Страница 15 из 18
превышает разборчивость нашего зрения, цветовые переходы в изображении будут казаться нам идеально плавными, в обратном же случае неизбежны «ступеньки» или диффузия (стр. 245). В свою очередь, количество доступных цветов определяется тем, сколько бит информации приходится на каждый пиксел.
Так, формат GIF имеет от одного до восьми бит на пиксел и, следовательно, может отображать от 21 = 2 до 28 = 256 цветов. С использованием диффузии даже полноцветную фотографию можно ужать в 256 цветов так, что она будет выглядеть пристойно — но, к сожалению, не более чем «пристойно». Уровень качества, при котором глаз неспособен отличить компьютерную фотографию от настоящей, достигается только при не менее чем трех байтах на пиксел, что дает 224, или около 16 миллионов цветов.
Кроме растрового формата, на пути к зрителю графика проходит через еще один фильтр — компьютерный дисплей, также способный отображать лишь конечное количество цветов. Если сам компьютер не в состоянии отобразить больше 256 цветов (а такие системы еще составляют значительный процент всех подключенных к Интернету компьютеров), то от хранящегося в файле миллионного богатства оттенков проку будет мало. Цветовые возможности компьютера зависят от количества его видеопамяти, в которой хранится экранное изображение, и, как правило, один и тот же компьютер может работать в нескольких режимах — либо с большим разрешением (стр. 193), но меньшим количеством цветов, либо с меньшим разрешением, но более богатым цветом.
Видеопамять компьютера расположена не в мониторе, а на видеоплате в системном блоке; сам же монитор — устройство в основном аналоговое, а не цифровое, так что у него просто не может быть такой характеристики, как «количество отображаемых цветов». Тем не менее, в этой книге я буду пользоваться термином «256-цветные мониторы» для обозначения компьютеров, которые из–за аппаратных ограничений или установок ОС не могут отображать на своем мониторе больше 256 цветов.
Кроме идеального с точки зрения цветопередачи трехбайтового режима, который обычно называется «true color», у многих дисплеев есть промежуточный режим — «high color», отводящий по два байта (точнее, по 15 битов) на пиксел. На широких плавных цветовых переходах в режиме high color можно, приглядевшись, заметить «ступеньки», но для большинства практических нужд режим этот ничем не уступает true color.
Палитры. Выяснив, сколько памяти нужно для хранения цветовой информации, разберемся теперь с тем, как именно эта информация устроена. Так же как для однозначного указания положения точки в пространстве достаточно трех координат, любой цвет можно разложить на три составляющих, смешение которых даст цвет, ничем не отличающийся от исходного. В качестве «координат» в компьютере используются чистые красный, зеленый и синий цвета, расположенные на равном расстоянии друг от друга в цветовом круге (стр. 105).
Таким образом, объем памяти, выделенной на каждый пиксел, делится на три равные части, хранящие яркость красной, зеленой и синей составляющих цвета данного пиксела. В режиме high color на каждую составляющую приходится по 5 бит (что дает 32 градации яркости), а в true color — 1 байт (256 градаций). А поскольку известно, что режим true color превосходит цветовую разрешающую способность человеческого глаза, можно сделать вывод, что для качественной передачи монохромного изображения, изменяющегося только по одной цветовой координате (или, что то же самое, сохраняющего одно и то же соотношение трех составляющих), должно быть достаточно одного байта на пиксел.
По–иному устроены форматы с 256 цветами: вместо того чтобы делить и без того коротенькие байты на три части (тем более что восемь на три не делится), выгоднее хранить для каждого пиксела не его цвет, а номер его цвета в общей для всего файла таблице используемых цветов — палитре. Понятно, что количество цветов в этой таблице в любом случае не может превышать 256, но, поскольку цветовые значения в таблице задаются в трехбайтовом формате true color, цвета пикселов могут быть любыми, совсем не обязательно равномерно распределенными по цветовому континууму. В GIF-файлах палитра составляется на основе цветов, присутствовавших в исходном полноцветном изображении (это одно из ухищрений, позволяющих добиться приемлемого качества в ограниченной палитре), а у 256-цветных компьютерных дисплеев небольшая часть палитры фиксирована (она используется для отображения рамок окон, иконок и т. п.), а остаток отдается в распоряжение активной в данный момент программе, которая может переопределять эту часть палитры для своих нужд.
СИСТЕМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЦВЕТА
Самая распространенная и понятная компьютеру без перевода система RGB (от англ. «Red, Green, Blue», т. е. «красный, зеленый, синий») — не единственная. Если цвет компьютерного экрана изменяется от черного (отсутствие цвета) до белого (максимальная яркость всех трех составляющих), то на бумаге, наоборот, отсутствию цвета соответствует белый, а смешению максимального количества красок — черный (точнее, темно–бурый). Поэтому вместо системы RGB, называемой аддитивной («складывающей»), при подготовке к печати изображение должно быть переведено в субтрактивную («вычитающую») систему, использующую противоположные исходным цвета — противоположный красному голубой, противоположный зеленому пурпурный и противоположный синему желтый. Чтобы расширить диапазон цветовоспроизведения, к этим трем компонентам добавляется четвертый — черный, и вся система получает наименование CMYK («Cyan, Magenta, Yellow, Black»; черный обозначается в этой аббревиатуре буквой К, чтобы не путать его с синим). Таким образом, для подготовленного к печати изображения в системе CMYK нужно 4 байта на пиксел, и далеко не все растровые форматы способны хранить такое изображение (чаще всего для этого используется формат TIFF).
В компьютерных графических программах применяется еще одна система представления цвета — система HSV (от англ. Hue — Saturation‑Value, тон–насыщенность–яркость; эту же систему называют иногда HSB, Hue — Saturation-Brightness, или HLS, Hue‑Lightness-Saturation). Эта система представляет собой абстракцию, моделирующую не физические свойства цвета, а его восприятие человеком. Растровые форматы не используют систему HSV для хранения изображений, но с ее помощью очень удобно подбирать цвет при практической работе (стр. 103).
Важно помнить, что цветовой охват системы CMYK существенно уже, чем у RGB или HSV, так как на бумаге в принципе невозможно воспроизвести некоторые особо яркие и насыщенные экранные цвета. Поэтому изображения, готовящиеся для печати на бумаге, с самого начала должны рассчитывать на узкий цветовой спектр CMYK
Программирование
За всем, что мы видим не только в окне своего броузера, но и вообще на экране компьютера, стоят программы — множество программ, передающих и преобразующих информацию на длинном пути от веб–сервера к вашему экрану. В то же время сами веб–страницы не относятся к категории программ — это не более чем «мертвые» данные, лишенный самостоятельности материал.
Существуют, однако, исключения из этого правила. Интересно отметить, что если до сих пор всегда программы порождали данные и оперировали ими, то в Интернете, наоборот, данные (веб–страницы) могут включать в себя и подчинять своим целям программные вставки. Эти «островки интерактивности» — JavaScript–сценарии, Java–апплеты и даже элементы HTML-форм — до сих пор не стали и, очевидно, никогда уже не станут несущим каркасом для информации Интернета. Однако во многих случаях программирование способно с выгодой «оживить» статические веб–страницы и реализовать те функции, без которых невозможно полноценное общение с компьютером, в какой бы среде оно ни происходило.