Ложный цвет (или псевдоцвет ) — это группа методов цветопередачи , используемых для отображения в цвете изображений, записанных в видимой или невидимой части электромагнитного спектра . Изображение в искусственных цветах — это изображение, на котором объект изображен в цветах , отличающихся от тех, которые показывает фотография ( изображение в истинном цвете ). На этом изображении цвета присвоены трем различным длинам волн , которые человеческие глаза обычно не видят.
Кроме того, варианты ложного цвета, такие как псевдоцвет , срезы плотности и хороплеты , используются для информационной визуализации либо данных, собранных одним каналом в оттенках серого, либо данных, не отображающих части электромагнитного спектра (например, высоты на картах рельефа или типы тканей на магнитных картах) . резонансная томография ).
Концепция истинного цвета может помочь понять ложный цвет. Изображение называется полноцветным, если оно обеспечивает естественную цветопередачу или приближается к ней. Это означает, что цвета объекта на изображении кажутся наблюдателю-человеку так же, как если бы этот же наблюдатель непосредственно видел объект: зеленое дерево кажется на изображении зеленым, красное яблоко — красным, синее — небесно-голубым. и так далее. [1]
Абсолютно истинная цветопередача невозможна. [3] Существует три основных источника цветовых ошибок ( метамерный отказ):
Результатом метамерного сбоя может быть, например, изображение зеленого дерева, на котором оттенок зеленого отличается от оттенка самого дерева, другой оттенок красного для красного яблока, другой оттенок синего для голубого неба и т. д. на. Управление цветом (например, с помощью профилей ICC ) можно использовать для смягчения этой проблемы в рамках физических ограничений.
Изображения с приблизительным полноцветием, полученные космическим кораблем, являются примером того, как изображения имеют определенную степень метамерных дефектов, поскольку спектральные полосы камеры космического корабля выбираются для сбора информации о физических свойствах исследуемого объекта, а не для захвата изображения в реальных цветах. [3]
В отличие от изображения в реальных цветах, изображение в искусственных цветах жертвует естественной цветопередачей, чтобы облегчить обнаружение особенностей , которые иначе трудно различить – например, использование ближнего инфракрасного диапазона для обнаружения растительности на спутниковых изображениях. [1] Хотя изображение в искусственных цветах может быть создано исключительно с использованием визуального спектра (например, для подчеркивания цветовых различий), обычно некоторые или все используемые данные получены от электромагнитного излучения (ЭМ) за пределами визуального спектра (например , инфракрасного , ультрафиолетового или рентгеновского) . Рэй ). Выбор спектральных диапазонов определяется физическими свойствами исследуемого объекта.
Поскольку человеческий глаз использует три спектральных диапазона (подробнее см. Трихроматию ), три спектральных диапазона обычно объединяются в изображение в искусственных цветах. Для кодирования ложных цветов необходимы как минимум два спектральных диапазона [4] , и можно объединить больше диапазонов в три визуальных диапазона RGB – при этом ограничивающим фактором является способность глаза различать три канала. [5] Напротив, «цветное» изображение, полученное из одного спектрального диапазона, или изображение, созданное из данных, состоящих из неЭМ-данных (например, высоты, температуры, типа ткани), является псевдоцветным изображением (см. ниже).
Для истинного цвета каналы RGB (красный «R», зеленый «G» и синий «B») камеры сопоставляются с соответствующими каналами RGB изображения, что дает отображение «RGB → RGB». Для ложного цвета это соотношение меняется. Простейшее кодирование ложных цветов — взять изображение RGB в видимом спектре, но отобразить его по-другому, например «GBR→RGB». Для традиционных спутниковых изображений Земли в искусственных цветах используется отображение «NRG → RGB», где «N» представляет собой ближний инфракрасный спектральный диапазон (а синий спектральный диапазон не используется) - это дает типичную ложную «растительность в красном цвете». -цветные изображения. [1] [6]
Ложный цвет используется (среди прочего) для спутниковых и космических изображений: примерами являются спутники дистанционного зондирования (например, Landsat , см. пример выше), космические телескопы (например, космический телескоп Хаббл ) или космические зонды (например, Кассини-Гюйгенс ). Некоторые космические аппараты, наиболее яркими примерами которых являются марсоходы (например, марсианская научная лаборатория «Кьюриосити» ), также способны снимать приблизительные изображения в истинном цвете. [3] Метеорологические спутники , в отличие от упомянутых ранее космических аппаратов, создают изображения в оттенках серого из видимого или инфракрасного спектра.
Ложный цвет имеет ряд научных применений. Космические корабли часто используют методы ложных цветов, чтобы помочь понять состав структур во Вселенной, таких как туманности и галактики. [7] Частоте света, излучаемого различными ионами в космосе, присваиваются контрастные цвета, что позволяет лучше разделять и визуализировать химический состав сложных структур. Изображение туманности Орла выше является типичным примером этого; Ионам водорода и кислорода присвоены зеленый и синий цвета соответственно. Большое количество зеленого и синего цветов на изображении показывает, что в туманности содержится большое количество водорода и кислорода.
26 октября 2004 года космический корабль НАСА/ЕКА «Кассини-Гюйгенс» сделал изображение Титана, крупнейшего спутника Сатурна, в искусственных цветах. [8] Изображение было получено в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах волн, невидимых для человеческого глаза. [9] Чтобы обеспечить визуальное представление, использовались методы ложного цвета. Инфракрасные данные были сопоставлены с красным и зеленым цветами, а ультрафиолетовые — с синим. [10]
Псевдоцветное изображение (иногда называемое псевдоцветом или псевдоцветом ) получается из изображения в оттенках серого путем сопоставления каждого значения интенсивности с цветом в соответствии с таблицей или функцией. [11] Псевдоцвет обычно используется, когда доступен один канал данных (например, температура, высота над уровнем моря, состав почвы, тип ткани и т. д.), в отличие от ложного цвета, который обычно используется для отображения трех каналов данных. [4]
Псевдоокраска может сделать некоторые детали более заметными, поскольку воспринимаемая разница в цветовом пространстве больше, чем между последовательными уровнями серого. С другой стороны, функцию цветового отображения следует выбирать так, чтобы яркость цвета оставалась монотонной, иначе неравномерное изменение затруднит интерпретацию уровней как для обычных зрителей, так и для дальтоников. Одним из нарушителей является широко используемая «радужная» палитра с постоянным изменением яркости. (См. также картографическую карту § Прогрессия цвета .) [12]
Типичным примером использования псевдоцвета является термография (термография), где инфракрасные камеры имеют только один спектральный диапазон и отображают изображения в оттенках серого в псевдоцвете.
Другой знакомый пример псевдоцвета — кодирование высоты с использованием гипсометрических оттенков на картах физического рельефа , где отрицательные значения (ниже уровня моря ) обычно представляются оттенками синего цвета, а положительные значения — зеленым и коричневым.
В зависимости от используемой таблицы или функции и выбора источников данных псевдоокраска может увеличить информационное содержание исходного изображения, например, добавив географическую информацию, объединив информацию, полученную из инфракрасного или ультрафиолетового света или других источников, таких как снимки МРТ . [13]
Еще одно применение псевдораскраски — сохранение результатов обработки изображения; то есть изменение цветов, чтобы облегчить понимание изображения. [14]
Нарезка по плотности , разновидность псевдоцвета, делит изображение на несколько цветных полос и (среди прочего) используется при анализе изображений дистанционного зондирования . [15] Для нарезки плотности диапазон уровней оттенков серого делится на интервалы, причем каждый интервал присваивается одному из нескольких дискретных цветов – в отличие от псевдоцвета, который использует непрерывную цветовую шкалу. [16] Например, на тепловом изображении в оттенках серого значения температуры на изображении можно разделить на полосы по 2 °C, и каждая полоса будет представлена одним цветом – в результате можно будет легче получить температуру одного пятна на термограмме. пользователем, поскольку заметные различия между дискретными цветами больше, чем у изображений с непрерывными оттенками серого или непрерывными псевдоцветами.
Картограф — это изображение или карта , на которой области окрашены или имеют узор пропорционально категории или значению одной или нескольких представленных переменных . Переменные отображаются в несколько цветов; каждая область вносит одну точку данных и получает один цвет из этих выбранных цветов. По сути, это нарезка плотности, применяемая к наложению псевдоцветов. Таким образом , картограмма географической области представляет собой крайнюю форму ложного цвета.
В то время как художественное исполнение способствует субъективному выражению цвета, Энди Уорхол (1928–1987) стал культурно значимой фигурой движения современного искусства , создав картины в искусственных цветах с помощью техники трафаретной печати . Некоторые из самых узнаваемых гравюр Уорхола включают реплику Мэрилин Монро , ее образ, основанный на кадре из фильма «Ниагара» . Сюжетом стал секс-символ и звезда нуара , смерть которого в 1962 году повлияла на художника. Серия гравюр была сделана с нежностью, но раскрывает ее личность как иллюзию благодаря его конвейерному стилю художественной продукции, который не эротичен и слегка гротескен. [17] Используя различные цветовые палитры чернил, Уорхол погрузился в процесс повторения, который служит для сравнения персонажей и предметов повседневного обихода с качествами массового производства и потребительства . [18] Цвета чернил были выбраны в результате эстетических экспериментов и не коррелируют с ложной цветопередачей электромагнитного спектра , используемой при обработке изображений дистанционного зондирования . В течение многих лет художник продолжал трафаретную печать изображений Мэрилин Монро в искусственных цветах. Возможно, его наиболее часто упоминаемой работой является «Бирюзовая Мэрилин» [19] , купленная в мае 2007 года частным коллекционером за 80 миллионов долларов США. [20]
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )