Виды изображений

Человек получает большую часть информации из окружающего мира с помощью зрения. Глаз человека ощущает свет только тогда, когда на сетчатку попадает лучистая энергия диапазона 360 — 750 им, т.е. видимая часть спектра электромагнитных колебаний.
Предметы воспринимаются человеком благодаря их цветности (вместе цветовой тон и насыщенность цвета) и различной яркости. Чем дальше удален предмет от источника света, тем менее ярким он воспринимается. Яркость предмета зависит также от его отражательной способности и формы. Белый свет — самый сложный, он объединяет излучения разных длин волн. Каждый предмет отражает его по-своему, что и объясняет цветовое различие между ними.
Цнет можно оценить по количеству энергии, приходящейся на каждую длину волны, - по спектральной характеристике.
Однако применима и визуальная оценка света. В 1756 г. выдающийся русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) впервые высказал мысль, что для воспроизведения любого цвета в природе достаточно смешать в определенных пропорциях три основных цвета:
красный, зеленый, синий. Теория трехкомпонентности цвета, опираясь на многочисленные опыты, утверждает, что в зрительной системе человека возникают нервные возбуждения трех типов, каждое из которых независимо от остальных. Многообразие цветовых ощущений при зрительном восприятии можно объяснить многообразием комбинаций трех типов возбуждений. Эта теория лежит в основе большинства практических методов воспроизведения цветных изображений: в фотографии, телевидении, кино и т.п.
Компьютерное кодирование изображений также построено на этой теории. Картинка разбивается вертикальными и горизонтальными линиями на маленькие прямоугольники.
Полученная матрица прямоугольников называется растром, а элементы матрицы — пикселями. Цвет каждого пикселя представлен тройкой значений интенсивности трех основных цветов. Чем больше битов выделено для каждого основного цвета, тем большую гамму цветов можно хранить про каждый элемент изображения.
В стандарте, на каждую точку растра тратится З байт, по 1 байт на каждый основной цвет. Таким образом, 256 уровней яркости зеленого цвета, 256 уровней яркости красного и 256 уровней яркости синего дают вместе примерно 16, 7 млн. различных цветовых оттенков, это превосходит способность человеческого глаза к цветавосприятию. Чтобы хранить всю картинку, достаточно записывать в некотором порядке матрицу значений цветов пикселей, например, слева направо и сверху вниз. Часть информации о картинке при таком кодировании потеряется. Потери будут меньше, если мельче пиксели. При кодировании изображений не всегда используются именно три основных цвета. При печати картинок на бумаге, если смешать красную и зеленую краски, то получится не желтый цвет, а коричневый. Это происходит потому, что краски сами по себе не отражают света, а только поглощают некоторые цвета падающего на них светового потока. Поэтому в качестве основных, применяются и другие цвета: голубой, сиреневый и желтый, а метод кодирования цвета называется СМУ. При этом красный цвет получается как сумма сиреневого и желтого, а зеленый — как сумма желтого и голубого.