Режим Indexed Color и глубина цвета.

Глубина цвета - это еще один важнейший параметр растровых изображений. Сразу оговорим, что он тесно связан с архитектурой существующих компьютеров и исторически сложившимися стандартами. Глубина цвета выражается в битах и показывает, сколько бит памяти требуется для хранения одного пикселя изображения.

Компьютер имеет дело с цифровой информацией в двоичной системе счисления. Двоичный разряд может иметь два значения: единица или ноль (как вы знаете, десятичный разряд может принимать десять значений от нуля до девяти). Этот наименьшая элементарная информации называется битом. Восемь двоичных разрядов, восемь бит, образуют байт. Байт может принимать 2⁸ = 256 значений (восемь десятичных разрядов могут принимать 108 = 100 000 000 значений). Почему байт составляют именно восемь бит? Да просто потому, что восемь разрядов имели первые микропроцессоры. Разрядность современных микропроцессоров для совместимости с их предшественниками тоже кратна восьми. Для больших значений используются "псевдодесятичные" приставки: 1024 байт =1 Кбайт, 1024 Кбайт=1Мбайт.

В памяти компьютера информация о цвете пикселей изображения тоже хранится в двоичном представлении. Поэтому для быстрой ее обработки пиксел кодируется одним или несколькими байтами. Единственное исключение составляют монохромные изображения. Для хранения информации о цвете пикселя такого изображения вполне достаточно одного бита, ведь пиксель может иметь всего два цвета. Таким образом, глубина цвета монохромных изображений составляет 1 бит. Зная, сколько памяти требуется для хранения одного пикселя изображения (то есть глубину цвета), легко рассчитать, сколько памяти займет все изображение. Например, изображение размером 100х100 пикселей займет 100 пикселей x 100 пикселов х 1 бит = 10 000 бит приблизительно 1,2 Кбайт. Объем памяти, занимаемый цветными изображениями, зависит от количества имеющихся в них каналов. Каждый канал является полутоновым, то есть кодируется одним байтом. Если каналов три, как в изображениях в модели RGB или LAB, то на один пиксел приходится 8 бит х 3 =24 бита.В модели CMYK четыре канала и глубина цвета равна 8 бит х 4 = 32 бита. Таким образом, память, занимаемая цветными изображениями, в три или четыре раза больше, чем для полутоновых изображений: 100 пикселей х 100 х 24 бит = 240 000 бит приблизительно 29,3 Кбайт или 100 х 100 х 32 бит = 320 000 бит = 39,1 Кбайт.

Говоря о глубине цвета для типов растровых изображений, мы имели в виду наиболее употребительные изображения с восьмибитными каналами. Adobe Photoshop допускает ограниченное редактирование изображений с 16 битами на канал (Выделение областей, Feather, Клонирующий штамп (Rubber Stamp), в общем, очень мало возможностей.) Нетрудно вычислить, что цветное изображение с восьмибитными каналами может содержать максимум 2²⁴=16,7 млн. цветов. С шестнадцатибитными каналами количество цветов увеличивается до 2^16x3 = 2⁴⁸= 281 млрд. Такое количество цветов имеет смысл использовать лишь в том случае, если ваш сканер поддерживает 48-битный цвет. Пока это под силу только очень дорогим профессиональным сканерам.

Для перевода из 8-ми битного цвета в 16-ти битный и наоборот предназначены одноимённые команды из подменю Mode из подменю Image. (8 bits/channel и 16 bits/channel). Ещё один тип изображений - индексированные изображения. Это один из первых способов представления цветных точечных изображений. Он широко применялся в те времена, когда компьютеры были не столь мощными, а видеоадаптеры, поддерживающие более 256 цветов, являлись роскошью. Индексированное изображение как раз и рассчитано на хранение не более чем 256 цветов. Цвета, использованные в индексированном изображении, могут быть произвольными, но их общее количество не должно превышать указанного. Какие именно цвета использованы в изображении, определяется его палитрой. Палитра индексированного изображения представляет собой нумерованный список цветов и хранится в файле вместе с изображением. Каждый байт индексированного изображения хранит номер цвета в палитре, а не значения RGB-компонентов цвета. В результате на один пиксель цветного индексированного изображения приходится не 24 бита, а всего 8.

Палитра индексированного изображения может иметь не только 256 цветов, но и меньшее их количество. Сокращение палитры дает возможность сократить и размер файла. Например, если палитра будет состоять не из 256, а из 64 цветов, то для кодирования одного пикселя потребуется только 6 бит, а не 8. В результате размер изображения уменьшится на четверть. Таким образом, глубина цвета индексированных изображений может принимать целые значения в диапазоне от 1 до 8. Компактность представления цветов в индексированных изображениях объясняет нынешнюю сферу их применения - Web-дизайн.

Индексированные изображения получают из полноцветных сокращением количества использованных цветов. Иными словами, изображение приводится к ограниченной палитре. Какие из цветов изображения попадут в палитру, определяется особыми алгоритмами или указывается непосредственно. Первый способ используют, когда необходимо достичь наилучшего приближения индексированного изображения к цветам оригинала. Ко второму прибегают, если хотят достичь одинакового воспроизведения цветов в разных программах или на разных компьютерах. Для перевода изображения в индексированное необходимо выбрать пункт Indexed Color из подпункта Mode меню Image. В ответ получите такое окно:
Photoshop предлагает следующие способы создания палитры: Perceptual (Перцепционная), Selective (Селективная) и Adaptive (Адаптивная). Алгоритм Adaptive (Адаптивная) помещает в индексированную палитру цвета, которые превалируют в полноцветном изображении. Если, например, палитра составляется для изображения с лесным пейзажем, то в ней будут преимущественно оттенки зеленого цвета. Палитра морского пейзажа будет состоять в основном из оттенков синего. Алгоритм Perceptual (Перцепционная) стремится поместить в палитру индексированного изображения те цвета, к которым человеческий глаз наиболее восприимчив. Алгоритм Selective (Селективная) основан на Adaptive, но отдает особое предпочтение превалирующим цветам. Он предлагается Photoshop по умолчанию. Все перечисленные алгоритмы создают для каждого изображения особую палитру. Этим достигается наилучшая передача цветов оригинала.

Чтобы достичь одинаковой цветопередачи на разных компьютерных платформах и на устаревшем видеооборудовании, Photoshop имеет четыре стандартные палитры: две системные MacOS и Windows, палитру Web и равномерную палитру. Первые две соответствуют цветам, используемым операционной системой. Если вы используете в изображении цвета этих палитр, то это даст полную гарантию их правильного и одинакового воспроизведения на любом компьютере выбранной платформы. Палитра Web используется броузерами. Ее применение обеспечит практически одинаковое воспроизведение цветов индексированного изображения любым броузером на любом компьютере. Равномерную палитру составляют цвета, полученные равномерным делением всего цветового диапазона изображения на количество цветов индексированной палитры.
В поле Colors (количество цветов) введите количество цветов, которое должно остаться в преобразованном изображении.
Раздел Forced (Принудительно) говорит алгоритму индексирования, какие цвета должны быть включены в индексированную палитру в любом случае т.е. независимо от того, есть они в исходном изображении или нет. Выпадающее меню имеет следующие разделы:

Black and White - включить в палитру чёрный и белый цвета.
Primaries (базовые) - базовые цвета моделей RGBи CMYK
Web - цвета палитры Web (цвета, которые поддерживают все просмотрщики интернет-страниц).
Custom - выбор цветов вручную, то есть вы сами указываете, какие цвета будут включены принудительно. Как только вы выберете этот пункт, появится диалоговое окно, в котором Вы и совершите свой выбор. Принцип выбора прост - щёлкаете мышкой на цвете, который Вы хотите изменить и у Вас появляется окно выбора цвета, которое было описано ранее. Там Вы выбираете цвет и нажимаете Ok. Таким образом можно поступать с любым неугодным цветом. Если цвет вообще не нужен, то его можно удалить, щёлкнув на цвете при нажатой клавишеCtrl.

Флажок Тransparency (прозрачность) имеет смысл, только если на изображении есть прозрачные области. Форматы файлов, имеющих дело с индексированными изображениями, могут хранить прозрачные области, что очень часто используется в Internet-технологиях. Поэтому предусмотрена возможность сохранения этих областей при переводе в индексированное изображение.

Выпадающее меню Matte (кайма) позволяет установить кайму практически произвольного цвета вокруг рисунка, если в изображении имеются прозрачные области. Подробнее это дело рассмотрим позже.

Фиксированные предопределенные палитры не позволяют достичь столь точного соответствия цветов оригиналу, как алгоритмические - они предназначены для специальных целей. Как же передаются при индексировании те цвета исходного изображения, которые отсутствуют в палитре? Отсутствующие цвета передаются не одним, а несколькими соседними пикселями изображения. Отсутствующий в палитре изображения оттенок серого передаётся чередующимися пикселями более темного и более светлого оттенка. Часто такие "синтезированные" цвета называют гибридными, а имитацию отсутствующих цветов - dithering (сглаживание). Алгоритм сглаживания устанавливается в выпадающем меню Dither. Adobe Photoshop предлагает несколько алгоритмов сглаживания. Первый, Pattern (Узор), работает примерно так, как было описано выше. Отсутствующие цвета заменяются "узором" из пикселей, имеющихся в палитре индексированного изображения. Этот способ не всегда дает удовлетворительный результат, поскольку проявляется хорошо заметная регулярная структура "узоров". Лучший внешний вид дает алгоритм Diffusion (Диффузия). Упрощенно его можно описать следующим образом. Photoshop начинает сглаживание с первого, левого верхнего пикселя изображения и следует построчно к последнему, правому нижнему. Цвет первого пикселя заменяется на ближайший из ограниченной палитры. Цвет второго пикселя выбирается таким образом, чтобы вместе с первым они давали цвет, наиболее близкий к цвету второго пикселя оригинала. Такой алгоритм позволяет "рассеять" ошибку в выборе цвета по всему изображению без появления регулярных узоров. Третий алгоритм,Noise (Шум), представляет собой усовершенствованный вариант алгоритма Diffusion (Диффузия), создающий еще менее рeгyлярное сглаживание. В поле Amount вводится степень сглаживания. Чем сильнее сглаживание, тем больший диапазон цветов может передать индексированное изображение.

Флажок Preserve Exact Colors (Сохранять точные цвета) заставляет алгоритм сглаживания сохранять пиксели тех цветов, которые имеются в палитре, не включая их в рассеивание ошибки (в пиксели, принимающие участие в сглаживании по методу диффузии) или узоры (Patern). Такими тяжёлыми кажутся эти преобразования. На самом деле, главное - первоначально разобраться, где и что настраивать, а потом это будет происходить автоматически, устанавливая настройки, над которыми Вы даже не будете задумываться.

Цветовая коррекция.