Полутоновое изображение

Полутоновое изображение (англ. Halftone) — полиграфическая техника, которая имитирует изображения с непрерывными тонами с помощью точек одного цвета, изменяющихся по размеру или плотности, что создает эффект градиента.^{[источник?]}

Полутоновое изображение
Медиафайлы на Викискладе

Слева — полутоновые точки, справа — пример того, как человеческий глаз видит точки с достаточного расстояния

Когда точки полутонового растра достаточно малы, человеческий глаз воспринимает полутоновые области как сплошные тона. Чем меньше точка, тем светлее область изображения в полутоновом растре.^{[источник?]}

Цифровое растровое полутоновое изображение

Кодирование и количество полутонов

Как и все растровые изображения, полутоновое кодируется в цифровом виде с помощью битовой карты (матрицы, хранящей значения элементов изображения (пикселов)).^{[источник?]}

Каждый пиксел полутонового изображения может кодироваться различным количеством бит, что определяет количество возможных полутонов.^{[источник?]} Например:

• 2 бита — 4 полутона;
• 3 — 8;
• 4 — 16;
• 8 — 256 и т. д.

При этом однобитовое бинарное изображение (1 бит на 1 пиксел) можно считать вырожденным полутоновым, способным передать лишь 2 полутона (чёрный и белый, например) или же его частным случаем.^{[источник?]}

Множество возможных полутонов называют уровнями серого (англ. gray scale) независимо от того, полутона какого цвета или его оттенка передаются (аналогично тому, как бинарное изображение, часто называемое «чёрно-белым», может при отображении выглядеть «чёрно-зелёным».) Таким образом, уровни серого не различаются по спектральному составу (оттенку цвета), но различаются по яркости. Количество возможных полутонов в данном случае есть глубина цвета, которую часто передают не в количестве самих полутонов, а в количестве бит на пиксел (англ. bit per pixel, bpp).^{[источник?]}

Какое из значений в допустимом диапазоне будет считаться самым ярким, а какое — самым тёмным — не имеет значения, так как число, являющееся значением каждого пиксела — всего лишь условный код яркости. Достаточно указать направление отсчёта.^{[источник?]}

Например, могут существовать полутоновые растры, где на каждый пиксел отведено 8 бит, изображение имеет 256 полутонов, а пикселы со значением 0 или 255 являются черными, и наоборот, пикселы со значением 255 или 0 — белыми, остальные полутона серого будут равномерно распределены между данными значениями цветового индекса.^{[источник?]}

Использование

В изобразительном искусстве и быту чаще всего применяют полутоновые растры с глубиной цвета 8 бит (что равно 1 байту), то есть каждый пиксел изображения может принимать 256 различных условных значений яркости: от 0 до 255. Этого вполне достаточно, чтобы правильно отобразить чёрно-белую фотографию.^{[источник?]}

В науке и технике часто такого диапазона и дискретности представления яркости недостаточно. Например, в аэрофотосъёмке и космической съёмке на выходе могут получать полутоновые изображения с глубиной цвета (количеством бит на пиксел, bpp от англ. bit per pixel) 16 или 32.^{[источник?]}

Некоторые форматы хранения растровых изображений (например, TIFF) позволяют задавать с помощью палитры через условное значение индекса точные фотометрические характеристики изображения. Такая палитра представляет собой таблицу, где каждому условному уровню серого (задаваемому целым числом — кодом) ставится в соответствие какая-либо фотометрическая величина. Это также часто используется на практике в тех случаях, когда условного отличия яркости одного участка изображения от другого не достаточно.^{[источник?]}

Например, при дешифрировании аэрокосмических снимков с целью прогнозирования урожая или оценки поражённости вредителями необходимо знать точное количество зарегистрированного излучения.^{[источник?]}

Усложнённые варианты

Пример режима duotone

Инфракрасная фотография паровоза в ложных цветах

В некоторых случаях для достижения художественных эффектов к изменению яркости привязывается также изменение цветности по определённому алгоритму. Например, в режиме duotone минимальная яркость изображается чёрным, максимальная — белым, а промежуточные яркости, например, — синим цветом разной интенсивности и насыщенности.^{[источник?]}

К этой же категории относятся так называемые «ложные цвета», широко используемые для повышения наглядности монохромных изображений, особенно сделанных в невидимых для человеческого глаза диапазонах.^{[источник?]}

См. также

• Бинарное изображение
• Цветное индексированное изображение
• Полноцветное изображение
• Растровая графика