8-битная цветная графика — это метод хранения информации об изображении в памяти компьютера или в файле изображения, при котором каждый пиксель представлен 8 битами (1 байт ). Максимальное количество цветов, которые могут отображаться одновременно, составляет 256 на канал RGB или 28 . [1]
Чтобы превратить 24-битное изображение с настоящим цветом в 8-битное, изображение должно пройти процесс, называемый квантованием цвета. Квантование цвета — это процесс создания цветовой карты для менее насыщенного цвета изображения из более плотного изображения. [2]
Самая простая форма квантования — просто назначить 3 бита красному, 3 бита зеленому и 2 бита синему, поскольку человеческий глаз менее чувствителен к синему свету. При этом создается так называемое 8-битное цветное изображение 3-3-2 , расположенное, как показано в следующей таблице:
Бит 7 6 5 4 3 2 1 0Данные
Этот процесс является субоптимальным. Могут существовать разные группы цветов, которые делают равномерное распределение цветов неэффективным и могут искажать фактическое изображение. Альтернативный подход — использовать палитру , в которой каждый из 256 возможных индексов указывает на большее цветовое пространство (например: 256 цветов, выбранных из 4096). Поскольку карта цветов не обязательно должна содержать все цвета, а просто должна точно представлять изображение с более насыщенными цветами, произвольный цвет может быть назначен каждому из 256 доступных индексов цвета на карте.
Популярные подходы к созданию этих карт (также известных как палитры) включают алгоритм популярности , который выбирает 256 наиболее распространенных цветов и создает из них карту. Более точный алгоритм медианного вырезания сортирует и разделяет цвета, чтобы найти медиану различных цветовых групп, что приводит к более точной окончательной цветовой карте. [3]
Из-за небольшого объема памяти и, как следствие, более высокой скорости 8-битных цветных изображений, 8-битный цвет был общей основой для разработки компьютерной графики, пока потребителям не стал доступен больший объем памяти и более высокие скорости процессора. 8-битный цвет использовался во многих различных приложениях, включая: [4] [ не удалось проверить ]
В стандарте VGA для графического интерфейса использовалась переопределяемая цветовая палитра из 256 цветов (8 бит), хотя они были выбраны из 18-битной (6 бит на канал RGB, 262 144 цвета) гаммы. [5] [6] [7] [8] Интерфейс VGA, разработанный в 1987 году компанией IBM, поддерживал максимальное разрешение 640x480 пикселей. Из-за этого наследия некоторые типы изображений, такие как GIF и TIFF, используют для хранения данных 8-битную систему цветовой палитры.
Несмотря на то, что 8-битное кодирование цветов уже устарело для большинства потребительских приложений, оно по-прежнему может быть полезно в системах обработки изображений с ограниченной пропускной способностью данных или объемом памяти. Например, оба марсохода использовали 8-битный формат оттенков серого для навигационных изображений. [9]
Из-за особенностей 8-битной системы большинство изображений имеют разные карты цветов. Поскольку 8-битный цветной дисплей не может одновременно отображать два изображения с разными цветовыми картами, обычно невозможно одновременно отображать на одном таком дисплее два разных 8-битных изображения. На практике, чтобы избежать этой проблемы, большинство изображений не используют весь диапазон из 256 цветов. Другая проблема возникает при обработке изображений: всякий раз, когда два изображения с разными цветовыми картами добавляются друг к другу, в результирующем изображении должна быть создана новая цветовая карта, а это означает, что должна произойти еще одна операция квантования, что делает полученное изображение несовершенной версией исходного изображения. ожидаемый результат. [1]
В настоящее время большая часть графического оборудования работает в 24-битном истинном цвете или 32-битном истинном цвете (24-битный настоящий цвет и 8-битный альфа-канал ). Однако некоторые программы удаленного рабочего стола ( вычисления в виртуальных сетях , протокол удаленного рабочего стола ) могут переключаться на 8-битный цвет для экономии полосы пропускания . Учитывая сравнительно низкую стоимость и высокую скорость современных компьютеров, некоторое редактирование изображений даже выполняется в необработанном формате с использованием от 12 до 14 бит каждого пикселя датчика изображения камеры , чтобы избежать снижения качества изображения при редактировании. [10]