Interested Article - Полутоновое изображение

Слева: полутоновые точки. Справа: Пример того, как человеческий глаз видит точки с достаточного расстояния.

Полутоновое изображение ( англ. Halftone ) — это изображение , имеющее множество значений тона , и их непрерывное, плавное изменение ^{[

источник не указан 600 дней

]} .

Примерами полутоновых изображений могут быть рисунки, картины, выполненные красками, фотографии .

Цифровое растровое полутоновое изображение

Кодирование и количество полутонов

Как и все растровые изображения полутоновое кодируется в цифровом виде с помощью битовой карты (матрицы, хранящей значения элементов изображения ( пикселов )). Каждый пиксел полутонового изображения может кодироваться различным количеством бит , что определяет количество возможных полутонов.
Например:

2 бит — 4 полутона,
3 — 8,
4 — 16,
8 — 256 и т. д.

При этом, однобитовое бинарное изображение (1 бит на 1 пиксел) можно считать вырожденным полутоновым, способным передать лишь 2 полутона (чёрный и белый, например), или же его частным случаем.

Множество возможных полутонов называют уровнями серого ( англ. ), независимо от того, полутона какого цвета или его оттенка передаются. (Аналогично тому, как бинарное изображение , часто называемое «чёрно-белым», может при отображении выглядеть «чёрно-зелёным».) Таким образом, уровни серого не отличаются по спектральному составу (оттенку цвета), но отличаются по яркости . Количество возможных полутонов в данном случае есть глубина цвета , которую часто передают не в количестве самих полутонов, а в количестве бит на пиксел ( англ. , bpp ).

Какое из значений в допустимом диапазоне будет считаться самым ярким, а какое самым тёмным не имеет значения, так как число, являющееся значением каждого пиксела — всего лишь условный код яркости. Достаточно указать направление отсчёта.
Например, могут существовать полутоновые растры, где на каждый пиксел отведено 8 бит, изображение имеет 256 полутонов, а пикселы со значением 0 или 255 являются черными, и наоборот, пикселы со значением 255 или 0 — белыми, остальные полутона серого будут равномерно распределены между данными значениями цветового индекса .

Использование

В изобразительном искусстве и быту чаще всего применяют полутоновые растры с глубиной цвета 8 бит (что равно 1 байт ), то есть каждый пиксел изображения может принимать 256 различных условных значений яркости: от 0 до 255. Этого вполне достаточно, чтобы правильно отобразить чёрно-белую фотографию .

В науке и технике часто такого диапазона и дискретности представления яркости не достаточно. Например, в аэрофотосъёмке и космической съёмке на выходе могут получать полутоновые изображения с глубиной цвета (количеством бит на пиксел, bpp от англ. bit per pixel ) 16 или 32.

Некоторые форматы хранения растровых изображений (например, TIFF ) позволяют задавать с помощью палитры через условное значение индекса точные фотометрические характеристики изображения. Такая палитра представляет собой таблицу, где каждому условному уровню серого (задаваемому целым числом — кодом) ставится в соответствие какая-либо фотометрическая величина . Это также часто используется на практике в тех случаях, когда условного отличия яркости одного участка изображения от другого не достаточно.
Например, при дешифрировании аэрокосмических снимков с целью прогнозирования урожая или оценки поражённости вредителями, необходимо знать точное количество зарегистрированного излучения.

Усложнённые варианты

Инфракрасная фотография паровоза в ложных цветах

В некоторых случаях для достижения художественных эффектов к изменению яркости привязывается также изменение цветности по определённому алгоритму. Например, в режиме duotone минимальная яркость изображается чёрным, максимальная белым, а промежуточные яркости, например, синим цветом разной интенсивности и насыщенности.

К этой же категории относятся так называемые «ложные цвета», широко используемые для повышения наглядности монохромных изображений, особенно сделанных в невидимых для человеческого глаза диапазонах.