32. Триангуляция.

Объекты пространства описываются функцией 2 переменных. Т.к. аналитические выражения для таю объектов весьма сложны и при непосредственном использовании требуют больших вычислительных ресурсе (это видно даже для простейшего случая прямой - программа п. 6.4.1), применяется аппроксимация более простыми фигурами. Наиболее часто используется кусочно-линейная аппроксимация, когда поверхность составляется из каких-либо плоских фигур. Имеются некоторые каноны аппроксимации, позволяющие получать наиболее рациональные результаты. Так кривая апроксимируется отрезками прямой, плоская фигура сложной формы - прямоугольниками или квадратами. Гладкие поверхности - непересекающимися треугольниками. Процесс триангуляции состоит в создании сети непересекающихся треугольников с вершинами в заданных точках.

По сравнению с прямоугольной сеткой триангуляция имеет преимущества:

1. Отсутствует единый масштаб для всех данных, когда размер ячейки прямоугольной сетки автоматически устанавливает предел подробности карты, и сгущения точек отображаются только в пределах размера решетки. Размер треугольника при триангуляции не устанавливается. Там, где исходные точки разрежен (поверхность приближается к плоской), треугольники крупнее, при сгущении точек (большой кривизне поверхности) треугольники мельче Количество треугольников определяется количеством исходных точек аппроксимации. Эйлер доказал теорему, что оно не превышает удвоенного количества исходных точек;

2. У прямоугольной сетки есть два выделенных направления, никак не согласованных с исходными данным. Для адекватного отображения поверхностей с высокой степенью кривизны приходится значительно измельчать сетку, что ведет к большим затратам вычислительных ресурсов. За преимущества триангуляции приходится платить усложнением программирования.

В настоящее время в большинстве приложений используется триангуляция Делоне. Она строится однзначно и соединяет исходные точки в сеть наиболее правильных треугольников. Это удобнее в расчетах.

П ример использования триангуляции - построение линий уровня (топографические карты, изотермы т.д.). Плоскость проектирования - область определения (задания) функции 2 переменных. Пусть это плоскость XY. Она разбивается на прямоугольные ячейки. Каждая ячейка сетки делится на 2 треугольника. В результате получаем стандартную триангуляцию области задания функции. Проведя действия, обратные параллельному проектированию вдоль оси Z, находим на поверхности точки аппроксимации. Дале решается задача пересечения треугольников, составляющих поверхность, с плоскостями, параллельными плоскости XY (горизонтального сечения). Здесь возможны случаи

1. треугольник и плоскость не пересекаются, т.е. все вершины лежат по одну сторону плоскости;

2. треугольник касается плоскости одной вершиной, все вершины лежат по одну сторону плоскости;

3. треугольник пересекается с плоскостью по ребру, две вершины лежат на плоскости, все вершины лежат п одну сторону плоскости;

4. треугольник пересекается с плоскостью, т.е. имеется пара вершин, лежащих по разные стороны плоскости;

5. треугольник лежит в плоскости, т.е. все вершины лежат в плоскости.

Перечисление случаев показывает, как важен просчет всех вариантов. В некоторых задачах не выявленные варианты может обойти пользователь, знающий, где программа работает некорректно. В машинной графике это не проходит, получается плохое изображение.

33. Закраска методами Гуро и Фонга.

Закраска методом Гуро

Метод основан на определении освещенности грани в ее вершинах с последующей билинейной (би=2) интерполяцией результатов на всю грань. Пусть проекция некоторой грани на экран является выпуклым 4-угольником Пусть интенсивности вершин определены и равны I1,I2,I3,I4. Пусть W - произвольная точка грани. Проведем через нее горизонталь. Пусть Р и Q - точки пересечения горизонтали с границами проекции грани. Будем считать, что интенсивность на отрезке PQ меняется линейно, те.

Д ля определения интенсивности в точках Р и Q снова применяется линейная интерполяция (отсюда термин билинейная). Считаем, что вдоль каждого из ребер границы интенсивность меняется линейно. Тогда ин­тенсивность в точках Р и Q:

Метод Гуро обеспечивает непрерывное изменение интенсивности при переходе от одной грани к дру­гой. Еще одно преимущество - рисование грани как набора горизонталей, что хорошо вписывается в аппарату­ру. Интенсивность последующего пиксела отрезка отличается от интенсивности предыдущего на величину, постоянную для данного отрезка. При переходе от отрезка к отрезку интенсивности на концах также меняются линейно. Тем не менее, метод не обеспечивает достаточно гладкое изменение интенсивности.

Закраска методом Фонга

Аналогично методу Гуро используется интерполяция. Но интерполируется не освещенность по известным значениям опорных точек, а вектор внешней нормали, который используется для расчета интенсивноcти пиксела. Поэтому метод требует большего объема вычислений. Но изображение получается более естественным.

Для каждой точки строится вектор, играющий роль внешней нормали. Далее применяется формула. Схема интерполяции аналогична методу Гуро. Для определения псевдонормали в некоторой точке (точке V через эту точку проводится горизонтальная прямая. Она пересекается с ребрами в точках Р и Q. Пусть вектор псевдонормалей в этих точках соответственно Np и Nq . Тогда

Nw= ((1-t)*Np+t*Nq)/ |((1-t)*Np+t*Nq) t= |PW|/|PQ|

Нормирование вектора Nw необходимо, т.к. в формулы входит единичный вектор нормали.

Векторы внешних нормалей (псеводнормалей) в точках Р и Q находятся также линейной интерполяцией, но по векторам нормалей концов соответствующих ребер.

Np= (1-u)*Nv4+u*Nv1 Nq=(1-v)*Nv1+u*Nv2 u= |V4P|/|V4V1| v= |V1Q|/|V1V2|

На многогранной модели строится условно непрерывное (с учетом шага дискретизации) поле единичных векторов, которое используется как поле внешних нормалей. Это обеспечивает гладкость изображения. Качество определяется компромиссом между величиной дискретизации и вычислительными ресурсами.

Методы Гуро и Фонга сравнительно просты. Но они не всегда обеспечивают приемлемое качество.

34. Основы метода трассировки лучей.

Это наиболее распространенный метод. Он позволяет строить фотореалистические изображения слож­ных сцен с учетом отражения и преломления.

Свет распространяется от источника по прямолинейным траекториям, образуя конус с вершиной в ис­точнике. Для простоты считаем источник точечным. Попав на некоторый объект, луч преломляется (уходит внутрь объекта) или отражается (рассеивается диффузно - равномерно или зеркально - концентрированным пучком). Рассеянный луч также распространяется прямолинейно до попадания на следующий объект. Часть лу­чей попадает в глаз наблюдателя, формируя на сетчатке глаза изображение

В случае компьютера перед глазом помещается картинная плоскость (экран), где формируется изобра­жение. Каждый луч, попадающий в глаз, проходит через некоторую точку экрана. Следовательно, для каждой точки надо проследить путь распространения света от его источника (трассу). Отсюда - название метода.

Процесс отслеживания всех лучей, выпущенных из каждого источника, с учетом отражения и прелом­ления - ПРЯМАЯ ТРАССИРОВКА ЛУЧЕЙ. Она неэффективна, т.к. изображение формируется лишь не­большой частью лучей, возникают лишние вычисления. Чтобы использовать только существенные лучи. приме­няется ОБРАТНАЯ ТРАССИРОВКА, где прослеживаются лучи от гл;п;1 наблюдателя до пересечения с объ­ектами сцены и далее в направлении к источнику. В компьютерной графике применяется обратная трассировка.

Цвет точки экрана определяется долей световой энергии, попадающей в эту точку и покидающей ее в направлении глаза. Таким образом, необходимо найти освещенность точки. Для этого из нее выпускаются лучи в направлении источников света. Эти линии пересекаются с другими объектами сцены и т.д.

Основная задача метода трассировки лучей - определение освещенности произвольной точки и той час­ти световой энергии, которая уходит в заданном направлении (в направлении наблюдателя или другого объек­та). Эта энергия складывается из непосредственной (первичной) освещенности от источника света и вторичной освещенности от других объектов. Очевидно, что доля первичной освещенности существенно выше всех других. Поэтому обычно первичная и вторичная освещенность рассматриваются по-разному.

Расчет освещенности и распространения света основан на законах физики Свет имеет волновую приро­ду и рассматривается как поток частиц или электромагнитная волна. Интенсивность определяется амплитудой волны, цвет — частотой или длиной волны. Распространение света описывается уравнениями Максвелла.

Произвольный луч света практически не бывает монохромным.. Он состоит, из волн различной длинны. Интенсивность различных волн показывает спектральный анализ. Но поскольку основная цветовая палитра состоит из трех базовых цветов, при исследовании обычно берут только длины волн красного, зеленого и синего цветов. Остальные цвета - их комбинация.

При анализе распространения света учитывается его затухание для однородных сред, а также отражение и преломление на границе раздела двух сред. Из физики известны модели (формулы) для различных условий распространения света. В большинстве случаев они идеализированы (модели всегда идеализированы, этом их смысл). Границей раздела двух сред в моделях является плоскость.

Для вторичных источников учитывается зеркальное отражение, диффузное отражение и преломление. При зеркальном отражении луч строго направлен. При диффузном отражении падающий свет рассеивается е все стороны с одинаковой интенсивностью. Поэтому однозначно определить направление нельзя, все направления равноправны. Идеальное диффузное отражение описывается законом Ламберта (п.6.6.1, формула (1)). При идеальном преломлении луч уходит внутрь тела в виде сосредоточенного пучка. При диффузном преломлении луч распространяется в теле одинаково по всем направлениям. Для всех этих случаев существуют формулы.

Формулы весьма сложны. Поэтому делают различные упрощения. Рассматривают только точечные источники света. При трассировке преломленного луча не учитывают зависимость его направления от длины волны. Для диффузной и зеркальной освещенности вводят веса (в зависимости от материала объектов).

Сначала подсчитывают первичную освещенность, выпуская лучи из точки ко всем источникам света. Для определения вторичной освещенности выпускают из точки один луч для отраженного света и один - для преломленного (диффузное преломление не учитывается). Таким образом сокращается количество отслеживаемых лучей. Неидеальное зеркальное отражение лучей от других объектов не учитывается. Для компенсации неучтенных воздействий вводят так называемое фоновое освещение – равномерное освещение со всех сторон, которое ни от чего не зависит и не затеняется. В итоге в сложной формуле, учитывается

• освещенность от каждого из источников света;

• интенсивность (освещенность) фонового освещения;

• освещенность от каждого из отраженных лучей;

• освещенность, приносимая преломленным лучом.

Для освещенности от каждого из источников имеются коэффициенты, отражающие "вклад" источника:

• коэффициент фонового освещения;

• коэффициент диффузного освещения;

• коэффициент зеркального освещения;

• вклад преломленного луча.

Учитываются также для источников и фонового освещения цвет (длина волны), направление первичных источников света, угол отражения для отраженного луча, угол преломления, расстояние, пройденное отраженным лучом, коэффициенты ослабления для отраженного и преломленного луча. В зависимости от требований к реалистичности применяют упрощения при вычислении коэффициентов.

Алгоритм трассировки лучей ведет к древовидному разрастанию числа рассматриваемых лучей. Он является рекурсивным. В качестве критерия остановки используется отсечение по глубине и по весу. В первом случае вводят ограничение по количеству уровней рекурсии. Во втором случае учитывают уменьшение вклада каждого луча в итоговый цвет пиксела с увеличением расстояния, вводят порог прекращения трассировки.

Для учета материала, в котором распространяется луч, вводят коэффициент преломления и коэффициент поглощения среды. Свойства поверхности учитывают весами фоновой, диффузной, зеркальной, отраженной и преломленной освещенности. Объект также описывается своим цветом и материалом. В программе это структуры. Программно задается и положение наблюдателя. Переход от подсчитанной освещенности к цвету выполняется путем выделения квантов освещенности для каждого цвета. Величина кванта определяется цветностью (палитрой в 16, 256 или более цветов). Освещенность за границами предельных квантов - белое или черное.

35. Понятие текстуры и способы моделирования текстур.

Повышение реалистичности изображения требует учета различных видов поверхностей, т.е. моделирования текстур. Например, для изображения мрамора с прожилками требуется менять цвет поверхности в зависимости от положения точки на ней. Возможны два основных варианта; проективные и процедурные (сплошные - solid) текстуры. В первом случае изображение реальной раскрашенной (мраморной) поверхности проецируется на поверхность объекта, т.е. учитывается искажение рисунка для изогнутых или стоящих под углом к наблюдателю поверхностей. В итоге трехмерные координаты точки сводятся к двумерным, которые затем используются для индексации цвета. Этот вариант прост понятийно, т.к. методы получения проекции известны, но не экономичен по памяти, так как хранятся дополнительные индексы цвета. К тому же проецирование объектов сложной формы – не простая задача. Во втором случае строится функция, определяющая цвет каждой точки в соответствии с исходным рисунком. Здесь затраты памяти невелики, сложность формы объекта на работу не влияет. Но создать такую функцию сложно, поэтому продают библиотеки текстур аналогично библиотекам шрифтов.

Простейшие текстуры моделируют клетчатую поверхность (шахматная доска) и кирпичную кладку. Кроме цветовых текстур моделируют текстуры с меняющимися коэффициентами вторичной освещенности (например, коэффициентом преломления), меняющимся вектором нормали к точке (меняющийся рельеф местности - рябь, волны на воде). Для внесения неправильностей используют шумовые текстуры. Пример - моделирование текстуры дерева с учетом того, что годовые кольца не носят строго правильный характер. Обычно на шумо­вую функцию накладываются требования непрерывности, выдачи значений из диапазона [0,1], распределение значений близко к равномерному. Способы построения таких функций известны. Шумовая функция применяет­ся и при моделировании текстуры мрамора. Шум можно наложить не только на цвет, но и на вектор нормали.

36. Распределенная трассировка лучей, оптимизация трассировки лучей.

Распределенная трассировка лучей

Изображения в предыдущих примерах имеют погрешности: пропадающие точки, "лестницу" ("мохнатость"). Это характерно для классической трассировки лучей и связано с тем, что не учитывается размер пиксела. Пиксел считается бесконечно малой точкой, через него проходит только один луч, поэтому его цвет определяется однозначно. На самом деле, с учетом занимаемой пикселом площади, его цвет - сумма по всем лучам, проходящим через его область, т.е. интеграл по этой области. Но уменьшение сетки для охвата части пиксела здесь не применяется, т.к. причина возникновения дефекта остает­ся, он только уменьшается за счет резкого увеличения вычислительных затрат.

Выходом является распределенная трассировка (Distributed Ray Tracing). Для вычисления соответст­вующего интеграла используется метод Монте-Карло. В области пиксела выбирается по равномерному закону распределения случайная точка и трассируется луч, проходящий через эту точку. Освещенность, привносимая этим лучом - случайная величина. Поэтому для вычисления цвета пиксела достаточно оттрассировать несколь­ко равномерно распределенных случайных лучей, и взять среднее значение. Способы выбора тестовых точек различны. Наиболее распространен метод "шевеления" регулярной решетки. Область пиксела разбивается на n1 * n2 одинаковых частей, в каждой из них выбирается равномерно распределенная случайная точка для прове­дения луча. "Шевеление", т.к. узел решетки, где находится пиксел, как бы шевелится, "плывет" в некоторой об­ласти. Рассмотренный метод устраняет погрешность, связанную с неучетом размера пиксела, но вносит свою - высокочастотный шум, который для глаза менее заметен.

Распределенная трассировака лучей позволяет моделировать ряд дополнительных эффектов. Среди них неточечные источники света и нечеткие отражения.

При неточечных источниках света возможно трассирование нескольких лучей из одной точки объекта в разные СЛУЧАЙНЫЕ точки источника света. Неточечные источники света вместо резких теней дают мягкие полутени. Можно реализовать сферический, цилиндрический ц другой формы источники.

Микрофасетная поверхность (от франц. facette - грань, шершавая поверхность с упорядоченным рисун­ком) дает нечеткое отражение, когда лучи, идущие из разных точек объекта, попадают в одну точку поверхности и отражаются в одном и том же направлении. Поэтому вместо одного отраженного или преломленного луча можно выпустить несколько СЛУЧАЙНЫХ лучей и определить приносимую ими энергию с учетом их весовых коэффициентов, зависящих от направления (для учета направления рисунка поверхности). Вместо равномерного распределения лучей можно использовать их веса для выбора предпочтительного направления. Тогда приноси­мые ими значения усредняются. Веса не используются.

Распределенная трассировка лучей позволяет также моделировать неидеальную камеру. В идеальной камере все объекты находятся в фокусе, поэтому нет размывов из-за отсутствия резкости в некоторой части изо­бражения. До сих пор наблюдатель (камера) трактовался как точки. Считалось, что каждая точка экрана осве­щается одним лучом, проходящим через точку наблюдения. В реальной камере точка освещается бесконечным множеством лучей, проходящих через линзу. Для учета этого используются известные законы оптики. Размы­тость моделируется выбором СЛУЧАЙНОЙ точки на линзе и исследованием преломленного от нее луча. Коли­чество таких случайных точек ограничивается специальными методами (не рассматриваем, т.к. сложно, узко).

Оптимизации трассировки лучей

Метод трассировки лучей требует большого объема вычислений. Причем основная работа заключается в проверке пересечения луча с объектами сцены. В связи с этим простой перебор для многообъектных сцен не­эффективен. Требуется сократить количество объектов, для которых проверяется пересечение с лучом.

Особенно долго ищется пересечение с объектами сложной формы. Объект можно поместить внутрь простой фигуры (например, сферы). Если луч не пересекает эту фигуру, то он не пересекает и обьект, который исследовать не надо. Пересечение со сферой определить просто, можно использовать, например, аналитический метод (уравнение). Вспомогательную фигуру пересечет небольшая часть рассматриваемых лучей. Эти лучи проверяются на пересе­чение со сложной фигурой. Здесь очевиден выигрыш за счет уменьшения количества лучей. Можно описать фигуру вокруг нескольких объектов. При пересечении - аналогичное разбиение группы на подгруппы и т.д. Стро­ится дерево разбиений. Начальная простая фигура содержит всю сцену (аналог дихотомии). Количество прове­рок на пересечение для данного метода пропорционально O (log n), где n - общее количество объектов.

Ограничивающие фигуры построить не всегда легко. В простейшем случае пространство сцены, впи­санное в минимальный исходный параллелепипед, разбивают на равные прямоугольные параллелепипеды. Для каждого из этих блоков составляют список всех объектов, полностью или частично входящих в блок. При про­верке пересечения луча берутся только блоки, которые пересекает луч. В блоке объекты сортируются в порядке удаления от начала луча в блоке (аналогично оптимизации путем разбиения картинной плоскости при удалении невидимых линий и поверхностей). Достоинство этого метода оптимизации - простота, следующий блок можно выбирать при помощи алгоритма Брезенхема (блок вдоль луча).

37. Метод излучательности.

Основной недостаток метода трассировки лучей - неэффективность работы с диффузными поверхно­стями и зависимость подсчитываемой освещенности от положения наблюдателя. Из-за этого при изменении по­ложения наблюдателя вся сцена перестраивается. Метод излучательности устраняет этот недостаток. В основе метода лежит закон сохранения энергии в замкнутой системе. Все объекты разбиваются на фрагменты, для этих фрагментов составляются уравнения баланса энергии.

Пусть все объекты являются чисто диффузными, т.е. отражают (рассеивают) все равномерно по всем направлениям. Тогда для i-того фрагмента уравнение имеет вид:

Bi=Ei+piFi,j*Bj i=1..n

где Bi - энергия, отбрасываемая i-тым фрагментом сцены,

Ei - собственная излучательность фрагмента,

Fi,j - доля энергии j-того фрагмента, попадающая на i-тый фрагмент (коэффициент формы),

рi - коэффициент отражения.

Если пройти по всем объектам, получим систему линейных алгебраических уравнений.

Из закона сохранения энергии следует, что Fi,j <1 для всех i.

Система уравнений имеет так называемое сильное диагональное преобладание, для ее решения можно использовать эффективные итерационные методы (типа Гаусса-Зейделя). При этом за небольшое число итераций достигается приемлемое решение.

Для определения цвета фрагмента системы линейных уравнений записываются для каждого из 3 основ­ных цветов. При этом коэффициенты формы определяются только геометрией объектов и от цвета не зависят.

Обычно после определения освещенности каждого фрагмента производят билинейную интерполяцию освещенности по всем объектам (см. закраску методом Гуро), получают плавные естественные переходы цветов. После выбора точки наблюдения объекты проектируются на картинную плоскость и строится изображение.

Наиболее трудоемкий процесс - вычисление коэффициентов формы, которые описывают геометрию сцены. Для этого существуют специальные приемы.

38. Системы цветов.

До сих пор цвет рассматривался в так называемой аддитивной форме как композиция в некоторой пропорции 3 базовых цветов  RGB. Соединение всех трех цветов в равной пропорции образует белый цвет, отсутствие всех цветов  черный (фон). Система RGB естественна для компьютера.

Существует и другой подход к формированию цвета  субтрактивный. Он характерен для полиграфии и учитывает поглощение и отражение света от белой поверхности (бумага). Подход основан на вычитании цветов. Здесь белый цвет (фон)  отсутствие всех цветов, черный  соединение в равной пропорции голубого (cyan), пурпурного (magenta) и желтого (yellow). На практике только сочетанием 3 базовых цветов достигается не черный, а темно-коричневый цвет из-за неполного поглощения света типографскими красками. Поэтому для представления истинно черного делают 4-цветную печать с добавлением черного, система цветов называется CMYK (чтобы не путать с Blue  синий, взята последняя буква слова blacK  черный). Происходит как бы вычитание цвета из белого. Данная система была разработана давно и применялась в полиграфии. Для цветоделения (разделения цветов на основные цвета CMYK) применялись фотомеханические методы.

Существует проблема перевода изображений, разработанных в системе RGB, в систему CMYK. Система RGB работает с излучаемым светом, а CMYK  с отраженным. У них разная природа получения цветов и то, что видно на экране монитора, нельзя точно повторить при печати. Преобразование усложняется и тем, что приходится корректировать несовершенство типографских красок подмешиванием черного. Имеются специальные системы предпечатной обработки изображений, которые учитывают не только цвета, но и сорт бумаги и показывают на экране, как будет выглядеть напечатанный рисунок. Существуют программы, которые позволяют создавать рисунок сразу в цветах CMYK. Это учитывается в графических форматах. Но возникают проблемы преобразования файлов, проблемы преобразования и интерпретации цветовых пространств.

Системы цветов RGB и CMYK базируются на ограничениях, накладываемых аппаратурой (дисплей, типографское оборудование), и основаны на смешении красок. Существует другой подход, учитывающий яркость (насыщенность) цветов. Его реализация  системы HSI(HSL) и YcbCr.

Аббревиатура HSI (HSL) означает Hue  цвет, оттенок, Saturation  насыщенность, Intensity или Luminosity  яркость. Насыщенность трактуется как количество белого, подмешанного к основному цвету (темно-синий/голубой), яркость может отражать, например, освещенность (апельсин в солнечном свете или в сумерках). HSI  более интуитивный способ определения цветов, не зависящий от схемы смешения. В этой системе работают некоторые пакеты программ, имеются графические адаптеры, которые “понимают” HSI и преобразуют ее в RGB. HSI больше соответствует природе света.

Аббревиатура YcbCr происходит от Y(luminositY, яркость), Cb (chrominance blue, цветность исходного синего), Cr (chrominance red, цветность исходного красного). Зеленый  комбинация этих трех значений. Отделение яркости от цветности позволяет более эффективное сжимать изображения (см. п. 7.3), т.к. глаз человека больше реагирует на интенсивность, чем на разрешение цвета. Представление YcbCr все шире используется для настольных видеосистем.

Все системы, кроме CMYK, состоят из 3 компонентов, т.е. описывают 3-цветное пространство. Система CMYK описывает 4-цветное пространство. Поэтому преобразование не всегда взаимно однозначно, возникает неточность преобразования и восстановления изображений, искажения. Обычно изображение, полученное программно, корректируется человеком.

Монохромные изображения (градации серого) выводятся на дисплей или лазерный принтер. Используются точки одного цвета. Их густота дает оттенок. Изображение называется полутоновым, если обеспечивается непрерывность оттенка. При редактировании на дисплее используют биты интенсивности. При печати это не подходит. Используется добавочный псевдослучайный сигнал, который позволяет регулировать количество черных точек. Он накладывается на основной рисунок, что создает эффект “размытости”. При этом разрешение устройства уменьшается, т.к. часть битов используется для изображения, часть – для дополнительного сигнала. Аналог  увеличение цветности за счет уменьшения разрешения видеоадаптера. Таким образом, печать выполняется с псевдослучайным сигналом, редактирование  с битами интенсивности, т.к. большинство графических приложений не различает точки для основного рисунка и точки для оттенения.

При переносе изображений между носителями возникает также проблема точности цветов и для цветных, и для полутоновых изображений. Например, на разных дисплеях различны оттенки красного, белая точка имеет не совсем белый цвет, хотя значения R, G и B равны. Требуется калибровка входных и выходных устройств, например, цветного сканера и монитора, на который идет изображение. Используют различные колориметрические стандарты. Наиболее известные из них: CIE (Commitee International de l’Eclairage), NTSC (National Television System Commitee), SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers), ISO (International Standards Organization). В каждом стандарте устанавливается комплект чисел, используемых для определения объективно измеренного цвета. Цвет, который входным и выходным устройством определен как белый, может быть измерен поставщиком устройства и выражен комплектом чисел. Этот результат называется белой точкой устройства. Следовательно, для точной передачи цвета графический файл должен содержать описание в некотором стандарте белой точки передатчика. Пока это реализуется весьма редко, не поддерживается форматами графических файлов. В большинстве устройств также отсутствует автоматическая подстройка цветности.

39. Основные методы сжатия изображений.

Сжатие изображений

Сжатие изображений основано на общих принципах сжатия данных. Устраняется избыточность  вместо группы пикселов одного цвета хранятся данные о цвете и количестве повторений. Используется также кодирование. Но плата за это  несовместимость по файлам, риск, что некоторые программы не смогут прочитать рисунок. Имеются также саморазвертывающиеся файлы, в которых используется так называемое внутреннее сжатие, т.е. программа развертки встроена в структуру файла.