Głębia koloru: jak zapisywane są barwy

        W pliku graficznym każdy punkt obrazu opisany jest za pomocą określonej liczby bitów. Ta liczba nosi nazwę głębi barw. Pojedynczy bit może przyjmować tylko jedną z dwóch wartości: 0 albo 1, wobec czego za jego pomocą można zakodować jedynie dwa kolory (na przykład czerń i biel). Przy dwubitowej głębi barw za pośrednictwem kombinacji 00, 01, 10 i 11 możemy wyrazić cztery kolory. Obowiązuje tutaj jedna ogólna zasada: każdy dodatkowy bit podwaja liczbę dostępnych barw, czyli tak zwaną paletę kolorów. Znając głębię barw wyrażoną przez liczbę bitów opisujących każdy punkt obrazowy, możemy obliczyć liczbę kolorów zgodnie ze wzorem:

Paleta barw = 2 głębia barw

 

256 kolorów

Jeżeli każdy piksel opisany jest przez jeden bajt (8 bitów), możliwe jest przedstawienie 256 różnych kolorów. W wielu programach możemy samodzielnie konfigurować take paletę.

1 piksel = 1 bajt = 8 bitów -> 28 = 256 kolorów

 

=

0

0

1

0

1

0

1

1

                                            1 bajt

 

High Color

16 bitów podzielonych jest na trzy składowe koloru RGB. Dla czerwonego koloru przypada o jeden bit wiecej, ponieważ oko ludzkie lepiej rozpoznaje różne odcienie czerwieni.

1 piksel = 2 bajty = 16 bitów -> 216 = 65 536 kolorów

 

=

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

                                                1 bajt                                                          1 bajt

6-bitowa składowa

czerwona

5- bitowa składowa zielona

5- bitowa składowa niebieska

 

True Color

24-bitowa głębia barw jest standardem dla wielu programów. Na każdą składową koloru przypada jeden bajt, chociaż ludzkie oko nie jest w stanie rozróżnić tak wielu odcieni.

1 piksel = 3 bajty = 24 bity -> 224 = 16,78 mln kolorów

 

=

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

0

1

0

                            1 bajt                                              1 bajt                                      1 bajt

8-bitowa składowa

czerwona

8-bitowa składowa

zielona

8-bitowa składowa

niebieska

 

Modele barwne

RGB

Duża część widzialnego widma światła może być otrzymywana przez mieszanie trzech podstawowych składników światła kolorowego w różnych proporcjach i natężeniach. Składniki te są znane jako kolory podstawowe: czerwony, zielony i niebieski (red, green i blue ­ RGB). Przy mieszaniu trzech kolorów podstawowych powstają kolory wtórne ­ cyan, magenta i yellow. Ponieważ kolory podstawowe łączą się ze sobą dając kolor biały, zwane są także kolorami addytywnymi. Po ich zmieszaniu powstaje biel, od której odbija się całe światło, trafiając z powrotem do oka. Kolory addytywne wykorzystywane są w oświetleniu, sprzęcie wideo, kamerach filmowych i monitorach. (Kolor czarny jest z reguły zdefiniowany jako 0, 0, 0, czyli brak nasycenia we wszystkich kolorach, zaś biały to 255, 255, 255 a więc maksymalne nasycenie składowych.)

 

Na podświetlonym od tyłu ekranie barwy powstają w wyniku sumowania kolorów podstawowych: czerwonego, zielonego i niebieskiego (model RGB).

 

CMYK

Model RGB tworzy kolory za pomocą źródła światła, natomiast model CMYK wykorzystuje absorpcję światła przez farbę naniesioną na papier. Gdy białe światło pada na farby półprzezroczyste, część jego widma jest absorbowana. Kolor, który nie został zaabsorbowany, odbija się i wraca do oka. Teoretycznie połączenie czystych pigmentów niebieskozielonego, purpurowego i żółtego powinno tworzyć czerń absorbującą wszystkie kolory. Dlatego właśnie kolory te nazywa się subtraktywnymi. Ponieważ wszystkie farby do drukarek zawierają zanieczyszczenia, po połączeniu trzech wymienionych farb otrzymuje się w rzeczywistości kolor brudnobrązowy. Musi on być uzupełniony czarną farbą (K zamiast B, które mogłoby się kojarzyć z blue ­ niebieskim), by dawać prawdziwą czerń. Trybu CMYK używa się do przygotowywania obrazów przeznaczonych do druku. Proces przekształcania obrazu RGB w CMYK przed drukowaniem tworzy rozbarwienia.

 

W czasie drukowania wykorzystywany jest model CMYK, w którym kolory uzyskujemy w wyniku odejmowania od bieli kolorów: cyanu, magnety, żółtego (yellow) i czarnego (black). Warto wiedzieć, że odblaskowe barwy nie wyglądają nigdy tak samo na wydruku jak na ekranie monitora.

 

Przestrzeń kolorów

Przestrzeń systemu koloru to inaczej zakres kolorów, które mogą być wyświetlane lub drukowane. Liczba kolorów postrzeganych przez człowieka jest znacznie większa niż zakres kolorów odtwarzanych jakąkolwiek metodą. Pośród modeli koloru używanych w aplikacjach graficznych największą przestrzeń ma L*a*b, który obejmuje kolory przestrzeni RGB i CMYK. Przestrzeń kolorów RGB zawiera kolory, które mogą być oglądane na monitorach komputerowych i telewizyjnych. Niektóre kolory ­ takie jak czysty cyan lub czysty żółty ­ nie mogą się dokładnie wyświetlić na monitorach. Najmniejszą przestrzeń kolorów ma model CMYK, zawierający kolory, które mogą być drukowane przy użyciu farb procesu kolorowego. O kolorach wyświetlanych na ekranie, ale nie dających się wydrukować, mówi się, że leżą poza przestrzenią kolorów (to znaczy poza przestrzenią kolorów CMYK).

Chrominancja

Cecha barwy obejmująca jej odcień i nasycenie. Biały, czarny i szary nie mają chrominancji.

Luminancja

Informacja o jasności danego koloru.

Y/C

Sygnał składający się z dwóch komponentów: Y - informacje o jasności (luminancja), C - informacje o kolorze (chrominancja).

YUV

Bardziej rozszerzony sygnał, bo składający się z trzech komponentów: Y odpowiada za jasność, a U i V reprezentują składowe chrominancji, czyli nasycenie i odcień. Zapis YUV 4:2:2 informuje nas o liczbie bitów, która opisuje dany komponent koloru.