1.1.3. Глубина цвета

Информация в памяти компьютера представляется в двоичном виде. Текст, картинка, запись базы данных - все это с точки зрения вычислительной машины не более чем последовательность нулей и единиц со своими правилами обработки. Чем длиннее эта последовательность, тем, как правило, больше информации она может хранить об объекте.
В растровой графике все точки, составляющие изображение, - это совершенно независимые образования со своей яркостью и цветом. Если отвести на каждый пиксел по одному двоичному разряду, то в таком коротком слове можно запомнить только два состояния графического элемента: черное и белое. Пусть точкам соответствует кодовые последовательности, состоящие из восьми двоичных разрядов. В этом случае можно занести в память компьютера информацию о 2 = 256 градациях яркости. С ростом длины кодового слова увеличивается количество деталей картинки, которые можно сохранить в памяти вычислительной системы.
При помощи 24 (8 + 8 + 8) бит можно закодировать богатую цветовую палитру, состоящую из 16,7 (28*28*28) миллиона цветов и оттенков. Поясним это утверждение.
Известно, что каждый видимый цвет можно представить в виде композиции трех базовых координат - красной (Red, R), зеленой (Green, G) и синей (Blue, В). В компьютерной графике эти координаты часто называют каналами. На каждый канал отводится по восемь двоичных разрядов, что дает возможность кодирования 256 градаций яркости цветовой координаты. Поскольку яркости каналов являются независимыми, то общее число доступных цветов находится по формуле 256*256*256 =16 777 216. Этот способ генерации цвета называется аддитивной моделью (аддитивной системой, системой RGB), а цветовое пространство, состоящее из 16 777 216 элементов, иногда именуют True Color.
Количество двоичных разрядов, приходящихся на одну точку, пиксел или выборку, принято называть глубиной цвета. Эта характеристика относится не только к изображениям; с ее помощью можно описывать свойства цифровых устройств и процессов, например сканеров.
Как, например, истолковать строчку технического описания сканера, в которой говорится о его 24-битов глубине цвета? Это значит, что данный прибор может производить 8-разрядную выборку для каждого цветового канала. Иными словами, это вполне приличное устройство, способное сканировать в цвете оригиналы с ограниченным цветовым диапазоном, например плакаты, афиши, географические карты, архитектурные штаны, рисованные книжные иллюстрации и т. п.
Давно прошли те времена, когда сканеры могли продуцировать только полутоновые черно-белые изображения, т. е. имели глубину цвета, равную восьми битам. Большинство современных устройств оцифровки обладают 30-битовой и более глубиной. Лучшие марки полупрофессиональных планшетных сканеров имеют глубину, равную 48 битам, что составляет 16 бит на один канал. Это позволяет представить колоссальное количество цветовых нюансов: 2 *216*2 = 281 474 976 710 656.
Зачем такая высокая разрядность? Только несколько сотен цветов имеют названия, глаз обычного человека не способен различить все градации даже пространства True Color, и не существует печатного оборудования, которое способно передать все оттенки столь богатой палитры. Только последняя версия редактора Photoshop позволяет полноценно обрабатывать изображения с подобной глубиной цвета. Две основные причины заставляют повышать глубину цвета устройств ввода.
Первая - технологическая. Матрица фоторецепторов в сканерах более высокой разрядности обладает, как правило, повышенной чувствительностью и в меньшей степени «загрязняет» изображение собственными шумами.
Вторая причина - программная. Большое количество битов увеличивает гибкость редактирования на всех последующих этапах обработки изображения. Многие операции с изображениями, например гамма-коррекция, изменение цветового пространства и др., обедняют тоновое пространство, понижают число цветовых градаций. Если начинать обработку 16-битовых каналов, то, имея достаточный запас, можно безболезненно пережить потерю некоторых малозначительных деталей. Совершенно иная ситуация складывается при работе с 8-битовыми каналами. Здесь любые потери могут иметь решающие последствия для качества изображения.
В настоящее время ограниченное число графических приложений и программ управления сканирующим оборудованием полноценно поддерживают глубину цвета 16 бит на канал. К числу немногих исключений принадлежит растровый редактор Photoshop. В версии CS снято множество ограничений на применение инструментов, команд и фильтров к таким оригиналам. Те немногие запреты, которые продолжают еще действовать, не имеют принципиального значения для большинства практических ситуаций и дизайнерских проектов.