Глубина цвета

Теперь стоит вернуться к виртуальной цифровой матрице, которая выше была определена как "битовая карта".

Информацию об этом см. в главе 7.

Вспомним, что в каждую ячейку матрицы размещается бит информации, т. е. одно двоичное число ("0" или "1").

Теперь в связи с тоновыми изображениями ситуация изменилась: каждый пиксел тонового изображения требует для своего представления не одного двоичного бита, а восьми, т. е. целого байта информации. И требуется сообразить, где разместить дополнительные семь разрядов.

Замечание

Обычно слушатели в данном случае предлагают "замечательный" вариант: разбить каждую ячейку (элемент дискретизации — пиксел) на восемь частей, а затем новые ячейки заполнить, как и ранее, отдельными двоичными битами.

При этом, разумеется, они не правы по следующим причинам.

Во-первых, если разбить ячейку дискретизации (пиксел) на более мелкие "части", то тем самым изменится разрешение, что, согласитесь, не входило в наши планы.
Во-вторых, хоть пикселы и станут меньшего размера, но в каждую ячейку все равно предполагается сохранять по одному биту, что сохраняет штриховой характер изображения.
В-третьих, даже, если допустить предложенное решение, потребуется непременное условие: каким-то образом обеспечить дополнительную систему различения границ пикселов.

Так что это предложение не решает проблему. Более того: разрешение никакого отношения не имеет к тоновым значениям.

Важная мысль

Разрешение совершенно не связано с тоновыми уровнями.

Замечание

Справедливости ради стоит отметить, что действительно существует способ имитации тоновых уровней с помощью штриховых пикселов (так называемый "dithering"), когда несколько пикселов призваны вызывать у зрителя ощущение какого-либо тона. Такой способ активно использовался во времена ограниченных возможностей мониторов.

В самом деле, сохраняя принятое определение битовой карты и условие неизменности разрешения, проблема решается за счет добавления новых битовых карт по числу дополнительных разрядов. Эти дополнительные карты располагаются "как бы" в пространстве, а именно в "глубину" (рис. 9.3).

Замечание

Понятие битовых карт как битовых плоскостей нашло свое отражение в одном из очень ранних графических форматов PCX. Байт "65" специально отведен для кодирования информации о количестве битовых плоскостей.

Рис. 9.3. Расположение дополнительных битовых карт "в глубину"

И, соответственно, общее количество битовых карт (а по сути разрядов или двоичных цифр) определяет "глубину" таблицы квантования. В английской терминологии этот параметр получил название "color depth", что дословно означает "цветовая глубина", а в русском языке прижилась форма "глубина цвета" (уже существовало схожее словосочетание в обиходе художников и маляров: "глубокий тон", "глубокий цвет" означает особое впечатление от темного цвета).

Замечание

Другими словами, следует обратить внимание, что понятие глубины цвета — это чистая метафора. Специалисты, которые ввели в оборот это понятие, представили мысленно, как дополнительные битовые матрицы располагаются "как бы" в глубину. На самом деле, конечно, никакой глубины не существует (особенно если учесть, что вообще вся цифровая информация располагается строго последовательно), а только художественный образ. Поэтому можно слово "глубина" поставить в кавычки.

Единица измерения глубины цвета

Глубина цвета — это важнейший параметр цифровой графики, поэтому он должен иметь количественную меру. Следовательно, необходимо определить и принять соответствующую единицу измерения.

Замечание

Напомним, что единицей измерения разрешения является ppi, т. е. количество элементов, или пикселов, в дюйме.

А глубина цвета измеряется в количестве разрядов, или битов, которые отводятся на каждый пиксел изображения, т. е. общее количество битовых карт и будет единицей измерения глубины цвета.

Определение

Глубина цвета измеряется числом двоичных разрядов, отведенных для каждого пиксела.

Мы довольно много обсуждали черно-белую штриховую графику, теперь можно сказать, что глубина цвета у такого вида графики равна одному биту, поэтому такую графику иногда называют "однобитовой" ("1-bit image", или просто "bitmap image").

Если используется тоновое изображение, то глубина цвета такого изображения традиционно равна восьми битам, поэтому такое изображение называют "8-bit image" (восьмибитовое изображение), кроме того, у него есть специальное название: "grayscale" ("серая шкала").

Замечание

Поскольку глубина цвета измеряется количеством битов, у этого параметра имеется синоним, который довольно часто встречается в специальной литературе, — "bit depth" ("битовая глубина"), что, конечно, с первого взгляда совсем уж непонятное сочетание, если не учитывать его метафорического происхождения.

Содержание раздела