Анализ цвета

Проблема описания цвета решается таким образом, что мы должны представлять себе цветовую информацию как некий цветовой, или, точнее, световой поток. В общем случае цвет — это совокупность разных световых волн с преобладанием определенных частот.

Строить описание цветовой информации на частотных характеристках — задача очень сложная и малотехнологичная. Поэтому выполняется принудительное разделение светового потока с помощью совокупности фильтров. Этот этап называется анализом цвета.

Справка

Слово "анализ" восходит к греческому слову "analysis", что переводится как "разложение", оно применяется практически во всех областях науки и означает "разделение (мысленное или реальное) объекта на составные элементы".

Стоит снова вспомнить принудительную дискретизацию, о которой речь шла в частях II u III.

Задача этого этапа — избавиться от цвета и перейти к такой форме, которую легко регистрировать, а именно к яркости.

Важная мысль

Для того чтобы описать цветовую информацию, необходимо прежде всего избавиться от цвета, т. е. преобразовать его в такую форму, которая позволяет осуществлять непосредственное измерение, а именно в форму яркостных характеристик. Другого способа пока не придумано.

Каждый из используемых фильтров создает после себя однородный цветовой поток, т. е. по сути тоновое изображение, которое достаточно легко фиксировать и кодировать — преобразовывать в цифровую форму. Фильтры необходимы для того, чтобы получить возможность фиксировать значения тона. Цвет измерить нельзя, зато можно измерить яркость (освещенность или в нашем понимании это — тон).

Замечание

Ни одна машина не знает, что такое цвет. Ни один сканер, ни одна кинокамера, ни одна видеокамера, ни один цифровой фотоаппарат. Никакое оптическое устройство — нет такого устройства, включая глаза человека, которое "понимало" бы цвет. Человек воспринимает цвет только мозгом.

Осталось выяснить: сколько и каких фильтров достаточно для анализа цветовой информации. В самом общем случае ответ может быть таким: сколько угодно и каких угодно. В этом случае мы сможем бесконечно расширить цветовой диапазон и приблизиться к окружающей объективной реальности.

Но с практической точки зрения следует учесть, что это невозможно и придется искать минимальные значения.

Тем более что у этой проблемы уже есть решение, подсказанное природой: достаточно всего трех фильтров (красного, зеленого и синего цветов). Такие фильтры используются во всех системах, работающих с цветом. Причем, стоит обратить внимание, что фильтры в данном случае — самые обычные, т. е. материальные (для них применяются пленки или стекло).

Что же мы получим за каждым из этих фильтров?

Световой поток дублируется на три идентичных, которые проходят через три разных фильтра, а за каждым фильтром располагается устройство, фиксирующее яркость элемента дискретизации.

Замечание

В данном случае речь идет об однопроходных сканерах, хотя конструктивно возможен трехпроходный вариант, но разработчики отказались от него по причине чрезвычайной медлительности.

В результате получаются три изображения в градациях серого (grayscale). Причем для полноцветных оригиналов все три изображения будут разными с точки зрения распределения тонов. Полученные изображения сохраняются в одном файле в форме так называемых цветовых каналов (color channels) (рис. 16.1).

Поскольку это независимые изображения, они могут быть свободно представлены в виде отдельных документов (рис. 16.2).

Рис. 16.1. Цветовые каналы сканированного изображения

Рис. 16.2. Цветовые каналы в виде отдельных документов

Замечание

Часто спрашивают, как с этим связаны параметры разрешения. В данном случае, разумеется, разрешение никакого отношения к этому процессу не имеет. Каждое изображение в градациях серого, входящее в цветной документ, имеет одно и то же разрешение.

Если графическое изображение сканируется в полноцветном режиме, каждый пиксел представляет из себя значение трех уровней серого, это означает, что единого цифрового цветного изображения не существует, а имеются три отдельных "серых картинки", каждая из которых отображает тоновый диапазон от 0 до 255.

Важная мысль

Цветовые каналы в градациях серого необходимы для того, чтобы на этапе анализа избавиться от цвета и представить его в яркостных характеристиках.

Содержание раздела