Глубина цвета и палитра растрового изображения

Что такое глубина цвета

Глубина цвета — это количество битов, которое отводится для кодирования цвета одного пикселя растрового изображения. Чем больше битов выделено, тем больше оттенков может принять точка и тем реалистичнее выглядит картинка. Растровое изображение состоит из множества цветных точек (пикселей), и информационный объём рисунка напрямую зависит от глубины цвета.

Связь глубины цвета и числа оттенков

Если на кодирование цвета отведено i битов, то число различных цветов в палитре вычисляется по формуле N = 2^i. Это та же формула, что связывает число знаков алфавита и информационный вес символа.

Объём растрового изображения

Чтобы найти объём всего рисунка, надо умножить число пикселей на глубину цвета: V = K * i, где K — общее количество пикселей, а i — глубина цвета в битах. Число пикселей, в свою очередь, равно произведению ширины на высоту: K = ширина * высота.

Разбор примера

Рисунок размером 100 на 80 пикселей с глубиной цвета 8 бит. Число пикселей: K = 100 * 80 = 8000. Объём: V = 8000 * 8 = 64000 бит. Переведём в байты: 64000 / 8 = 8000 байт.

Частые ошибки. Забывают перевести биты в байты (делить на 8). Путают глубину цвета (бит на пиксель) с числом цветов. Берут размер по одной стороне, забывая умножить ширину на высоту. Считают, что 256 цветов требуют 256 бит, тогда как нужно лишь i = 8 бит, ведь 2^8 = 256.

Чёрно-белые и цветные рисунки

Самый простой случай — изображение из двух цветов, чёрного и белого. Тогда на каждый пиксель достаточно одного бита: 0 — чёрный, 1 — белый. С ростом глубины цвета палитра расширяется. При глубине 24 бита (так называемый true color) на каждый из трёх основных цветов — красный, зелёный, синий — отводится по 8 бит, а их смешение даёт более 16 миллионов оттенков, что неразличимо для глаза.

Обратная задача

Часто в заданиях известен объём файла, а найти нужно глубину цвета или число пикселей. Формулу V = K * i можно переписать: i = V / K или K = V / i. Главное — следить, чтобы все величины были в одинаковых единицах, обычно в битах.

Кратко о главном

• Глубина цвета — число битов на кодирование цвета одного пикселя.
• Число оттенков вычисляется по формуле N = 2^i.
• Объём рисунка: V = ширина * высота * i.
• Результат в битах переводят в байты делением на 8.
• Чем больше глубина цвета, тем больше оттенков и больше объём.