь один из многочисленных и, порой весьма сложных, приемов сглаживания (dithering) индексированных цветов.
С развитием видеосистем компьютеров индексированные цвета перестали столь широко использоваться. Даже современные офисные компьютеры способны отображать на экране 65536 (режим High Color) или 16,8 млн цветов (режим True Color). Тем не менее, для индексированных изображений тоже нашлась своя экологическая ниша — World Wide Web. Подробное рассмотрение подготовки графики для Internet мы отложим до главы 10, а сейчас перейдем к форматам графических файлов.
Форматы файлов
Описывая кодирование цветовой информации, мы имели в виду скорее принцип, чем непосредственную реализацию. Разумеется, способ хранения изображений в памяти компьютера определяют разработчики конкретных программ. С другой стороны, для того чтобы их хранить, переносить между компьютерами и просто разными приложениями, требуется некоторая стандартизация способа записи — формат файлов. Из-за разнообразия типов изображений и областей их использования существует огромное количество разных форматов графических файлов. Даже исключительно для точечных
графических форматов действует принцип "Больше стандартов хороших и разных!". Если не принимать во внимание узко специализированные форма ты, то останутся несколько наиболее употребительных.
При выборе формата для точечных изображений важны следующие аспекты:

  • Распространенность формата. Многие приложения имеют собственные форматы файлов точечных изображений, и другие программы могут оказаться неспособны работать с ними. Выбирайте наиболее широко распространенные форматы файлов, распознаваемые всеми приложениями, с которыми вы работаете.
  • Поддерживаемые типы точечных изображений. Форматы поддерживающие исключительно индексированные цвета, неприменимы при изготовлении макетов для тиражирования.
  • Поддерживаемые цветовые модели полноцветных изображений. Многие графические форматы не позволяют хранить, например, изображения в цветовой модели CMYK, что делает их непригодными для полиграфии.
  • Возможность хранения дополнительных каналов масок. Многие программы подготовки иллюстраций способны использовать их для создания контуров обтравки.
  • Возможность сжатия информации. Как мы уже отмечали, объем памяти (оперативной или дисковой) для хранения точечных изображений весьма велик. Для того чтобы сократить занимаемое графическим файлом место, используются специальные алгоритмы сжатия, уменьшающие размер файлов. Использование сжатых форматов предпочтительнее для экономии дискового пространства. В оперативной памяти изображения всегда находятся в несжатом виде.
  • Способ сжатия. Имеется большое количество алгоритмов сжатия графических файлов. Некоторые форматы могут иметь до десятка вариантов, различающихся по этому признаку. В целом алгоритмы сжатия можно разделить на две неравные группы: сжатие без потери информации и сжатие с потерей информации (lossy compression). Алгоритмы второй группы позволяют достигать огромных коэффициентов сжатия (до пятидесятикратного), но при этом из изображения удаляется часть информации. При небольшом сжатии (степень сжатия, как правило, можно регулировать) эти потери могут быть совершенно незаметны. Сжатие с потерей информации используется для передачи изображений по глобальным сетям и для макетов, не требующих высокого качества. В полиграфии форматы с таким сжатием, как правило, не используются.
  • Возможность хранения объектной (векторной) графики.
  • Возможность хранения калибровочной информации и параметров растрирования. Имеет смысл, только если изображение предназначено для типографской печати.

Ниже приведен список наиболее распространенных форматов файлов для точечных изображений. Все эти форматы могут быть импортированы в любую программу, ориентированную на работу с графикой. InDesign также имеет фильтры импорта для всех этих форматов.

  • PCX. Формат, разработанный фирмой Z-Soft для программы PC PaintBrush, является одним из самых старых, и практически любое приложение, работающее с графикой, легко импортирует его. Он поддерживает исключительно индексированный цвет и имеет преимущественно историческое значение.
  • BMP и DIB. Форматы предназначены для Windows, и поэтому поддерживается всеми приложениями, работающими в этой среде. Используют только индексированные цвета или 24-битные RGB.
  • TIFF. Формат TIFF (Tagged Image File Format) был создан в качестве универсального формата для хранения сканированных изображений с цветовыми каналами (файл с расширением TIF). Он импортируется во всех программах настольных издательских систем, его можно открыть и работать с ним практически в любой программе точечной графики. Этот формат позволяет хранить изображения с любой глубиной цвета и цветовой моделью. Поддерживаются дополнительные каналы масок, калибровочная информация и параметры растрирования. В последней, шестой спецификации позволяет хранить простейшие объектные контуры, в т. ч. обтравочные. Поддерживаются многочисленные алгоритмы сжатия без потери информации. Предпочтительный формат для изготовления макетов, ориентированных на типографскую печать, и другие способы тиражирования.
  • PSD. Этот формат является собственным для самого популярного редактора точечных изображений Adobe Photoshop (PhotoShop Document). Это исключительно емкий формат, поддерживающий все многообразные функции своего приложения: слои, каналы, контуры обтравки, установки печати, системы цветокоррекции. Поддерживает все типы точечных изображений и цветовые модели, многоканальные изображения (включая каналы плашечных цветов) и дуплексы. Популярность Adobe Photoshop заставляет производителей графических приложений включать в свои программы поддержку этого формата.
  • JPEG. Формат JPEG (Joint Photographic Experts Group) предназначен для сохранения точечных файлов со сжатием по алгоритму с потерями информации. Формат поддерживает только полноцветные изображения в моделях RGB и CMYK. Возможно хранение простых объектных контуров. Не поддерживаются дополнительные каналы. Широко используется для верстки страниц WWW.
  • GIF. Другим широко распространенным в Internet форматом является GIF (Graphics Interchange Format). Более того, он был создан компанией CompuServe специально для передачи изображений в глобальных сетях

К моменту создания он обладал самым эффективным методом сжатия без потери информации. "Второе дыхание" формат обрел с появлением версии 89а. В этом варианте он допускает хранение в одном файле нескольких изображений. Чаще всего такая возможность используется на страницах Web. Web-браузер демонстрирует изображения, находящиеся в файле GIF 89а, последовательно. Если каждое изображение представляет собой фазу мультипликации, то вы увидите маленький мультфильм. Другая используемая браузерами особенность формата состоит в определении "прозрачного цвета". Все элементы изображения, заполненные этим цветом, не будут ими выводится на экран. Формат поддерживает только индексированные изображения.

  • PNG. Само название формата, Portable Network Graphics, говорит о его предназначении — использовании при передаче изображений в сетях. Поддерживает полноцветные RGB и индексированные изображения. Возможно использование единственного дополнительного канала для хранения обтравочной маски. Использует эффективный алгоритм сжатия без потери информации.
  • EPS. Формат EPS (Encapsulated PostScript), разработанный фирмой Adobe Systems Inc., имеет особое значение для полиграфии. Этот формат представляет собой описание изображения на языке PostScript, предпочтительном для полиграфических целей. В рамках этого формата возможно хранение векторной и растровой графики, шрифтов, растрированных изображений и информации о растрировании, контуров обтравки и кривых калибровок. Как и сам язык PostScript, формат EPS является универсальным форматом описания не только точечных, но и объектных изображений, текстовой информации. Поддерживает большинство цветовых моделей, дополнительные каналы. Возможно использование сжатия по практически любым алгоритмам.
  • DCS. Формат DCS (Desktop Color Separation) является вариантом Encapsulated PostScript, развитым фирмой Quark для поддержки цветоделения файлов иллюстраций и изображений, помещенных в издательскую систему Quark XPress. Формат имеет две версии — 1.0 и 2.0. В первой версии поддерживается только модель CMYK. Документ DCS 1.0 состоит из пяти файлов. Основной файл содержит композитное цветное изображение низкого разрешения для размещения в публикации и печати цветопроб. Остальные четыре файла содержат цветоделенные триадные компоненты. Вторая версия DCS поддерживает не только триадные краски, но также практически любое количество плашечных цветов и один альфа-канал. Также поддерживаются контура обтравки и все прочие продвинутые возможности формата EPS. Кроме того, DCS 2.0 позволяет записывать все компоненты и композит в один файл. Формат DCS по существу является практически единственным способом включения точечных изображений, цветод еденных с использованием плашечных цветов, в иллюстрацию или публикацию в системе верстки. Изображения в этом формате можно получить сохранением документов Photoshop, предварительно переведя их в формат CMYK или Multichannel.

Comments are closed.