Мелёшина_ББИ-26-6-4_дз1

1. Глубина цвета и цветовые модели

Мелёшина Алиса Алексеевна
ББИ-26-6-4

2.

misis.ru
Глубина цвета
– это количество бит, отводимое для представления цвета одного пикселя, она определяет
цветовую палитру изображения
Пиксель — минимальный элемент растрового изображения. Каждый пиксель хранит информацию о цвете.
Разрешение = количество пикселей по горизонтали × количество пикселей по вертикали.
Пример: изображение 1920×1080 содержит 2 073 600 пикселей.
Всё начинается именно с пикселей, потому что именно их цвет и количество определяют качество изображения и его размер.
Основная формула расчёта:
N = 2i, где i - глубина цвета, а N - количество цветов в палитре
Цветовая модель
– это модель описания цветов с помощью набора чисел
Цветовая модель создаёт все возможные значения цветов, определяющих цветовое пространство.
Цветовое пространство – диапазон оттенков, который можно воспроизвести в рамках цветовой
модели
2

3.

misis.ru
Цветовой канал - одна из составляющих цветовой модели
(например, в модели RGB три канала: красный, зелёный и синий)
Количество бит, отведённых на отдельный цветовой канал - количество промежуточных оттенков, которые
помогают делать переходы цветов более плавными.
Примеры:
• 1 бит → 2 цвета (чёрно-белое)
• 8 бит → 256 цветов
• 16 → 65 536 цветов (High Color)
• 24 бита → 16,7 млн цветов (True Color)
24
3

4.

misis.ru
Глубина цвета влияет на:
❖ Плавность градиентов
При недостаточном количестве бит, отведённых на цветовой канал
появляются видимые полосы, что затрудняет видимость, этот
феномен называется бандинг
8 бит
16 бит
❖ Размер файла
Чем больше глубина цвета, тем больше размер файла
Объём файла рассчитывается по формуле V = X * Y * I, где X,Y – разрешение, количество пикселей по вертикали/горизонтали, а I – глубина цвета в битах на пиксель
Пример: одно и то же изображение 1920×1080:
• 8-битный цвет (256 цветов): 1920×1080×8=16 588 800 бит ≈ 2 МБ
• 24-битный цвет (True Color): 1920×1080×24=49 766 400 бит ≈ 6 МБ
• 48-битный цвет (16 бит на канал): 1920×1080×48=99 532 800 бит ≈ 12 МБ
❖ Качество цветопередачи и детализация в тёмных и светлых участках
Большая глубина цвета позволяет передавать различные оттенки одного цвета и едва уловимые различия в яркости. Это
помогает сделать изображение более правдоподобным
❖ Качество обработки
Чем больше глубина цвета, тем больше возможностей появляется для улучшения изображения в графических редакторах
4

5.

misis.ru
Качество изображения: разрешение и глубина цвета
Разрешение
детализацию,
увеличения
(W×H):
чёткость,
определяет
возможность
Глубина цвета: определяет богатство
палитры,
плавность
градиентов,
отсутствие «полос» на переходах
Качественное изображение должно быть большого разрешения и иметь достаточную глубину
цвета, чтобы обеспечить чёткость изображения и плавную цветопередачу
5

6.

misis.ru
Хранение изображений в памяти
Перед тем , как изображение сохраниться происходит несколько шагов:
➢ Дискретизация
Изображение разбивается на множество пикселей, для каждого из которых измеряется цвет
➢ Квантование
Разделение ряда значений на диапазоны. При измерении система определяет в какой диапазон
попало реальное значение и записывает в память его номер
➢ В памяти фиксируется последовательность
кодов для каждого пикселя
При этом, каждый цвет записывается
определённым набором нулей и единиц
6

7.

misis.ru
Сжатие изображений
Алгоритмы сжатия:
➢ Без потерь (Lossless): PNG, WebP lossless
Существует как специальный алгоритм, сжимающий структуру данных, так и обратный ему, восстанавливающий
исходное изображение
Виды: RLE (заменяет цепочки повторяющихся элементов на пары «счётчик повторений - значение»)
кодирование Хаффмана (присвоении более коротких двоичных кодов часто встречающимся значениям
пикселей и более длинных — редким, что позволяет сжимать данные за счёт уменьшения средней длины кода)
арифметическое кодирование (последовательность значений пикселей представляется как одно
вещественное число в интервале [0, 1), сужая этот интервал пропорционально вероятностям встречаемости
значений, что позволяет достичь сжатия, близкого к теоретическому пределу)
➢ С потерями (Lossy): JPEG, WebP lossy
Отбрасывают «малозаметные» для человека детали, сильно уменьшая размер файла
Виды: JPEG (изображение переводится из RGB в YCbCr, далее выполняется дискретизация, дискретное
косинусное преобразование, квантование и финальное кодирование)
Фрактальное сжатие (основано на поиске фракталов (самоподобных структур) и математическом
кодировании их параметров)
AVIF (используют продвинутые методы, работу с HDR и большую глубину цвета)
7

8. Цветовые модели

misis.ru
Цветовые модели
RGB
CMYK
LAB
аддитивная модель (сложение цветов света).
Принцип аддитивности — чем больше света,
тем ярче цвет; чёрный — отсутствие света,
белый — максимум всех каналов
Построена на излучении света
✓
Компоненты: Red (красный), Green
(зелёный), Blue (синий)
✓
Применение: используется во всех
устройствах, излучающих свет
(мониторы, экраны)
✓
Типичная глубина: 8 бит на канал → 24
бита на пиксель
При 32 битах существует дополнительный
альфа-канал,
занимающий
8
бит.
Он
показывает степень прозрачности пикселя
субтрактивная модель (вычитание цветов из
белого света)
Построена на поглощении света
✓
Компоненты: Cyan (голубой), Magenta
(пурпурный),
Yellow
(жёлтый),
Key
(чёрный)
✓
Применение: полиграфия, печать.
Перед
печатью
изображение
преобразовывают из RGB в CMYK, так как
экранные цвета выглядят ярче напечатанных
аппаратно-независимая модель, используется
для точного сравнения цветов и конвертации
между моделями.
✓
Компоненты: L(Lightness) яркость, а (от
зелёного до красного), b (от синего до
жёлтого)
✓
Применение:
графические
редакторы,
цветокоррекция, профессиональная печать.
Максимально приближена к человеческому
восприятию цвета
В отличие от моделей RGB и CMYK, созданных
исключительно для экрана или печати, LAB
однозначно определяет цвет. Из-за этого её
используют как промежуточный этап для
изменения данных между другими цветовыми
пространствами
8

9.

misis.ru
Современные тенденции
HDR-изображения: расширенный динамический диапазон, часто с большей глубиной
цвета
Wide Gamut: цветовые пространства, охватывающие больше оттенков (например, DCI-P3,
Adobe RGB)
Новые форматы: AVIF, WebP — лучшее сжатие при сохранении качества
Выводы
✓ Глубина цвета определяет количество возможных цветов в палитре
✓ С помощью различных цветовых моделей происходит кодирование цвета и его
представление в нужном виде
✓ Размер файла напрямую зависит от разрешения и глубины цвета
✓ Качество — это баланс между детализацией, богатством палитры и размером
✓ Выбор формата и параметров кодирования должен соответствовать задаче
9

10.

misis.ru
Источники
https://wertigo.ru/blog/glubina-cveta-chto-eto?ysclid=mufsh45baa182064424
https://journal.kurshub.ru/blog/glubina-czveta-chto-eto/?ysclid=mufth8nhrt905570890
https://interneturok.ru/lesson/informatika/7-klass/tsifrovaya-gramotnost-kompyuter-i-kompyuternyeseti/formirovanie-izobrazheniya-na-ekrane-monitora-chast-2-tsvetovye-modeli-kodirovanie-tsveta
https://media.contented.ru/znaniya/instrumenty/chto-takoe-cvetovyemodeli/?ysclid=mugrh7xhh722112129
https://znanierussia.ru/articles/Цветовые_модели
https://habr.com/ru/articles/116697/?ysclid=mujpemd9ii265450587
10

11. Спасибо за внимание!

Ленинский проспект, д. 4
Москва, 119049
тел. +7 (495) 955-00-32
e-mail: kancela@misis.ru
misis.ru