Кодирование изображений

Изображение – некоторая двумерную область, свойства каждой точки (pixel, пиксель) которой могут быть описаны (координаты, цвет, прозрачность...).

Множество точек называется растром (bit map, dot matrix, raster) (см. рис. 1.12), а изображение, которое формируется на основе растра, называются растровым. На экране монитора всегда формируется растровое изображение, однако, для хранения может использоваться и векторное представление информация, где изображение представлено в виде набора графических объектов с их координатами и свойствами (линия, овал, прямоугольник, текст и т. п.).

На мониторе и в растровых изображениях число пикселей по горизонтали и по вертикали называют разрешением (resolution). Наиболее часто используются 1024×768 или 1280×800, 1280×1024 (для 15”, 17”, 19”), 720×576 (качество обычных DVD-фильмов), 1920×1080 и 1920×720 (телевидение высокой четкости HDTV – стандарты 1080i и 720p). Каждый пиксель изображения нумеруется, начиная с нуля слева направо и сверху вниз.

Для представления цвета используются цветовые модели.

Цветовая модель (color model) – это правило, по которому может быть определен цвет.

Самая простая двухцветная модель – битовая. В ней для описания цвета каждого пикселя (чёрного или белого) используется всего один бит.

Для представления полноцветных изображений используются несколько более сложных моделей.

Известно, что любой цвет может быть представлен как сумма трёх основных цветов: красного, зелёного и синего.

Если интенсивность каждого цвета представить числом, то любой цвет будет выражаться через набор из трёх чисел. Так определяется наиболее известная цветовая RGB-модель (Red-Green-Blue). На каждое число отводится один байт. Так можно представить 224 цвета, то есть примерно 16,7 млн. цветов. Белый цвет в этой модели представляется как (1,1,1), чёрный – (0,0,0), красный (1,0,0), синий (0,0,1). Жёлтый цвет является комбинацией красного и зелёного и потому представляется как (1,1,0).

Цветовая модель RGB была стандартизирована в 1931 г. и впервые использована в цветном телевидении. Модель RGB является аддитивной моделью, то есть цвет получается в результате сложения базовых цветов.

Существуют и другие цветовые модели, которые для ряда задач оказываются более предпочтительными, чем RGB-модель. Например, для представления цвета в принтерах используется субтрактивная CMYK-модель (Cyan-Magenta-Yellow-blacK), цвет в которой получается в результате вычитания базовых цветов из белого цвета. Белому цвету в этой модели соответствует (0,0,0,0), чёрному (0,0,0,1), голубому (1,0,0,0), сиреневому (0,1,0,0), жёлтому (0,0,1,0). В цветовой модели HSV (Hue-SaturationValue) цвет представляется через цвет, насыщенность и значение, а в модели HLS (Hue-Lightness-Saturation) через оттенок, яркость и насыщенность. Современные графические редакторы, как правило, могут работать с несколькими цветовыми моделями.

Кроме растрового изображения на экране монитора существуют графические форматы файлов, сохраняющие растровую или векторную графическую информацию. С такой информацией работают специальные программы, которые преобразуют векторные изображения в растровые, отображаемые на мониторе.