Кодування графічної інформації

При перегляді графічного зображення через збільшувальне скло можна бачити дрібні точки, які називають пікселами, які створюють характерний візерунок, званий растром. Л інійні координати і індивідуальні властивості кожної точки (яскравість) можна виразити за допомогою цілих чисел, тобто можна сказати, що растрове кодування дозволяє використовувати двійковий код для представлення графічних даних. Загальноприйнятим на сьогоднішній день вважається представлення чорно-білих ілюстрацій у вигляді комбінації точок з 256 градаціями сірого кольору, і, таким чином, для кодування яскравості будь-якої точки достатньо восьмирозрядного двійкового числа.

Для кодування кольорових графічних зображень застосовується принцип декомпозиції довільного кольору на основні складові. При цьому використовують три основні кольори: червоний (Red, R), зелений (Green, G) і синій (Blue, В). Будь-який колір, видимий людським оком, практично можна одержати з доволі непоганою точністю шляхом механічного змішування цих трьох основних кольорів. Така система кодування дістала назву RGB по перших буквах назв основних кольорів. Якщо для кодування яскравості кожної з основних складових використовувати по 256 значень (вісім двійкових розрядів), як це прийнято для пів-тонових чорно-білих зображень, то на кодування кольору однієї точки (піксела) треба витратити 24 розряди. При цьому система кодування забезпечує однозначне визначення 16,5 млн. різних кольорів, що насправді близьке до чутливості людського ока. Режим представлення кольорового зображення з використанням 24 двійкових розрядів називається повнокольоровим (True Color).

Кожному з основних кольорів можна поставити у відповідність додатковий колір, тобто колір, який доповнює основний колір до білого. Неважко помітити, що для будь-якого з основних кольорів додатковим буде колір, утворений сумою пари решти основних кольорів. Відповідно, додатковими кольорами є: блакитний (Cyan, З), пурпурний (Magenta, М) і жовтий (Yellow, У). Принцип декомпозиції довільного кольору на складові компоненти можна застосовувати не тільки для основних кольорів, але і для додаткових, тобто будь-який колір можна подати у вигляді суми блакитної, пурпурної і жовтої складових. Такий метод кодування кольору застосовується в поліграфії, але в поліграфії використовується ще і четверта фарба — чорна (Black, K). Тому дана система кодування позначається чотирма літерами CMYK (чорний колір позначається літерою К, тому, що літера В вже зайнята синім кольором), і для представлення кольорової графіки в цій системі треба мати 32 двійкові розряди. Такий режим теж називається повнокольоровим (True Color).

Якщо зменшити кількість двійкових розрядів, що використовуються для кодування кольору кожної точки, то можна скоротити об’єм даних, але при цьому діапазон кодованих кольорів помітно скорочується. Кодування кольорової графіки 16-розрядними двійковими числами називається режимом High Color.

При кодуванні інформації про колір за допомогою восьми біт даних можна передати тільки 256 колірних відтінків. Такий метод кодування кольору називається індексним. Значення назви полягає в тому, що, оскільки 256 значень абсолютно недостатні, щоб передати весь діапазон кольорів, доступний людському оку, код кожної точки растру виражає не колір сам по собі, а тільки його номер (індекс) в якійсь довідковій таблиці, званій палітрою. Зрозуміло, ця палітра повинна прикладатися до графічних даних — без неї не можна скористатися методами відтворення інформації на екрані або папері (тобто, скористатися, звичайно, можна, але через неповноту даних одержана інформація не буде адекватною: листя на деревах може виявитися червоним, а небо — зеленим).

Якість графічного зображення залежить від кількості точок (пікселів) на 1 дюйм (для принтерів та сканерів) чи кількістю точок на площі (для моніторів). Цей параметр називається роздільною здатністю і вимірюється для принтерів та сканерів в точках на дюйм — dpi. Роздільна здатність монітора вимірюється кількістю точок по вертикалі та горизонталі і має вигляд mxn.

Розрахунок об’єму графічної інформації зводиться до обчислення добутку кількості пікселів на зображенні на кількість розрядів, необхідних для кодування кольору однієї крапки.

Наприклад, для кольорової картинки, складеної з 256 кольорів в графічному режимі монітора 640 х 480, потрібен такий об’єм відеопам’яті:

8 • 640 • 480 = 2457600 (біт) = 307200 (байт) = 300 (Кбайт).