Кодирование цветной информации

В статье «Кодирование текстовой информации» объясняется, что один байт позволяет закодировать 256 различных значений и эта кодировка будет однозначно восприниматься компьютером.

В число этих значений входят, как мы помним из этой статьи, русские и английские буквы (как заглавные, так и прописные), знаки препинания и специальные символы.

Давайте теперь посмотрим с точки зрения компьютерной грамотности, как обстоит дело с кодированием цвета.

Понятно, что если использовать один байт, то можно закодировать 256 различных цветов. Для рисованных изображений таких как, например, в мультфильмах «Ну, погоди!», «Карлсон, который живет на крыше» этого вполне хватит. Но маловато будет для качественных изображений живой природы и им подобных. Человеческий глаз вполне может различать десятки миллионов цветовых оттенков.

Поэтому одного байта для кодирования цвета явно недостаточно. Возьмем два байта. Тогда получится, что двумя байтами можно закодировать 256×256=65536 различных цветов. Это ближе к тому, что мы видим на фотографиях и в журналах, но до таких цветов, как в живой природе, еще далеко.

Теперь давайте попробуем для кодирования цвета одной точки взять 3 байта (то есть 24 бита). Тогда количество возможных цветов увеличится еще: 256x256x256=16.777.216 (примерно 16,5 миллионов). Результат получается по качеству, сравнимый с живой природой.

Любой цвет можно представить в виде комбинации трех основных цветов: красного, зеленого и синего (цветовые составляющие). Способ разделения цвета на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Ниже мы рассмотрим две  цветовых модели: RGB и CMYK.

Цветовая модель RGB

При кодировании цвета точки с помощью трех байтов получается, что первый байт является красной составляющей, второй байт – зеленой, а третий – синей составляющей. Чем больше значение байта цветовой составляющей (в пределах от 0 до 255), тем ярче будет цвет.

Белый цвет. Точка белого цвета имеет все цветовые составляющие, и они имеют полную яркость: R (red – красный) = 255, G (green зеленый) = 255, B (blue – синий) = 255. Такая кодировка сокращенно называется по первым буквам спектра – RGB. Красный, синий и зеленый цвета удобны при воспроизведении цветов на мониторах компьютеров. Они устроены таким образом, что воспроизводят цвета путем «перемешивания» именно этих составляющих.

Цветовая модель CMYK

Несколько иначе кодируются цвета при распечатке картинок и текстов на цветном принтере. В принтерах технологически удобнее использовать другие цветовые составляющие. Это – составляющие, которые получаются при смешении красного с синим (лиловый), красного с зеленым (желтый) и синего с зеленым (голубой).

Таким образом, в цветных принтерах для воспроизводства всех 16 млн. цветов  применяются 3 цветных картриджа: голубой – Cyan, лиловый – Magenta и желтый – Yellow. Для печати всех оттенков серого цвета часто применяется также черный (Black) картридж, в таких принтерах число картриджей составляет 4. Такая цветовая модель называется

CMYK. Чтобы Black не путать с Blue из модели RGB, из слова Black берется последняя буква, входящая в название CMYK тоже последней.

Соответственно, при печати цветных изображений и текстов цвета перекодируются из кодировки «красный-зеленый-синий» в кодировку «голубой-магента-желтый». Эти операции выполняют драйверы (системные программы), обслуживающие цветные принтеры, а также некоторые прикладные профессиональные программы.

Следует отметить, что при нарушениях в настройках указанных драйверов или прикладных программ цвета при печати могут отличаться от цветов, которые мы видим на экране монитора. Это исправляется путем включения автоматических настроек или путем тщательной ручной настройки драйверов.

Практическое задание описано в статье “Смотрим на кодировку цвета”.

P.S. Статья закончилась, но можно еще прочитать:

Представление информации в компьютере

Кодирование текстовой информации

Проверяем, кодирует ли компьютер текст?

Единицы измерения объема информации

Получайте актуальные статьи по компьютерной грамотности прямо на ваш почтовый ящик.
Уже более 3.000 подписчиков

.

Важно: необходимо подтвердить свою подписку! В своей почте откройте письмо для активации и кликните по указанной там ссылке. Если письма нет, проверьте папку Спам.

Автор: Надежда Широбокова

30 июня 2010

Кодирование цвета — информатика, презентации

Кодирование цвета

Свет и цвет

Для хранения растрового изображения необходимо хранить информацию о цвете каждого пикселя. Поэтому требуется модель представления цвета представить в виде чисел. В первую очередь рассмотрим такие понятия как свет и цвет.

Свет – это электромагнитные колебания определённой длины.

Солнце, лампа, пламя костра – всё это источники света. Большинство объектов сами не светятся, а отражают падающий на них свет.

Глаза преобразуют световые волны в ощущения. Колебания разной длины создают у человека различные ощущения. Это и называется цветом.

Цвет – это зрительные ощущения человека.

Человеческий глаз реагирует на электромагнитные колебания с длинами волн в пределах от 380 до 760 нанометров. Этот интервал длин волн называется интервалом видимого спектра. Его можно разделить на несколько меньших интервалов, каждый из которых рождает свои цветовые ощущения.

Глазное дно состоит из колбочек, которые реагируют на колебания различной длины, и палочек. Всего существует три вида колбочек.

Колбочки

1 тип 2 тип 3 тип

красный зелёный синий

Палочки имеют повышенную чувствительность к яркости, они не способны различать цвета. Свет может взаимодействовать сразу на несколько колбочек. В этом случае человек увидит другой цвет.

Зелёный

Фиолетовый и синий

Сине-зелёный

Красный

Жёлто-оранжевый

Цвет

590

590 —

760

560 —

Длина волны, нм.

380 —

470

560

470 —

500

500 —

Белый свет – это смесь колебаний всего видимого спектра

Свет может быть не только прямым, но и отражённым от некоторого объекта: листа бумаги, стены или стола. Чистый лист бумаги отражает весь видимый диапазон волн, поэтому при дневном свете лист кажется нам белым. При свете же красной лампы тот же лист бумаги будет красным.

Если на лист бумаги нанести краску, то часть волн будет поглощаться, а остальные отражаться. Например, зелёная краска поглощает волны синего и красного диапазонов, отражая только волны зелёного диапазона.

Цветовые модели

Цветовая модель – метод числового описания цвета

На сегодняшний день разработано огромное количество различных цветовых моделей. Каждая из них имеет свою область применения: для печати, для видео и т.д. Рассмотрим более распространенные.

Модель RGB

Модель RGB описывается как смесь красного, зелёного и синего цветов. Эта модель называется аддитивной, т.е. другие цвета получаются путём сложения базовых цветов: желтый = красный + зелёный; голубой = синий + зелёный; розовый = красный + синий; белый = красный + синий + зелёный.

Модель RGB применяется при выводе информации на экран монитора и телевизора.

Модель RGB

Модель CMY

Отражённый свет ведёт себя по другим законам, чем излучаемый. Лист бумаги сам по себе белый, а нанесённые на него краски или чернила блокируют отражение определённых волн.

Модель CMY описывает цвет как смесь трёх базовых чернил: голубых розовых и жёлтых.

Модель CMY используется для описания цвета, получаемого на бумаге с помощью чернил

Смешивая чернила, мы тем самым вычитаем определённые цвета из из белого света, отражаемого листом бумаги.

Для простоты можно воспользоваться таблицей:

Поглощаемые цвета

R

красный

Составляющие

G

зелёный

C

голубой

B

синий

M

розовый

Y

желтый

Модель

CMY К

Смесь чернил голубых, розовых и жёлтых должна давать чёрный цвет, но на практике это недостижимо. По этой причине дополнительно используются чёрные чернила.

Модель цветов, описывающая цвет с помощью четырёх чернил, называется CMY К.

Модель CMY К

Модель HSB

Описывая цвет предмета, мы можем сказать: тёмно-синий, светло-жёлтый и т.д. Таким образом человек описывает цвета в терминах оттенка, насыщенности и яркости. Такая модель описания цвета называется HSB ( Hue, Saturation, Brightness) .

Hue (оттенок) измеряется в градусах и описывает оттенок на цветовом круге.

Saturation (насыщенность) показывает на сколько насыщен (красочен) цвет. Высокая насыщенность означает насыщенный цвет, низкая – блёклый.

Brightness (яркость) показывает интенсивность света. Чёрный цвет имеет нулевую яркость.

Модель HSB

Глубина цвета

Числа кодируются в компьютере в виде набора битов. Компьютер может использовать для хранения числа только ограниченное количество битов. Последовательность битов обозначает некоторое число, называемое кодом цвета, а код в свою очередь обозначает некоторый цвет.

Глубина цвета – количество битов, выделенных для записи цвета одного пикселя.

Максимальное количество цветов зависит от глубины цвета. Если глубина цвета равна N , то максимальное количество цветов равно 2 N , т. е. количество цветов = 2 глубина цвета .

Прозрачность

Поместив на экране компьютера одно изображение поверх другого, вы увидите, что нарисовался и прямоугольник заднего фона. Для решения этой проблемы необходимо сделать задний фон прозрачным. Таким образом, нужно хранить информацию о том, какие пиксели видны, а какие прозрачны.

Один из способов задать прозрачность – объявить определённый цвет прозрачным. Закрашенные этим цветом области, считаются пустыми.

Иногда требуется задавать степень прозрачности. В этом случае для каждого пикселя хранится дополнительная информация о степени прозрачности, которая называется альфа-каналом.

Цветовая модель RGB с альфа-каналом называется RGB А

Цветовые режимы

Цветовой режим – способ записи цветов пикселей, связанный с определённой цветовой моделью и имеющий определённую глубину цвета, т.е. Цветовой режим = Цветовая модель + Глубина цвета

Существует огромное количество цветовых режимов. Возможности цветовых режимов всегда были связаны с ограничениями, налагаемыми техникой. Можно выделить следующие ограничивающие факторы:

• объём памяти компьютера;
• вычислительная мощность процессора;
• разрядность процессора;
• Цветопередача и разрешение устройств ввода-вывода.

Рассмотрим наиболее распространённые цветовые режимы

Монохромный режим

Монохромный режим является самым элементарным. На каждый пиксель выделен один бит. Бит может принимать два значения: 0 и 1, поэтому в данном режиме используется только два цвета. Обычно это белый и чёрный: белый обозначается 1, а чёрный – 0. Могут использоваться и другие пары цветов: чёрный и зелёный, белый и синий.

Монохромный режим используется в сотовых телефонах, МР3-плеерах, карманных компьютерах и т.д.

16-цветный режим

Глубина цвета этого режима ограничена размером 4 бит, т.е. позволяет, максимум, 16 цветов. Четыре бита делятся следующим образом: по одному биту на каждый составляющий цвет (красный, синий, зелёный) и один бит яркости. Рассмотрим таблицу цветов:

Номер

Яркость

0

0

Красный

1

0

2

Зелёный

0

0

3

Синий

0

0

0

Цвет

4

0

0

0

0

1

1

Чёрный

0

5

6

0

1

1

0

Тёмно-синий

1

0

7

Тёмно-зелёный

0

1

0

Бирюзовый

0

8

0

1

9

Тёмно-красный

1

1

1

1

1

10

0

1

0

Фиолетовый

0

1

Коричневый

0

11

1

Светло-серый

1

12

0

0

0

13

Тёмно-серый

1

1

1

0

14

1

Синий

0

1

1

1

1

0

15

Зелёный

1

1

1

Голубой

0

0

1

1

Красный

1

Розовый

0

1

Жёлтый

1

Белый

Полутоновый режим

Чтобы получить более качественное чёрно-белое изображение, требуются полутона – различные градации серого. Для удобства обработки полутоновых изображений была выбрана глубина цвета 8 бит. Это позволяет закодировать 256 градаций. Каждый цвет кодируется числом от 0 до 255. Кодом 0 обозначается чёрный цвет, а кодом 255 – белый. Чем выше код , тем ярче цвет

Режим индексированных цветов.

Для того чтобы увидеть все 16 млн. цветов, требуется изображение, состоящее как минимум из 16 млн. пикселей, например 4096х4096. Абсолютно не реально, чтобы все возможные цвета сразу присутствовали на экране. Поэтому родилась идея индексированных цветов.

Суть идеи такова. В отдельную таблицу записываются RGB -значения только тех цветов, которые используются на изображении. Каждому использованному цвету присваивается номер, который называют индекс цвета . Для каждого пикселя хранится не настоящее описание цвета модели RGB , а лишь номер в этой таблице. Таблицу принято называть палитрой.

В палитру входит не больше 256 цветов. Это означает следующее:

• общий спектр цветов – 16 млн.;
• из этих 16 млн. на изображении могут одновременно присутствовать не более 256 разных цветов;
• для хранения каждого пикселя достаточно одного байта.

Сегодня некоторые современные программы поддерживают его. На основе этого режима был разработан формат файлов GIF , который стал популярным благодаря сети WWW . Режим индексированных цветов поддерживается до сих пор, чтобы была возможность работать с форматом GIF .

Режим индексированных цветов экономичен для хранения изображений с небольшим количеством цветов (простых рисунков, чертежей, стилизованных надписей)

Режим HighColor

На смену режиму индексированных цветов пришёл режим HighColor для представления цветных изображений. Этот режим использует модель RGB и глубину цвета 16 бит, что позволяет отображать 65536 цветов.

Существует два способа отображения цветов в этом режиме.

Первый способ:

Каждому базовому цвету выделяется по 5 бит, а оставшийся бит определяет прозрачность

Второй способ:

Выделяется красному цвету – 5 бит синему цвету – 5 бит зелёному цвету – 6 бит, т.к. человеческий глаз более

восприимчив к зелёному цвету.

Режим TrueColor

Сегодня самый распространённый и самый мощный режим. Этот режим использует режим RGB . На каждый из основных цветов выделяется 8 бит. Всего для хранения цвета пикселя требуется 3 байта. Таким образом, глубина цвета в этом режиме составляет 24 бита. Максимальное количество цветов в этом режиме 16 777 216.

Интенсивность каждого основного цвета кодируется числом от 0 до 255. Когда интенсивности всех составляющих минимальны (0, 0,0), получается чёрный цвет, когда максимальны (225, 225, 255) – белый. Смешивая цвета в разных пропорциях, можно получить огромное количество оттенков. Чем ближе к чёрному (0, 0, 0), тем темнее, чем ближе к белому (255, 255, 255), тем бледнее.

Режим RGB16

Режим RGB16 мало распространён в связи с техническими ограничениями. В этом режиме на каждый основной цвет приходится 16 бит, итого глубина цвета составляет 48 бит. Такая большая глубина цвета позволяет закодировать невообразимое число цветов. Такая точность представления цветов очень полезна для уменьшения потерь качества, которые могут возникнуть при обработке изображения.

Режим CMYK

Режим CMYK основан на одноимённой цветовой модели и применяется для хранения изображений, предназначенных для печати. На каждую составляющую приходится по 8 бит, а глубина цвета составляет 32 бита.

5 Кодирование цвета — СтудИзба

Лекция 5

Кодирование цвета. Палитра

Кодирование цвета

Для того чтобы компьютер имел возможность работать с цветными изображениями, необходимо представлять цвета в виде чисел — кодировать цвет. Способ кодирования зависит от цветовой модели и формата числовых данных в компьютере.

Для модели RGB каждая из компонент может представляться числами, ограниченными некоторым диапазоном, например дробными числами от нуля до единицы либо целыми числами от нуля до некоторого максимального значения. Наиболее распространенной схемой представления цветов для видеоустройств является так называемое RGB-представление, в котором любой цвет представляется как сумма трех основных цветов – красного, зеленого, синего – с заданными интенсивностями. Все возможное пространство цветов представляет собой единичный куб, и каждый цвет определяется тройкой чисел (r, g, b) – (red, green, blue). Например, желтый цвет задается как (1, 1, 0), а малиновый – как (1, 0, 1), белому цвету соответствует набор (1, 1, 1), а черному – (0, 0, 0).

Обычно под хранение каждого из компонентов цвета отводится фиксированное число n бит памяти. Поэтому считается, что допустимый диапазон значений для компонент цвета не [0; 1], а [0; 2ⁿ-1].

Практически любой видеоадаптер способен отобразить значительно большее количество цветов, чем то, которое определяется размером видеопамяти, отводимой под один пиксел. Для использования этой возможности вводится понятие палитры.

Палитра – массив, в котором каждому возможному значению пиксела ставится в соответствие значение цвета (r, g, b). Размер палитры и ее организация зависят от типа используемого видеоадаптера.

Наиболее простой является организация палитры на
EGA-адаптере. Под каждый из 16 возможных логических цветов (значений пиксела) отводится 6 бит, по 2 бита на каждый цветовой компонент. При этом цвет в палитре задается байтом вида 00rgbRGB, где r,g,b,R,G,B могут принимать значение 0 или 1. Таким образом, для каждого из 16 логических цветов можно задать любой из 64 возможных физических цветов.

Рекомендуемые файлы

16-цветная стандартная палитра для видеорежимов EGA, VGA. Реализация палитры для 16-цветных режимов адаптеров VGA намного сложнее. Помимо поддержки палитры адаптера EGA, видеоадаптер дополнительно содержит 256 специальных DAC-регистров, где для каждого цвета хранится его 18-битовое представление (по 6 бит на каждый компонент). При этом с исходным логическим номером цвета с использованием 6-битовых регистров палитры EGA сопоставляется, как и раньше, значение от 0 до 63, но оно уже является не RGB-разложением цвета, а номером DAC-регистра, содержащего физический цвет.

256-цветная для VGA. Для 256-VGA значение пиксела непосредственно используется для индексации массива DAC-регистров.

В настоящее время достаточно распространенным является формат True Color, в котором каждый компонент представлен в виде байта, что дает 256 градаций яркости для каждого компонента: R=0…255, G=0…255, B=0…255. Количество цветов составляет 256х256х256=16.7 млн (2²⁴).

Такой способ кодирования можно назвать компонентным. В компьютере коды изображений True Color представляются в виде троек байтов, либо упаковываются в длинное целое (четырехбайтное) — 32 бита (так, например, сделано в API Windows):

C = 00000000 bbbbbbbb gggggggg rrrrrrrr.

Индексные палитры

При работе с изображениями в системах компьютерной графики часто приходится искать компромисс между качеством изображения (требуется как можно больше цветов) и ресурсами, необходимыми для хранения и воспроизведения изображения, исчисляемыми, например, объемом памяти (надо уменьшать количество байтов на пиксел). Кроме того, некоторое изображение само по себе может использовать ограниченное количество цветов. Например, для черчения может быть достаточно двух цветов, для человеческого лица важны оттенки розового, желтого, пурпурного, красного, зеленого, а для неба – оттенки голубого и серого. В этих случаях использование полноцветного кодирования цвета является избыточным.

При ограничении количества цветов используют палитру, предоставляющую набор цветов, важных для данного изображения. Палитру можно воспринимать как таблицу цветов. Палитра устанавливает взаимосвязь между кодом цвета и его компонентами в выбранной цветовой модели.

Компьютерные видеосистемы обычно предоставляют возможность программисту установить собственную цветовую палитру. Каждый цветовой оттенок представляется одним числом, причем это число выражает не цвет пиксела, а индекс цвета (его номер). Сам же цвет разыскивается по этому номеру в сопроводительной цветовой палитре, приложенной к файлу. Такие цветовые палитры называют индексными палитрами.

Индексная палитра – это таблица данных, в которой хранится информация о том, каким кодом закодирован тот или иной цвет. Эта таблица создается и хранится вместе с графическим файлом.

Разные изображения могут иметь разные цветовые палитры. Например, в одном изображении зеленый цвет может кодироваться индексом 64, а в другом этот индекс может быть отдан розовому цвету. Если воспроизвести изображение с «чужой» цветовой палитрой, то зеленая елка на экране может оказаться розовой.

Фиксированная палитра

В тех случаях, когда цвет изображения закодирован двумя байтами (режим High Color), на экране возможно изображение 65 тысяч цветов. Разумеется, это не все возможные цвета, а лишь одна 256-я доля общего непрерывного спектра красок, доступных в режиме True Color. В таком изображении каждый двухбайтный код тоже выражает какой-то цвет из общего спектра. Но в данном случае нельзя приложить к файлу индексную палитру, в которой было бы записано, какой код какому цвету соответствует, поскольку в этой таблице было бы 65 тыс. записей и ее размер составил бы сотни тысяч байтов. Вряд ли есть смысл прикладывать к файлу таблицу, которая может быть по размеру больше самого файла. В этом случае используют понятие фиксированной палитры. Ее не надо прилагать к файлу, поскольку в любом графическом файле, имеющем 16-разрядное кодирование цвета, один и тот же код всегда выражает один и тот же цвет.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта — Форматы файлов.

Безопасная палитра

Термин безопасная палитра используют в Web-графике. Поскольку скорость передачи данных в Интернете пока оставляет желать лучшего, для оформления Web-страниц не применяют графику, имеющую кодирование цвета выше 8-разрядного.

При этом возникает проблема, связанная с тем, что создатель Web-страницы не имеет ни малейшего понятия о том, на какой модели компьютера и под управлением каких программ будет просматриваться его произведение. Он не уверен, не превратится ли его «зеленая елка» в красную или оранжевую на экранах пользователей.

В связи с этим было принято следующее решение. Все наиболее популярные программы для просмотра Web-страниц (броузеры) заранее настроены на некоторую одну фиксированную палитру. Если разработчик Web-страницы при создании иллюстраций будет применять только эту палитру, то он может быть уверен, что пользователи всего мира увидят рисунок правильно. В этой палитре не 256 цветов, как можно было бы предположить, а лишь 216. Это связано с тем, что не все компьютеры, подключенные к Интернету способны воспроизводить 256 цветов.

Такая палитра, жестко определяющая индексы для кодирования 216 цветов, называется безопасной палитрой.

 

Урок 17. кодирование графической и звуковой информации — Информатика — 10 класс

Информатика, 10 класс. Урок № 17.

Тема — Кодирование графической и звуковой информации

Большую часть информации человек получает с помощью зрения и слуха. Важность этих органов чувств обусловлена развитием человека как биологического вида, поэтому человеческий мозг с большой скоростью способен обрабатывать огромное количество графической и звуковой информации.

С появлением компьютеров возникла огромная потребность научить их обрабатывать такую информацию. Как же такую информацию может обработать компьютер?

Итак, кодирование графической информации осуществляется двумя различными способами: векторным и растровым

Программы, работающие с векторной графикой, хранят информацию об объектах, составляющих изображение в виде графических примитивов: прямых линий, дуг окружностей, прямоугольников, закрасок и т.д. Достоинства векторной графики: — Преобразования без искажений. — Маленький графический файл. — Рисовать быстро и просто. — Независимое редактирование частей рисунка. — Высокая точность прорисовки. — Редактор быстро выполняет операции. Недостатки векторной графики: — Векторные изображения выглядят искусственно. — Ограниченность в живописных средствах.

Программы растровой графики работают с точками экрана (пикселями). Это называется пространственной дискретизацией.

КОДИРОВАНИЕ РАСТРОВОЙ ГРАФИКИ

Давайте более подробно рассмотрим растровое кодирование информации.

Компьютер запоминает цвет каждой точки, а пользователь из таких точек собирает рисунок.

При этом зная количество пикселей по вертикале и горизонтали, мы сможем найти — разрешающую способность изображения.

Разрешающая способность находится по формуле:

P=n*m,

где n, m — количество пикселей в изображении по вертикали и горизонтали.

В процессе дискретизации каждый пиксель может принимать различные цвета из палитры цветов. При этом зная количество цветов, которые можно использовать в палитре и воспользовавшись формулой Хартли, мы сможем найти количество информации, которое используется для кодирования цвета точки, что мы будем называть глубиной цвета.

N=2ⁱ

где N — количество цветов в палитре;

i — глубина цвета.

Таким образом, чтобы найти вес изображения достаточно перемножить разрешающую способность изображения на глубину цвета: L=P*i.

Каким именно образом возможно закодировать пиксель? Для этого используются кодировочные палитры.

КОДИРОВОЧНАЯ ПАЛИТРА RGB

Когда художник рисует картину, цвета он выбирает по своему вкусу. Но цвет в компьютере надо стандартизировать, чтобы его можно было распознать. Поэтому надо определить, что такое каждый цвет.

В экспериментах по производству цветных стекол М. В. Ломоносов показал, что получить любой цвет возможно, используя три различных цвета.

Этот факт был обобщен Германом Грассманом в виде законов аддитивного синтеза цвета.

Давайте рассмотрим два из этих законов:

— Закон трехмерности. С помощью трех независимых цветов можно, смешивая их в однозначно определенной пропорции, выразить любой цвет.

— Закон непрерывности. При непрерывном изменении пропорции, в которой взяты компоненты цветовой смеси, получаемый цвет также меняется непрерывно.

Из биологии вы знаете, что рецепторы человеческого глаза делятся на две группы: палочки и колбочки. Палочки более чувствительны к интенсивности поступаемого света, а колбочки — к длине волны.

Если посмотреть, как распределяется количество колбочек по тому, на какую длину волны они «настроены», то количество колбочек «настроенных» на синий, красный и зеленый цвета окажется больше.

Поэтому такие цвета были взяты основными для построения цветовой модели, которая получила название RGB (Red, Green, Blue). То есть задавая количество любого из этих трех цветов, можно получить любой другой. Для кодирования каждого цвета было выделено 8 бит (режим True-Color). Таким образом, количество каждого цвета может изменяться от 0 до 255, часто это количество выражается в шестнадцатеричной системе счисления (от 0 до FF).

Так как описание цвета происходит определением трех величин, то это наводит на мысль считать их координатами точки в пространстве. Получается, что координаты цветов заполняют куб.

При этом яркость цвета определяется тем насколько близка к максимальному значению хотя бы одна координата из трех.

Поскольку именно модель RGB соответствовала основному механизму формирования цветного изображения на экране, большинство графических файлов хранят изображение именно в этой кодировке. Если же используется другая модель, например в JPEG , то приходится при выводе информации на экран преобразовывать данные.

КОДИРОВАНИЕ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Давайте перейдем к кодированию звуковой информации.

Из курса физики вам всем известно, что звук — это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой.

Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дискретизирован, т. е. превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

Для этого звуковая волна разбивается на отдельные временные участки.

Гладкая кривая заменяется последовательностью «ступенек». Каждой «ступеньке» присваивается значение громкости звука. Чем больше количество уровней громкости, тем больше количество информации будет нести значение каждого уровня и более качественным будет звучание. Причем, чем больше будет количество измерений уровня звукового сигнала в единицу времени, тем качественнее будет звучание. Эта характеристика называется частотой дискретизации Данная характеристика измеряется в Гц.

При этом на каждое измерение выделяется одинаковое количество бит. Такая характеристика называется — глубина кодирования.

Таким образом, чтобы подсчитать вес звуковой волны достаточно перемножить частоту дискретизации, глубины кодирования и времени звучания такого звука. При этом, рассматривая современное звучание, количество звуковых волн может быть различное, например, для стереозвука — это 2, а для квадрозвука — 4.

Цветовые модели — Кодирование информации

Цветовые модели Если говорить о кодировании цветных графических изображений, то нужно рассмотреть принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. Применяют несколько систем кодирования: HSB, RGB и CMYK. Первая цветовая модель проста и интуитивно понятна, т. е. удобна для человека, вторая наиболее удобна для компьютера, а последняя модель CMYK-для типографий. Использование этих цветовых моделей связано с тем, что световой поток может формироваться излучениями, представляющими собой комбинацию » чистых» спектральных цветов : красного, зеленого, синего или их производных. Различают аддитивное цветовоспроизведение (характерно для излучающих объектов) и субтрактивное цветовоспроизведение (характерно для отражающих объектов). В качестве примера объекта первого типа можно привести электронно-лучевую трубку монитора, второго типа — полиграфический отпечаток. 1) Модель HSB характеризуется тремя компонентами: оттенок цвета(Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Можно получить большое количество произвольных цветов, регулируя эти компоненты. Эту цветовую модель лучше применять в тех графических редакторах, в которых изображения создают сами, а не обрабатывают уже готовые. Затем созданное свое произведение можно преобразовать в цветовую модель RGB, если ее планируется использовать в качестве экранной иллюстрации, или CMYK, если в качестве печатной, Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Направление вектора задается в угловых градусах и определяет цветовой оттенок. Насыщенность цвета определяется длиной вектора, а яркость цвета задается на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет. Точка в центре соответствует белому (нейтральному) цвету, а точки по периметру — чистым цветам 2) Принцип метода RGB заключается в следующем: известно, что любой цвет можно представить в виде комбинации трех цветов: красного (Red, R), зеленого (Green, G), синего (Blue, B). Другие цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия этих составляющих.По первым буквам основных цветов система и получила свое название — RGB. Данная цветовая модель является аддитивной, то есть любой цвет можно получить сочетание основных цветов в различных пропорциях. При наложении одного компонента основного цвета на другой яркость суммарного излучения увеличивается. Если совместить все три компоненты, то получим ахроматический серый цвет, при увеличении яркости которого происходит приближение к белому цвету. При 256 градациях тона (каждая точка кодируется 3 байтами) минимальные значения RGB (0,0,0) соответствуют черному цвету, а белому — максимальные с координатами (255, 255, 255). Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем этот цвет ярче. Например, темно-синий кодируется тремя байтами ( 0, 0, 128), а ярко-синий (0, 0, 255). 3) Принцип метода CMYK. Эта цветовая модель используется при подготовке публикаций к печати. Каждому из основных цветов ставится в соответствие дополнительный цвет (дополняющий основной до белого). Получают дополнительный цвет за счет суммирования пары остальных основных цветов. Значит, дополнительными цветами для красного является голубой (Cyan,C) = зеленый + синий = белый — красный, для зеленого — пурпурный (Magenta, M) = красный + синий = белый — зеленый, для синего — желтый (Yellow, Y) = красный + зеленый = белый — синий. Причем принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие можно применять как для основных, так и для дополнительных, то есть любой цвет можно представить или в виде суммы красной, зеленой, синей составляющей или же в виде суммы голубой, пурупурной, желтой составляющей. В основном такой метод принят в полиграфии. Но там еще используют черный цвет (BlacК, так как буква В уже занята синим цветом, то обозначают буквой K). Это связано с тем, что наложение друг на друга дополнительных цветов не дает чистого черного цвета. При полноцветном режиме для кодирования яркости каждой из составляющих используют по 256 значений (восемь двоичных разрядов), то есть на кодирование цвета одного пикселя (в системе RGB) надо затратить 8*3=24 разряда. Это позволяет однозначно определять 16,5 млн цветов. Это довольно близко к чувствительности человеческого глаза. При кодировании с помощью системы CMYK для представления цветной графики надо иметь 8*4=32 двоичных разряда Режим High Color — это кодирование при помощи 16-разрядных двоичных чисел, то есть уменьшается количестко двоичных разрядов при кодировании каждой точки. Но при этом значительно уменьшается диапазон кодируемых цветов. При индексном кодировании цвета можно передать всго лишь 256 цветовых оттенков. Каждый цвет кодируется при помощи восьми бит данных. Но так как 256 значений не передают весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу, то подразумевается, что к графическим данным прилагается палитра (справочная таблица), без которой воспроизведение будет неадекватным: море может получиться красным, а листья — синими. Сам код точки растра в данном случае означает не сам по себе цвет, а только его номер (индекс) в палитре. Отсюда и название режима — индексный. Соответствие между количеством отображаемых цветов (К) и количеством бит для их кодировки (а) находиться по формуле: К = 2а. Двоичный код изображения, выводимого на экран, хранится в видеопамяти. Видеопамять — это электронное энергозависимое запоминающее устройство. Размер видеопамяти зависит от разрешающей способности дисплея и количества цветов. Но ее минимальный объем определяется так, чтобы поместился один кадр (одна страница) изображения, т.е. как результат произведения разрешающей способности на размер кода пикселя  Vmin = M * N * a Шестнадцатицветная палитра позволяет увеличить количество используемых цветов. Здесь будет использоваться 4-разрядная кодировка пикселя: 3 бита основных цветов + 1 бит интенсивности. Последний управляет яркостью трех базовых цветов одновременно (интенсивностью трех электронных пучков). При раздельном управлении интенсивностью основных цветов количество получаемых цветов увеличивается. Так для получения палитры при глубине цвета в 24 бита на каждый цвет выделяется по 8 бит, то есть возможны 256 уровней интенсивности (К = 28).

Кодирование графической информации. Информатика 10 класс.

к з с белый.
В этом коде каждый базовый цвет обозначается его первой буквой (к — красный, с — синий, з — зеленый). Черточка означает отсутствие цвета.
Следовательно, для кодирования восьмицветного изображения требуются 3 бита памяти на один видеопиксель. Если наличие базового цвета обозначить единицей, а отсутствие — нулем, то получается таблица кодировки восьмицветной палитры (см. таблицу).

К	3	С	Цвет
0	0	0	Черный
0	0	1	Синий
0	1	0	Зеленый
0	1	1	Голубой
1	0	0	Красный
1	0	1	Розовый
1	1	0	Коричневый
1	1	1	Белый

Из сказанного, казалось бы, следует вывод: с помощью трех базовых цветов нельзя получить палитру, содержащую больше восьми цветов. Однако на экранах современных компьютеров получают цветные изображения, составленные из сотен, тысяч и даже миллионов различных красок и оттенков. Как это достигается?
Если иметь возможность управлять интенсивностью (яркостью) свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.
Шестнадцатицветная палитра получается при использовании четырехразрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности (И). Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно (интенсивностью трех электронных пучков):

Большее количество цветов получается при раздельном управлении интенсивностью базовых цветов. Причем интенсивность может иметь более двух уровней, если для кодирования интенсивности каждого из базовых цветов выделять больше одного бита.
Из сказанного можно вывести правило:
Количество различных цветов К и количество битов для их кодирования b связаны между собой формулой: К = 2^b
2¹ = 2, 2² = 4, 2³ = 8, 2⁴ = 16 и т. д. Для получения цветовой гаммы из 256 цветов требуется 8 битов = 1 байт на каждый пиксель, так как 2⁸= 256.

Объем видеопамяти

Объем необходимой видеопамяти определяется размером графической сетки дисплея и количеством цветов. Минимальный объем видеопамяти должен быть таким, чтобы в него помещался один кадр (одна страница) изображения. Например, для сетки 640 х 480 и черно-белого изображения минимальный объем видеопамяти должен быть таким:
640 *480*1 бит = 307 200 бит = 38 400 байт.
Это составляет 37,5 Кбайт.
Для четырехцветной гаммы и той же графической сетки видеопамять должна быть в два раза больше — 75 Кбайт; для восьмицветной — 112,5 Кбайт.
На современных высококачественных дисплеях используется палитра более чем из 16 миллионов цветов. Требуемый размер видеопамяти в этом случае — несколько мегабайтов.

Коротко о главном

6.2.2. Принципы кодирования цвета

Термин «цвет» даже в научной литературе имеет несколько определений. Одним из наиболее удачных является формулировка Э. Шредингера, определившего цвет как «свойство спектрального состава излучения, общего излучениям, визуально неразличимым для человека». Подобное представление лежит в основе цветовых измерений (колориметрии) и теориицветного зрения. Особенности спектрального состава излучения изучал в XVIII в. И. Ньютон, определивший отдельные составляющие солнечного света. Основные положения теории цветового зрения были заложены М. Ломоносовым, экспериментально установившим, что все цвета могут быть получены путем сложения трех основных (первичных) цветов. Проведенные в XIX в. исследования Г. Гельмгольца и некоторых других ученых показали, что чувствительность S зрительных клеток к свету различных длин волн неодинакова (рис. 6.11). Многочисленные физиологические эксперименты привели к эмпирической зависимости:

L = 0,59 G + 0,3 R + 0,11 B

где G, R и B — соответственно зеленая, красная и синяя составляющие спектра излучения. Яркость L, как и ранее, характеризует амплитуду черно-белого изображения. Поскольку представления о черном и белом весьма субъективны, возникла необходимость централизовано установить понятие «белого». Согласно принятому международному определению белым цветом называется цвет свечения абсолютно черного тела при температуре 6500 ⁰С.

Формула, определяющая яркость как взвешенную сумму компонентов цветности, лежит в основе наиболее известной моделиаддитивного цветового синтеза, применяемой в светоизлучающих системах (в том числе — цветном телевидении). Согласно аддитивной модели, известной также как цветовая система RGB, любой цвет получается наложением красного, зеленого и синего цветов спектра. Так, например, на экране монитора цвет и яркость каждой точки задается интенсивностью R, G и B составляющих, использующихся при управлении мощностью трехкомпонентной электронной пу­шки. Для наглядного представления цветовой системы RGB ис­пользуется цве­товой куб, где чистые цвета образуют вершины куба, а оттенки серого лежат на главной диагонали (рис. 6.12). Однако при всей наглядности этой схемы она имеет два существенных недостатка. Во первых, в системе RGB невозможно получить все цвета путем сложения основных составляющих. Во вторых, цветопередача является аппаратно-зависимой (например, от люминофора). В частности, экспериментально установлено, что методика RGB недействительна в сине-зе­леной (450 … 550 нм) области. Это связано с тем, что для имитации спектрального цвета в данной области требуется отрицательная крас­­ная составляющая (рис. 6.13). Действительно, согласно цветовому кубу справедливо равенство:

Голубой = Синий + Зеленый

На самом деле, эмпирически установлена спра­ведли­вость другого выраже­ния:

Синий + Зеленый = Голубой + Красный,

что и приводит к появлению отрицательной крас­ной компоненты:

Голубой = Синий + Зеленый — Красный.

Ясно, что в природе не существует отрицательных составляющих цвета, и, следовательно, в модели аддитивного цветового синтеза голубой цвет может быть получен то­лько искусственно.

Модель RGB используется для описания источников излучения. Если же объект освещается, он является приемником света, отражающим волны. Большинство предметов отражают либо солнечные лучи, либо лучи других источников освещения. Так, например, если объект кажется красным, это означает, что он отражает только длинные волны, поглощая все остальные. Для описания приемников света используется модель субтрактивного цветового синтеза, называемая также CMYK (Cyan — голубой, Magenta — пурпурный, Yellow — желтый и Black — черный). Модель CMYK позволяет получить на бумаге большинство необходимых цветов и широко используется в полиграфии и других системах печати. Важной особенностью такого подхода является возможность кор­ректировать цвета изображений. Так, если изображение (фотография) получилось излишне синим, то необходимо увеличить желтую составляющую, поскольку желтый цвет поглощает синюю ком­понен­ту. Аналогично, зеленый цвет корректируется увеличением пурпурной составляющей. На практике, при технической реализации цветной печати изображение раскладывают на голубую, пурпурную и желтую составляющие, образующие на бумаге точечный растр. Затем для увеличения контрастности в растр добавляют чисто черную составля­ющую, которая оказывается гораздо насыщеннее, чем компонента, образованная сложением C, M и Y цветов. Белый цвет соответствует нулевым значениям всех составляющих C, M, Y и K, в отличие от RGB, где все компоненты соответствуют максимуму.

Система CMYK, также как и RGB является аппаратно-зависимой. Более того, цветовое изображение, полученное в CMYK (например, при печати на принтере) не совпадает с изображением в RGB (пред­ставленным на мониторе). Указанные недостатки не позволяют количественно оценивать цветовую информацию, содержащуюся в изображении. Следовательно, возникла необходимость разработки аппаратно-независимых моделей кодирования цвета.

Впоследние 20 лет для цифровой обработки изображений широко используютсяаппаратно-незави­симые системы кодирования цвета. К наиболее известным относятся система HSV и ее варианты — HSI, HLS, а также телевизионная система YUV (разработанная для стандарта цветного телевидения PAL). Особенностью всех этих систем является раздельность кодиро­вания сигналов яркости и цвета. Применительно к телевидению такой подход получил название компонентного кодирования.

Принцип HSV (HSI) очень напоминает способ, используемый художниками для получения нужных цветов — смешивание белой, черной и серой красок с чистыми красками для получения различных тонов и оттенков (tine, shade и tone). При этом, цвет задается не смесью трех основных составляющих как, например, в системе RGB, а с помощью трех независимых величин — цветового тона (hue), насыщенности (satura­tion) и интенсивности (value, intensity). В качестве геометрической модели используется конус, получаемый как сглаженная проекция цветового куба RGB вдоль его главной диагонали «черный-белый» (рис.6.14). В соответствии с этой моделью цветовой оттенок (тон) H и насыщенность S кодируются как угловая и радиальная характеристики цветового круга — основания конуса. Тон описывается уг­лом цветовой стрелки (например, красный соответствует 0⁰), насыщенность представляется как величина смещения вдоль радиуса круга. Она возрастает по величине от 0 к 1 (или от 0 до 100%) при перемещении от центра круга к его границе соответственно. Насыщенность характеризует насколько тусклым или «соч­ным» является цвет. Чем больше данный цвет разбавлен белым (чем ближе к центру круга), тем он менее насыщен. Естественные (реальные) цвета имеют низкую насыщенность.

Величина интенсивности (или цвета) V указывает яркость цвета. Она также меняется от 0 к 1, но по оси OV и не связана с цветовым кругом. По этой оси располагаются серые цвета, так, например, для белого цвета имеем: S = 0, V = 1. Следовательно, добавление белого в любой цвет уменьшает S, а добавление черного умень­шает V. В системе HSV при S = 0, Н не имеет смысла. Действительно, как следует из рис. 6.14 эта точка соответствует вершине конуса.

Другая цветовая система HLS или HSB (буквы H и S также обозначают тон и насыщенность, L и В — яркость) использует то же координатное пространство, но представленное в виде двух пирамид, соединенных основаниями (рис. 6.15). Эта фигура в большей степени соответствует диагональной проекции куба. В модели HLS, также как и в HSV черный и белый цвета образуются при любых значениях H и разных L и S, например, насыщенный черный при L = 0, S = 1, а белый — при L = 1 и S = 0. Голубые цвета соответствуют значению H = 180⁰. Так, грязно-голубому цвету (смеси серого с голубым) отвечает комбинация: L = 0,5, H = 180⁰ и S = 0, цвету морской волны: L = 0,5, H = 180⁰ , но S = 1, и, наконец, небесно-голубому: H = 180⁰ и L и S = 1.

Поскольку в основе геометрических построений в системе HSV и ей подобных лежит модель RGB, то и пересчет цветов в обе стороны до­статочно прост.

Наличие большого количества разнообразных моделей, применяемых в различных задачах обработки цветных изображений, привело, в конце концов, к необходимости созданияединого описания цвета. В качестве всемирного стандарта для определения цвета в настоящее время утвержден цветовой график МКО (CIE), сочетающий абстрактный характер HSV и практичность RGB и CMYK. Этот график, предложенный еще в 1931 г. охватывает все цвета, которые способен видеть человеческий глаз (рис. 6.16). График МКО строится как функция двух переменных х и y, представляющих собой некоторые гипотетические (несуществующие в природе) основные цвета. Тогда, на линии, которая ограничивает цветовое пространство МКО, будут находиться все чистые цвета видимого света. Их можно получить путем смешения источников x и y. (Например, чистый красный с длиной волны 700 нм понимается как результат сложения 70% x и 25% y). Все цвета, лежащие внутри графика и на его границе являются физически реализуемыми.

Цветовой охват устройства (телекамеры, монитора, сканера, принтера, фотопленки и пр.) характеризует его способность к отображению цветовой гаммы всего цветового диапазона. Для любого устройства он находится внутри пространства МКО. Самый боль­шой цветовой охват имеет фотопленка.

При передаче цветных изображений в большинстве СТЗ применяются устройства аддитивного цветового синтеза, основанные на модели RGB. (К ним относятся и телекамеры и мониторы). Сигнал яркости Y передается непосредственно, а информация о цвете кодируется двухкомпонентным вектором цве­тности (рис. 6.17). В этой системе, получившей название YUV, к уже известной формуле расчета яркости Y добавляются еще две, опреде­ляющие проекции U и V вектора цветности:

Y = 0,59G + 0,30R + 0,11B, U = R — Y, V = B — Y.

Длина вектора цветности находится черезамплитуды его про­екций U и V; она кодирует насыщенность цвета. Фазовый сдвиг между проекциями описывает цветовой тон. В телевизионной технике эти вектора обычно нормируют, и круг превращается в эллипс: U = (R—Y)/1,44 и V = (B-Y)/2,03. На основе системы YUV построены и другие известные модели. Примером может служить система цифрового цветного телевидения YCbCr. (Здесь цветоразностные сигналы Cr и Cb строятся из R-Y и B-Y соответственно).

Рассмотрим формирование цветного сигнала в телевизионной камере. Обычно применяются три развертывающих луча, формирующих первичные сигналы изображения E_R, E_G, E_B соответствующие красной, зеленой и синей составляющим цвета передаваемого объекта. Первичные сигналы широкополосные, однако, ни один из них не несет яркостной информации об объекте. (Иногда вместо тер­мина «яр­кость» исполь­зуется понятия освещенности ). Поэтому в системе цветного телевидения из трех первичных цветов формируется четвертый — сигнал яркости E_Y, для чего первичные сигналы сначала балансируются, а затем матрицируются. Сущ­­ность данной про­цедуры, учитывающей спектральную чувствительность глаза, описывается уже извес­тной зависимостью: E_Y = 0,30 E_R + 0,59 E_G + 0,11 E_B, где E_R = E_G = E_B. Этот сигнал передается непрерывно на каждой строке развертки во всей полосе частот видеосигнала  6 МГц и позволяет воспроизводить черно-белое изображение на экранах черно-белых и цветных приемников.

Наличие сигнала яркости E_Y освобождает от необходимости передачи всех трех первичных сигналов изображения. Обычно передаются два из них E_R и E_B, а «зеленый» восстанавливается по формуле:

E_G = (E_Y — 0,30 E_R — 0,11 E_B)/0,59

Важной особенностью зрения является зависимость пространственной разрешающей способности глаза от длины волны — она понижена в области красных и синих цветов. Следствием этого является меньшая чувствительность глаза к пространственным изменениям оттенков цвета, чем к изменениям яркости, что позволяет передаваться цветовую информацию с меньшим разрешением. Таким образом, трехкомпонентная модель цветового зрения распространяется только на относительно крупные объекты. Цвет объектов средних размеров является смесью двух цветов: оранжевого и голубого, а мелкие и вовсе различаются только по яркости, т.е. кажутся черно-белыми. Указанные обстоятельства позволяют сократить полосу частот сигнала цветности до 1 … 1,5 МГц. Поскольку, полная информация о яркости объекта содержится в сигнале E_Y, из сигналов E_R и E_B ее можно исключить, и передать эти компоненты в виде цветоразностных сигналов E_R—Y и E_B—Y. При таком подходе достигается двойной выигрыш. Во-первых, обеспечивается достоверность воспроизведения цветов, т.к. в реальных объектах значительную часть составляют неокрашенные и слабоокрашенные участки. Во вторых, уменьшается ам­плитуда передаваемых сигналов, что увеличивает энергетическую эф­фектив­ность передачи. Таким образом, исходные RGB-видеосигналы с телекамеры перед передачей преобразуют в сигнал яркости Y и два цветоразностных сигнала U = E_R—Y и V = E_B—Y (рис. 6.17). Следовательно, полный цветной телевизионный видеосигнал представляет собой композицию трех сигналов Y, U, V и служебных импульсов. Такой сигнал получил название композитного. При приеме в цветном телевизоре осуществляется обратный процесс восстановления (декодирования): R = Y+U (или E_R = E_Y+E_R—Y), B =Y+V (или E_B = E_Y+E_B—Y) и, наконец, G = Y — 0,509U — 0,194V (или E_G = E_Y — 0,509 E_R—Y — 0,194 E_B—Y).

В настоящее время в эксплуатации находятся три совместимых системы цветного телевидения:

• американская NTSC (National Television System Color) — первая система цветного телевидения 1953 г.;

• германская PAL (Phase Alternation Li­ne — строки с переменной фазой) — разработана фирмой Telefunken в 1963 г;

• французская SECAM (Sequentiel couleur a mem­oire — последовательная цветная с памятью) — предложена А. Франсом в 1954 г.

В каждой из этих систем используется группа из трех составляющих: сигнала яркости и двух цветоразностных. Сигнал яркости частотно уплотняется цветоразностными сигналами, причем спектры цветности переносятся на поднесущую частоту в области высокочастотной части спектра. (Чтобы не возникало путаницы — несущую частоту цветности, в отличие от несущей яркости, называют поднесущей). Методы кодирования и передачи сигналов цветности в этих системах существенно различаются.

В табл. 6.4 представлены основные технические характеристики систем цветного телевидения.

Таблица 6.4. Системы цветного телевидения

Тип системы	NTSC		PAL		SECAM
Вертикальная частота развертки, Гц	60		50		50
Горизонтальная частота развертки, кГц	15374		15625		15625
Число строк в кадре	525		625		625
Число видимых (активных) строк в кадре	480		576		576
Тип модуляции цветовой поднесущей	АМ		АМ		ЧМ
Полоса видеосигнала, МГц		4,2		5 для B/G, 5,5 для I, 6 для D/K
Частота цветовой поднесущей, МГц	3,60		4,43		4,41 по U, 4,25 по V
Разнос несущих видео/звук, МГц		4,5		5,5 для B/G, 6 для I, 6,5 для D/K
Полная ширина сигнала, МГц		6		7 для B/G, 8 для I/D/K

Система NTSC принята для вещания в США, Канаде, большинстве стран Центральной и Южной Америки, Японии, Южной Корее и Тайване. Именно при ее создании были выработаны основные принципы передачи цвета в телевидении. В NTSC каждая телевизионная строка содержит составляющую яркости Y и два сигнала цветности E_I = 0,737U — 0,268V, E_Q=0,478U+0,413V. Здесь переход от осей цветового кодирования U, V к осям I, Q обусловлен необходимостью сужения ширины полос цветовых поднесущих до ± 0.5 МГц (в NTSC используется самая узкая полоса видеосигнала). Цветоразностные сигналы передаются путем АМ поднесущих на одной и той же частоте, но с фазовым сдвигом на 90°. Последнее обстоятельство является принципиально важным для разделения сигналов при приеме. Однако из-за неизбежных нелинейных искажений в канале передачи поднесущие оказываются промодулированными сигналом яркости как по амплитуде, так и по фазе. В результате в зависимости от яркости участков изображений изменяются их цветовой тон. Например, человеческие лица на изображении окрашиваются в красноватый цвет в тенях и в зеленоватый — на освещенных участках. Это и является основным недостатком системы NTSC.

В системе PAL используется аналогичная АМ цветоразностных сигналов E_U=0,877U и E_V=0,493V с фазовым сдвигом на 90°, но через строку дополнительно производится изменение знака амплитуды составляющей E_U. В результате при восстановлении в декодере цветовые составляющие надежно разделяются сложением/вычитанием сигналов цветности последовательных телевизионных строк, и паразитная яркостная модуляция приводит лишь к некоторому изменению цветовой насыщенности. Усреднение сигналов двух строк обеспечивает также повышение отношения сигнал/шум, но приводит к снижению вертикальной четкости в два раза. Впрочем, частично это компенсируется увеличением числа телевизионных строк разложения. Система PAL принята в большинстве стран Западной Европы, Африки и Азии, включая Китай, Австралию и Новую Зеландию.

Система SECAM первоначально была предложена во Франции еще в 1954 г., но регулярное вещание после длительных доработок было начато только в 1967 одновременно во Франции и СССР. В настоящее время она принята также в Восточной Европе, Монако, Люксембурге, Иране, Ираке и некоторых других странах. Основная особенность системы — поочередная, через строку, передача цветоразностных сигналов (D_R= 1,9U, D_B=1,5V) с дальнейшим восстановлением в декодере путем повторения строк. При этом в отличие от PAL и NTSC используется ЧМ поднесущих. В результате цветовой тон и насыщенность не зависят от осве­щенности, но на резких переходах яркости возникают цветовые окантовки. Обычно после ярких участков изображения окантовка имеет синий цвет, а после темных — желтый. Кроме того, как и в системе PAL, цветовая четкость по вертикали снижена вдвое.

Во всех рассмотренных системах к цветному видеосигналу добавляется сигнал звукового сопровождения, образуя так называемый низкочастотный телевизионный сигнал. Этот сигнал передается через эфир путем модуляции несущей частоты одного из 5 допустимых частотных диапазонов (табл. 6.3). И здесь даже в рамках одной системы существуют различия, связанные с конкретной шириной спектра видеосигнала и его разносом со звуковой частью, полярностью амплитудной модуляции радиоканала изображения и типом модуляции радиоканала звука. В табл. 6.5 представлены основные параметры телевизионных стандартов.

Таблица 6.5. Телевизионные стандарты стран мира

Стандарт	Число строк, Z	Ширина кана­ла, МГц	Полоса видео, МГц	Разнос видео/ звук, МГц	Полярность модуляции видео	Тип модуляции несущей звука
A	405	5	3	3.5	+	AM
B	625	7	5	5.5	—	ЧМ
C	625	7	5	5.5	+	AM
D	625	8	6	6.5	—	ЧМ
E	819	14	10	11.15	+	AM
F	819	7	5	5.5	+	AM
G	625	8	5	5.5	—	ЧМ
H	625	8	5	5.5	—	ЧМ
I	625	8	5.5	6	—	ЧМ
K	625	8	6	6.5	—	ЧМ
L	625	8	6	6.5	+	AM
M	525	6	4.2	4.5	—	ЧМ
N	625	6	4.2	4.5	—	ЧМ

В России принят стандарт SECAM D/K (первая буква относится к диапазону метровых волн, вторая — дециметровых), во Франции — SECAM E/L, Иране — SECAM B, Германии — PAL B/G, Англии — PAL A/I, Бразилии — PAL M/M, Китае — PAL D/K, в США, Японии и Тайване — NTSC M/M. Характерные различия модификаций SECAM связаны с особенностями модуляции несущей частоты, как по видео, так и по звуку, а также частотой разноса звука от видео. Сами же низкочастотные телевизионные сигналы одинаковы. В то же время с точки зрения модуляции радиосигналов отличий между PAL D/K и SECAM D/K нет. Это позволяет использовать телевизионный тюнер, настроенный на PAL D/K, для выделения отечественного SECAM из высокочастотного сигнала. Очевидно, что полученный при этом низкочастотный сигнал все же необходимо подавать именно на SECAM-декодер.

В системе SECAM D/K сигнал яркости занимает всю полосу частот — 6 МГц. Информация о цвете передается внутри этого спектра, путем введения в него поднесущих частот, ЧМ цветоразностными сигналами (рис. 6.18). Под­несущие частотыf_0R = 4,4 МГц и f_0B=4,25 МГц, на которой передаются цветоразностные сигналы D_R и D_B, расположе­ны внутри полосы сигнала яркости, т.е. внутри спектра черно-белого сигнала. (Возможность такого уплотнения спектра обусловлена его дискре­тностью и, следовательно, наличием свободных промежутков между соседними гармониками). ЧМ поднесущие передаются поочередно через строку, т.е. в пределах каждой строки развертки передается сигнал яркости и только одна из поднесущих f_oR или f_oB. Это вдвое сужает участок спектра сигнала яркости, уплотняемого сигналами цветности, что существенно снижает уровень помех. Однако в одной стро­ке будет отсутствовать красный цвет, а в другой — синий. Чтобы этого не происходило, на приемной стороне задерживают цветную строку с помощью пьезокерамической линии задержки.

ЧМ, с максимальной девиацией  50 кГц, несущая частота радиосигнала звукового сопровождения выбирается на 6,5 МГц выше несущей частоты радиосигнала изображения. Радиосигнал звука занимает полосу частот 0,25 МГц и обеспечивает передачу звуковых частот 30 … 15000 Гц.

Качество получения телевизионного сигнала в современных СТЗ непрерывно совершенствуется. Разработки ведутся в направлении расширения полосы передаваемых частот, увеличения частоты передачи полукадров с 50 до 100 (с использованием цифровой памяти), расширения уровня черного сигнала, а также применения цифровых методов коррекции.

Эффективное цветовое кодирование. Изучение того, как использовать цветовую кодировку для… | автор: Тиффани Цзян

Как: выберите один из цветов интерфейса и измените его для каждого раздела. Обычно цвет фона слишком сильно меняется — пример Колтрейна работает только потому, что визуальная структура настолько сильна и отличительна. Большинство дизайнов лучше работают с обрезанным цветом, например с рамкой или фоном небольшого количества текста.

Помните, что дальтоники не обязательно заметят различия в цветах от одного раздела к другому.Вот почему цвет никогда не должен быть — только способом различения секций. Вам также понадобятся другие указатели — например, индикаторы на панелях навигации и заголовки страниц или окон.

https://link.springer.com/article/10.1007/BF02765207 (только предварительная версия)

Это исследование показало, что цветовое кодирование оказывает важное влияние на улучшение сбора информации и памяти. У людей ограниченная способность обрабатывать информацию и визуальные стимулы. Цвет помогает нам классифицировать обучающие стимулы, которые нам преподносят.

Был проведен ряд исследований по использованию цвета в качестве подсказки. Исследователи обнаружили, что «по мере увеличения количества элементов с цветовой кодировкой ценность цвета как ориентира для выбора важной информации уменьшается. По мере уменьшения общего количества элементов значение цвета уменьшается. Другими словами, при очень плотном визуальном отображении цветовое кодирование на некотором минимальном уровне помогает выделить важную информацию, но если вы увеличите использование цвета, его ценность как признак выбора уменьшается.

Понятно, что использование цвета в качестве средства кодирования может помочь учащимся запоминать информацию и помочь в обучении. Однако, если это сделано плохо или если учащийся не знаком с цветовым кодированием должным образом, это не сработает.

«Если учебные стимулы, получаемые органами чувств, должны быть закодированы до того, как стать знаниями, то процесс кодирования должен стать очень важным вопросом для педагогов, стремящихся повысить качество обучения и оценки. Если информация не кодируется надлежащим образом перед передачей, или если учащиеся не получают достаточных указаний для кодирования определенных типов информации, или если у учащихся не было достаточной возможности развить базовую визуальную грамотность для кодирования входящих стимулов, обучение, вероятно, будет быть, в лучшем случае, ниже оптимального.”

Психология цвета при обучении

В этой статье исследуется психология цвета, синего, зеленого и оранжевого, при обучении. Зеленый помогает людям чувствовать себя расслабленными и спокойными. Это приводит к повышению уровня концентрации и эффективности. Это один из самых приятных для наших глаз цветов, который напоминает нам о природе. Артисты остаются в «зеленой комнате» перед выходом, поскольку это место для расслабления.

«Некоторые исследования показали, что люди, которые работают в« зеленых »офисах, имеют более высокий уровень удовлетворенности работой, а потребители тратят больше времени на покупки в магазинах, окрашенных в зеленый цвет.

В другом исследовании, проведенном доктором Кейт Ли, приняли участие 150 студентов университета. Она дала группе скучную, монотонную задачу, которая вытянула их внимание до критической точки, нажимая несколько раз ряд чисел, пока они считывают данные с экрана компьютера. Студентам сказали не нажимать клавиши, когда на экране появляется цифра три. Затем настало время перерыва, и в 40-секундном окне половина группы видела зеленую крышу, а остальные смотрели на голую бетонную крышу. Удивительно, но исследование показало, что студенты, которые смотрели на зеленый экран, совершали меньше ошибок и в целом имели лучшую концентрацию.”

http://slideplayer.com/slide/8851469/

• Синий
  Синий цвет ассоциируется с миром и доверием. Это один из самых популярных цветов, используемых в электронном обучении. Это помогает уменьшить беспокойство, возникающее при изучении сложных тем. Людям легче впитывать материал синего цвета.
• Зеленый
  Зеленый помогает вызвать чувство роста, равновесия и спокойствия. Использование или отображение зеленого цвета может помочь студентам расслабиться при подготовке к экзамену.Я бы подумал, как изменится опыт Грандмастера, если фон станет успокаивающим зеленым по сравнению с фиолетовым, который мы использовали в других местах.
• Фиолетовый
  Символ воображения, веселья и изысканности. Если вы пытаетесь создать более оптимистичную учебную атмосферу или такую ​​атмосферу, которая побуждает учащихся веселиться и увлекаться учебным процессом, то фиолетовый — идеальный выбор. Выбирайте фиолетовый с синим оттенком, если вы стремитесь к расслабленному настроению, и больше красного, если вы пытаетесь заинтересовать и заинтересовать учащихся.

Чтобы воспользоваться этим преимуществом, разработчики электронного обучения должны сочетать цвета с материалами урока; например, использование цветового кодирования для улучшения обучения. Например, используя цветной фон на экранах с фактами и концепциями, учащиеся связывают цвет с концепциями, и это поможет им вспомнить информацию. Этот метод цветового кодирования может принести пользу, в частности, высокотехнологичным предметам.

Я начал изучать, где и как Khan Academy использует цветовое кодирование на своем веб-сайте.

Как разработать цветовой код для лучшей организации

Как административный специалист, вы понимаете, насколько структура и организованность вступают в игру ежедневно. Вероятно, у вас есть несколько систем и процедур, которые позволяют вам наводить порядок и повышать продуктивность. Но с таким количеством людей и процессов, которыми нужно управлять, даже лучшие из нас могут быть ошеломлены, когда мы смотрим на наши файлы, папки и календари.

Один из самых простых способов добавить структуру и организацию в рабочее пространство, файлы и многое другое — использовать цветовое кодирование.Согласно исследованиям нейробиологов, наш мозг запрограммирован на обработку цвета прежде всего, что улучшает понимание и помогает нам обрабатывать информацию быстрее, а также дольше ее сохранять.

Цветовое кодирование обычно применяется больше к бумажным файлам, чем к цифровым файлам. Однако многие программы и инструменты управления задачами позволяют добавлять цвета категорий, чтобы вы могли перенести их в управление цифровыми файлами. И есть сторонние программные надстройки для Windows, которые также позволяют добавлять цвет в свои цифровые папки.

Разработка вашего цветового кода

При создании цветового кода я начинаю с оценки среды, в которой я работаю.

1. Существуют ли цвета, уже связанные с определенными категориями работы, отделов или проектов? Если да, то попробуйте включить это в свой цветовой код, чтобы избежать путаницы для вас и тех, с кем вы работаете.
2. Какие у вас категории работ или типы проектов? Например, когда я работал в компании, у меня был отдельный цвет, назначенный каждому руководителю, которого я поддерживал, цвет для моих административных проектов, юридических контрактов, проектов развития бизнеса, операционных файлов и т. Д.Иногда у меня был отдельный цвет для каждого крупного проекта, если их было много одновременно.

В зависимости от того, сколько цветов и категорий вы создаете, вам (и тем, кого вы поддерживаете), может быть полезно создать ключ цветового кода. Таким образом, все будут знать систему, и у вас будет больше шансов поддерживать ее.

Инструменты для цветового кодирования

Существуют десятки фантастических вариантов, которые помогут вам реализовать свой цветовой код — все, от файлов до этикеток и папок и многого другого! Вот некоторые из моих любимых инструментов:

Если у вас нет бюджета или разрешения на использование цветных папок с файлами, вы все равно можете использовать цвет на своих этикетках или применять цветные наклейки, чтобы сделать их более наглядными.Цвет может иметь огромное значение для быстрого поиска вещей или определения того, что что-то не на своем месте.

Внедрение вашего цветового кода

Когда у вас есть необходимые инструменты, вы можете преобразовывать файлы в соответствующий цвет и маркировать их. Научите тех, с кем вы работаете, пользоваться новой системой, чтобы они поняли, как она работает и почему это важно. По мере использования вашей системы вы будете определять способы, которые вам нужно настроить, или добавлять к ней по ходу дела.

Применение цветовых кодов к календарям, задачам и электронной почте

Я уже упоминал о цветовом кодировании ваших бумажных файлов и согласовании его с вашими цифровыми системами.Это один из способов сделать это с помощью задач, календаря и категорий Outlook.

В Microsoft Outlook вы можете настроить категории и назначить каждой из них цвет. Затем вы можете использовать это, чтобы закрасить задачи, электронные письма и встречи в календаре.

Это мой стандартный цветовой код:

• Красный — разговорные задания
• Оранжевый — клиенты или поставщики
• Желтый — обучение
• Ярко-зеленый — связанные с командой
• Стандартный зеленый — финансы / бухгалтерский учет
• Синий — бизнес разработка
• Бирюзовый — административный
• Фиолетовый — написание статьи / книги

С первого взгляда я могу быстро увидеть (даже если я не могу прочитать все детали), сколько выступлений, звонков с клиентами и командных встреч я иметь каждую неделю из-за цветов, которые я использую в своем календаре.

Наш инструмент для управления проектами в команде позволяет нам выделять цвета для проектов и событий, которые есть в календаре. Итак, куда бы я ни посмотрел, красный означает, что речь идет о разговоре, желтый — для тренировки, зеленый — для командных встреч и так далее.

Мы все хотим быть более организованными. Цветовое кодирование позволяет быстрее находить то, что нам нужно, и легко определять, где все находится. Это упрощает планирование, так как мы сразу видим, какие категории требуют нашего времени. А когда присоединяется и остальная часть команды, это делает работу всего офиса более плавной, удерживая всех на одной странице с цветовой кодировкой!

Некоторые из ссылок, представленных в наших электронных письмах и сообщениях в блогах, являются спонсируемыми ссылками, и All Things Admin может получить за них компенсацию.Мы рекомендуем только те продукты и ресурсы, которые мы используем в своей профессиональной жизни и при построении нашего бизнеса. Мы надеемся, что они вам тоже пригодятся.

КАК ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЭТУ СТАТЬЮ В ВАШЕМ БЮЛЛЕТЕНЕ ИЛИ НА САЙТЕ

Хотите использовать эту статью в своем информационном бюллетене, электронном журнале или на веб-сайте? Вы можете — просто включив в него эту полную аннотацию:

Джули Перрин, CAP-OM, является основателем и генеральным директором All Things Admin, обеспечивающим обучение, наставничество и ресурсы для профессионалов в области администрирования по всему миру.Джули применяет свои административные знания и страсть к обучению на протяжении всей жизни в качестве восторженного наставника, спикера и автора, который обучает администраторов по всему миру тому, как быть более эффективным каждый день. Узнайте больше о книгах Джули — Инновационный администратор : Раскройте потенциал инноваций в своей административной карьере и Организованный администратор : Используйте свой уникальный организационный стиль для создания систем, уменьшения перегруженности и повышения продуктивности и становления a Процедуры Pro: Руководство администратора по разработке эффективных систем и процедур офиса.

NASD — Цветовое кодирование

Понять и разработать систему цветовой кодировки опасностей на ферме и на рабочем месте.

Единая цветовая система, обозначающая взаимосвязь цвета и опасности, предупреждает сотрудников о том, что угрозы безопасности. Знание системы повышает безопасность сотрудников. Ознакомьтесь с операцией, указав на различные примеры использованной цветовой кодировки и выявленные опасности. ВСЕ СОТРУДНИКИ должны быть знакомы с система цветовой кодировки.Переназначенные работники должны выучить цветовые коды в своей новой области.

Ниже приведены рекомендации по системе цветового кодирования. Разместите копию системы цветовой кодировки в легко найти место для быстрой справки. Используйте четко напечатанные этикетки с цветами. Знаки, бирки и билеты должны следовать тем же основным цветам.

Стандартная система цветовой кодировки:

• КРАСНЫЙ — Обозначает противопожарное оборудование и защитные контейнеры для легковоспламеняющихся веществ.Обозначает аварийные устройства (выключатели аварийного отключения, панель остановки, кнопки).
• ОРАНЖЕВЫЙ — помните о машинах или оборудовании, которые могут порезаться, раздавить, ударить или вызвать другие травмы.
• ЖЕЛТЫЙ — Предупреждает о физических опасностях (поскользнуться, споткнуться, упасть, застрять между ними и столкнуться с опасностями).
• ЗЕЛЕНЫЙ — указывает на оборудование для оказания первой помощи.
• СИНИЙ — Предупреждения относительно использования или перемещения ремонтируемого оборудования или запуска оборудования.
• ПУРПУРНЫЙ И ЖЕЛТЫЙ или ЧЕРНО-ЖЕЛТЫЙ — предупреждает о радиационной опасности.
• ЧЕРНЫЙ, БЕЛЫЙ ИЛИ КОМБИНАЦИЯ — Контролирует и обозначает движение транспорта, отмечает проходы, служебные зоны и подобные зоны.

• Все сотрудники должны быть знакомы с планом цветового кодирования, используемым на ферме или на рабочем месте.
• Разместите копию системы цветового кодирования на видном месте для всех сотрудников.
• Важно следовать системе цветового кодирования для идентификации опасностей.

Верно или неверно

1. Использование системы цветового кодирования может идентифицировать опасности.	т	Факс
2. Для сотрудников важно ознакомиться с система цветовой кодировки, используемая на операции.	т	Факс
3.Система цветовой кодировки может следовать только установленным правилам.	т	Факс
4. Линии, по которым проходят вода, пар, электричество, высокое давление, воздух, газы и химикаты — это те линии, которые необходимо с цветовой кодировкой.	т	Факс
5.Следует использовать четко напечатанные этикетки с цветовой кодировкой. программа.	т	Факс

Ключ ответа
1. Т, 2. Т, 3. Ж, 4. Т, 5. Т

---

Информация об отказе от ответственности и воспроизведении: Информация в NASD не представляет политику NIOSH. Информация включена в NASD появляется с разрешения автора и / или правообладателя.Более

Доступность в Пенсильвании | Цветовое кодирование

Содержание страницы

Цветовое кодирование возможно, если информация о цвете дополняется
различиями в форме или тексте. Вот несколько доступных и недоступных
примеров.

Рекомендации WCAG 2.0 по цветовому кодированию

Если вы планируете использовать цветовую кодировку для передачи контента, вы должны убедиться, что является вторым механизмом (например, различные формы или текстовые метки) для предоставления информации аудитории, которая не может воспринимать изменение цвета, включая слепые и цветные. неполноценные пользователи.

Руководство WCAG 1.4.1 — «Использование цвета: цвет не используется в качестве единственного визуального средства передачи информации, указания действия, побуждения к ответу или выделения визуального элемента. (Уровень A)»

Правильное / неправильное кодирование (красный / зеленый)

Особенно проблематичным случаем является кодирование красного и зеленого цветов, потому что это наиболее распространенная форма цветового дефицита зрения. Ниже приведены несколько примеров того, как включить цветовую кодировку доступным способом.

Недоступная кодировка красный / зеленый

Цвет специальных возможностей

Красная рамка = Нельзя Зеленая рамка = Делать

Bx	Что можно и нельзя
	Проверьте сайт с помощью цветных чекеров или монитора в оттенках серого
	Использовать только цветовую кодировку
	Используйте синий / зеленый или черный / белый / серый
	Используйте красный / зеленый

У пользователя с дальтонизмом могут возникнуть проблемы с отличием зеленого квадрата от красного поля
.Кроме того, цветная ячейка была бы недоступна для программ чтения с экрана, если не было включено
невидимого текста.

Примечание: ALT-текст был добавлен для использования программы чтения с экрана.

Больше доступных альтернатив

В следующих примерах приведены примеры того, как метки формы или текста дополняют цветовую кодировку.

Доступное цветовое кодирование с формой

Цвет специальных возможностей, что можно и нельзя
Красный x = Нельзя Зеленый + = Делать

Символ	Что можно и нельзя
+	Проверьте сайт с помощью цветных чекеров или монитора в оттенках серого
x	Использовать только цветовую кодировку
+	Обратите внимание на контраст между светлым и темным цветом
x	Используйте красный / зеленый вдоль

Пользователи с дефицитом цвета могут полагаться на подсказки формы в символах «+» и «x», чтобы
различать «можно» и «нельзя».Использование текстовых символов с ключом также более доступно для пользователей программ чтения с экрана, чем только цветовое кодирование.

Доступное цветовое кодирование с текстом

Доступные цвета, что можно и что нельзя (цветной текст)

Символ	Что можно и нельзя
До	Проверьте сайт с помощью цветных чекеров или монитора в оттенках серого
Нет	Использовать только цветовую кодировку
До	Обратите внимание на контраст между светлым и темным цветом
Нет	Используйте только красный / зеленый

Эта таблица имеет цветовую кодировку, но текстовые метки делают ее доступной для дальтоников и пользователей программ чтения с экрана
.

Используйте красный и синий

Разработчики, использующие красный и зеленый для кодирования «правильного» и «неправильного», могут рассмотреть возможность замены зеленого оттенком синего . Более высокий процент зрителей может различить красный и синий, чем красный и зеленый.

См. Примеры ниже:

Обычный просмотр цветов

Примечание: По-прежнему важно дополнять цвет дополнительными подсказками. Здесь текстовые метки указывают на плохое или плохое.хорошие пропорции круговой диаграммы.

Красно-зеленый потеря зрения

Это то же изображение, которое просматривается в фильтре Deuteroanomaly в Photoshop. Синий оттенок сохраняется, но зеленый становится оттенком желтого.

Начало страницы

Цветовая кодировка | Природные методы

Color может добавить объемности и богатства научным коммуникациям.На рисунках цвет обычно используется для разделения информации на классы. Задача состоит в том, чтобы выбрать различимые цвета. Системный подход к выбору цветов может помочь нам найти подборку, эффективную для цветового кодирования.

Иногда авторы используют последовательность цветов, например цветовую схему «радуга», для представления диапазона значений. Однако цвет не идеален для кодирования количественных данных из-за присущей им неоднозначности в том, как следует упорядочивать разные цвета. Например, представляет ли желтый меньшее значение, чем синий? Можно было бы сформировать последовательность после упорядочения видимого света по длине волны (запоминается мнемоническим ROYGBIV), но использование этого цветового спектра по своей сути проблематично.Переходы от красного к желтому, к зеленому и так далее неравномерны, нарушая соответствие между цветом и числовым значением. Визуально кажется, что одни цвета в спектре радуги перетекают, а другие недолговечны. Даже когда мы ограничиваем спектр всего несколькими цветами, инкрементное изменение отображаемого значения все равно может не отражаться на величине изменения, которое мы видим.

Напротив, цвет хорошо подходит для представления категориальных данных при правильном использовании — например, для различения экспериментальных условий.При неправильном использовании, например, при назначении интенсивных или слабых цветов определенным категориям, цвет может склонить читателя к смещению. Поскольку цвет является мощным отличительным признаком, подходящей стратегией является выбор цветов, которые можно отличить друг от друга, но сравнимы по видимости.

Цвет — это относительная среда, и соседние цвета могут влиять на зрительное восприятие. Например, можно сделать так, чтобы один и тот же цвет выглядел по-разному или разные цвета выглядели одинаковыми (или почти одинаковыми), изменив только цвет фона (рис.1а, б). Восприятие цвета зависит от контекста, а манипулирование атрибутами соседних цветов влияет на то, как мы видим исходный цвет ¹ . Тепловая карта требует от нас оценки относительной яркости цветов в матрице. Взаимодействие цвета может вызвать глубокий эффект, от которого страдает это графическое представление (рис. 1c).

Рис. 1: Восприятие цвета может варьироваться.

( a , b ) Один и тот же цвет может выглядеть по-разному ( a ), и разные цвета могут казаться почти одинаковыми при изменении цвета фона ( b ) ¹ .( c ) Прямоугольники на тепловой карте, отмеченные звездочками (*), одного цвета, но выглядят разными.

Каждый цвет описывается тремя свойствами: оттенком, насыщенностью и яркостью. Оттенок — это атрибут, который мы используем для классификации цвета как красного или желтого. Насыщенность описывает нейтральность цвета; красный объект с небольшим количеством белого или без него считается очень насыщенным. Яркость цвета говорит нам о его относительном порядке по шкале от темного к светлому.

На компьютере мы можем настроить атрибуты цвета с помощью палитры цветов (рис.2а). На Mac или ПК и в таком программном обеспечении, как Adobe Illustrator и Photoshop, палитра цветов основана на традиционном цветовом круге. В этой системе оттенки расположены по кругу с увеличением насыщенности от центра кнаружи. «Настоящий» цвет (оттенок) находится рядом с кольцом на полпути от центра. На ПК и в продуктах Adobe цветовое колесо преобразуется в квадрат с оттенками, расположенными сверху, а насыщенность уменьшается сверху вниз. Во всех случаях яркость регулируется отдельным ползунком.

Рисунок 2: Цвет имеет оттенок, насыщенность и яркость.

( a , b ) Цвета можно настроить с помощью палитры цветов ( a ). По спирали через оттенок и насыщенность при изменении яркости можно получить различимый набор цветов, различимый даже в оттенках серого (точки, отмеченные 1–6).

Чтобы выбрать цвета, которые легко отличить друг от друга, будь то в цвете или преобразованные в оттенки серого, прокрутите цветовой круг по спирали, изменяя яркость (рис. 2).Мы можем добиться широкого динамического диапазона, настроив все три атрибута цвета. Наша система восприятия очень чувствительна к оттенкам серого, а свойство светлоты позволяет различать цвета при фотокопировании в черно-белое. Таким образом мы можем определить группу из 6–8 цветов. За пределами этого числа задача выбора отличительных цветов становится сложной. Чтобы показать больше категорий, мы можем полагаться не только на цвет, но и на текстурные различия. Например, мы можем кодировать данные для двух категорий в виде красных крестиков и красных кружков.

Однако простого выбора подходящего цвета не всегда достаточно. Размер «визуальных объектов» на рисунке также имеет значение; чем меньше объекты (или чем тоньше линии), тем больше требуются вариации оттенка, насыщенности и яркости. Наконец, чтобы проверить сравнимую видимость выбранных цветов, прищурите графику и посмотрите, нет ли в целом ровности.

Цвет — знакомый и широко используемый элемент дизайна. Неправильный выбор цвета может внести искажения и нежелательные артефакты в наши презентации.Тщательное рассмотрение при выборе цветов поможет нам максимально использовать общение и позволит читателям различать закодированную информацию. В следующем месяце мы сосредоточимся на дизайне графиков данных.

Информация об авторе

Принадлежность

1. Банг Вонг — креативный директор Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда и доцент кафедры прикладного искусства в медицине Школы медицины Университета Джона Хопкинса. .

   Bang Wong

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Wong, B. Цветовое кодирование. Nat Methods 7, 573 (2010). https://doi.org/10.1038/nmeth0810-573

Ссылка для скачивания

Дополнительная литература

• Быстрое визуальное исследование масс-спектрометрических изображений с интерактивным динамическим псевдоцветом спектрального подобия

  • Карстен Вуллемс
  • , Анника Зуровиц
  • , Мартин Зуровиц
  • , Роланд Шнайдер
  • , Ханна Беднарц
  • , Карстен Нихаус
  • и Тим В.Натткемпер

  Научные отчеты (2021 год)

• Неправильное использование цвета в научном общении

  • Фабио Крамери
  • , Грейс Э. Шепард
  • и Филип Дж. Херон

  Nature Communications (2020)

• BPG: бесшовная, автоматизированная и интерактивная визуализация научных данных

  • Кристин Панг
  • , Джеффри Грин
  • , Лорен К.Чонг
  • , Дэрил Вагготт
  • , Стефани Д. Прокопек
  • , Мехрдад Шамси
  • , Фрэнсис Нгуен
  • , Дениз Й. Х. Юнг
  • , Мод HW Starmans
  • , Мишель А. Чан-Сенг-Юэ
  • , Синди К. Яо
  • , Бьянка Лян
  • , Эмили Лалонд
  • , Сайед Хайдер
  • , Николь А. Симоне
  • , Дорота Сендорек
  • , Кеннет К.Чу
  • , Натали С. Мун
  • , Натали С. Фокс
  • , Михал Р. Грзадковски
  • , Николас Дж. Хардинг
  • , Клемент Фанг
  • , Аманда Р. Мердок
  • , Кэтлин Э. Хоулахан
  • , Цзяньсинь Ван
  • , Дэвид Р. Гарсия
  • , Ричард де Борха
  • , Рен X. Сан
  • , Сихуэй Линь
  • , Грегори М. Чен
  • , Эйлин Лу
  • , Ю-Цзя Шиа
  • , Амин Зия
  • , Райан Кернс
  • и Пол К.Бутрос

  BMC Bioinformatics (2019)

• Руководство по визуальному анализу и передаче данных о структуре биомолекул

  • Грэм Т. Джонсон
  • и Сэмюэл Хертиг

  Nature Reviews Молекулярная клеточная биология (2014)

• Обесцвечивание с сохранением контраста с показателями качества на основе восприятия

  • Cewu Lu
  • , Li Xu
  • и Jiaya Jia

  Международный журнал компьютерного зрения (2014)

Полное руководство по цветовому кодированию в электронном обучении

Как улучшить результаты исследования с помощью цветов

Учеба — определенно не для всех, но нельзя отрицать, что на самом деле это одна из самых важных частей жизни.Для многих людей изучение и поиск правильных стратегий обучения может быть сложной задачей. Помимо того, что вам нужно выяснить, к какому типу учеников вы относитесь (например, зрительный, слуховой, чтение / письмо, кинестетик), вам также необходимо определить тактику обучения, которая вам больше всего подходит.

Поскольку существует так много советов, которые гарантированно помогут людям учиться более эффективно, найти те, которые идеально подходят, может показаться немного сложным. Особенно, когда речь идет о платформах электронного обучения.Это может быть даже сложнее, поскольку вам придется разрабатывать курсы, поддерживающие все типы учащихся. К счастью, эта статья (надеюсь) облегчит вам задачу.

Что, если бы я сказал вам, что одна из самых эффективных стратегий обучения предполагает простое использование цветов? Хотя вы можете ассоциировать цвета с чем-то, что будут использовать только дети, вы будете удивлены, насколько они эффективны для студентов и взрослых.

Вот все причины, по которым цвета чрезвычайно полезны для обучения.

Преимущества использования цветов для обучения

Благодаря такому количеству информации, которую нужно усвоить, цвета могут создать идеальную среду, которая задействует процессы обучения.

У каждого цвета своя длина волны, которая предположительно влияет на наш мозг по-разному. Это означает, что выбор цветов будет влиять на наши чувства, поведение и внимание, когда дело касается обучения.

Хотя пока нет конкретных доказательств того, что за этим стоит наука, многие, кто работает в сфере образования, считают «разумное использование цветов» преимуществом в обучении.

Люди чувствительны к визуальным подсказкам; и, по сравнению с черно-белым, было обнаружено, что цвет увеличивает шансы на то, что информация будет закодирована, сохранена и извлечена. Следовательно, с помощью цвета вы можете быстрее обрабатывать информацию, поскольку он визуально упорядочивает информацию таким образом, чтобы это было для вас значимо.

Интересно, что цвет также можно использовать для создания правильного настроения в вашей учебной среде. В приведенном ниже списке показано, как каждый цвет способствует обучению.

• Красный повышает бдительность, но может беспокоить тех, кто беспокоится.
• Оранжевый повышает продуктивность, обеспечивает комфорт и, как известно, поднимает настроение. Но не используйте этот цвет для людей с гиперактивным расстройством или с природной энергией, так как это может привести к чрезмерной стимуляции.
• Желтый поощряет творчество и положительные эмоции, а также помогает поддерживать внимание.
• Синий благодаря своему холодному тону успокаивает. Это увеличивает производительность, а также предлагает более дружелюбную среду для тех, чье обучение связано с высоким стрессом и когнитивной нагрузкой.
• Зеленый создает успокаивающую среду, повышает работоспособность и концентрацию.
• Off-white вызывает положительные эмоции и помогает поддерживать внимание.

Как реализовать цветовое кодирование в электронном обучении

При использовании цветового кодирования необходимо учитывать 3 основных фактора:

1. Категоризация слов

Прежде чем вы сможете назначать цвета каждому слову или фразе, вы должны выяснить, в какие категории вы хотите их отнести.Например, если вы изучаете новый язык, вы можете подумать о том, чтобы сгруппировать слова в категорию «словарь» или «грамматика». Или вы также можете классифицировать слова в соответствии с их уровнем важности.

Группирование определенной информации с использованием одного цвета поможет вам просмотреть и запомнить наиболее важные моменты — аналогично тому, как выделение фраз из учебников помогает людям учиться более эффективно.

2. Цветовая схема

Далее вам нужно будет выбрать цветовую схему.Важное значение будет иметь значение, которое вы придаете каждому цвету, поэтому вам следует подумать о выборе наиболее подходящих для вас цветов . Таким образом, он может предоставить вам контекст информации, отмеченной этим конкретным цветом.

Отличный способ сделать это — выбрать цвета, которые тесно связаны с определенными концепциями, чувствами или событиями. Например, вы можете использовать розовый для любых терминов, связанных с женщинами, синий для терминов, связанных с мужчинами, или даже зеленый для терминов, связанных со здоровьем и устойчивостью.

Однако значения цвета будут различаться в зависимости от культуры. Поэтому, в зависимости от целевой аудитории и их происхождения, рекомендуется заранее провести исследование.

3) Цветное приложение

Наконец, вам нужно решить, как вы хотите применить цветовые коды. Вы можете выделять слова, использовать стикеры, добавлять цветные фигуры и символы или даже использовать цветные шрифты, что является наиболее распространенным приложением для цветового кодирования.

В дополнение к этим трем правилам цветового кодирования существует множество других способов использования цветового кодирования для оптимизации ваших курсов электронного обучения.Прочтите ниже основные советы по цветовому кодированию, которые вам нужно знать.

5 советов по цветовому кодированию, которые необходимо знать

1. Используйте яркие цвета

В образовательных целях цвета могут использоваться для стимулирования нейронной активности, позволяя учащимся более эффективно учиться, запоминать и сохранять новую информацию. Чем ярче цвета, тем лучше они могут привлечь внимание к определенным типам информации, особенно для тех, кто изучает визуальное восприятие.

Обычно красный цвет используется для выделения важных идей, поскольку он считается наиболее тревожным цветом. Подумайте обо всех словах, которые вам приходилось выучивать в детстве. В большинстве случаев учителя записывали терминологию красным, в то время как ее определения оставались написанными нейтральным черным цветом.

Яркие цвета помогают добиться большей контрастности, что в дальнейшем приводит к повышенной видимости представляемой информации. Однако, несмотря на его удивительное использование, стоит отметить, что вы не должны использовать яркие цвета (особенно красный) в течение длительного периода времени, так как это может вызвать когнитивную перегрузку.

2. Будьте последовательны

После того, как вы выбрали цветовую схему, которую хотите использовать для каждой категории, вы должны помнить о том, чтобы придерживаться этих же цветов на протяжении всего курса электронного обучения, вместо того, чтобы каждый раз заново изучать все цветовые коды. Это упростит вашим ученикам систематизацию и запоминание информации.

3. Используйте цвет только с самой важной информацией

Если бы вы закодировали все типы информации из урока, не осталось бы ничего особенного.Помните, что цель использования цвета — подчеркнуть определенные моменты, чтобы вашим ученикам было легче обрабатывать информацию. По этой причине цветовое кодирование всего было бы не идеально.

Лучшей стратегией было бы привлечь внимание к наиболее необходимой информации, используя теплые цвета, такие как красный или оранжевый. Эти цвета следует размещать на нейтральном фоне, чтобы усилить их эффект и сделать их достаточно смелыми, чтобы учащиеся могли мгновенно их заметить и принять к сведению эту информацию.

Напротив, для успокаивающего эффекта можно использовать холодные цвета, такие как синий, зеленый и фиолетовый. Это не лучшие цвета, если вы хотите подчеркнуть какую-то мысль. Вместо этого вы можете использовать эти цвета, чтобы выделить вспомогательные детали.

4. Различайте основные идеи и мелкие детали

Разделение основных идей и второстепенных деталей разными цветами позволяет упорядочить информацию таким образом, чтобы она была более логичной для учащихся. Например, вы можете использовать красный цвет для более крупной темы или основной идеи и нейтральный или прохладный тон для всех остальных вспомогательных деталей.

Различение уровней важности для каждого типа информации поможет повысить ясность и удобочитаемость содержания исследования. Благодаря цветовым кодам, присвоенным каждому уровню, он также может помочь учащимся установить связь между каждой идеей и ее опорными точками.

Таким образом, это действительно может помочь учащимся, когда дело доходит до рассуждений.

5. Избегайте использования слишком большого количества цветов

Цветовое кодирование дает много преимуществ при обучении, однако существует ограничение на количество цветов, которые вы должны использовать во время урока.

Использование слишком большого количества цветов затруднит запоминание и сохранение информации учащимися. Подобно чрезмерному использованию ярких цветов, слишком много цветов может вызвать когнитивную перегрузку. Вместо того, чтобы упростить обучение для ваших учеников, это еще больше усложнит ситуацию.

Итак, чтобы максимизировать эффективность уроков электронного обучения, хорошее практическое правило — придерживаться трех, максимум четырех цветов.

Заключение

Чтобы стать успешной платформой электронного обучения, недостаточно просто предлагать образовательные и ценные курсы.При разработке этих курсов жизненно важно, чтобы вы также принимали во внимание их физиологическое и психологическое воздействие на учащихся.

Все учащиеся различаются по стилю обучения и способностям. Вы должны изо всех сил стараться придерживаться их всех, и именно здесь цветовое кодирование принесет вам пользу.

Цвета используются во всем, и они гораздо более значимы, чем мы ожидаем. Независимо от того, изучаете ли вы что-то новое или пытаетесь вспомнить определенную информацию, цветовое кодирование оказывается эффективным методом обучения, который работает повсеместно.

Поскольку цветовые коды также могут использоваться в различных предметах, нет причин, по которым вы не должны применять эти методы на уроках электронного обучения. Если вы еще этого не сделали, попробуйте использовать цвета в своих курсах, чтобы добиться наилучших результатов.

Платформа для обучения Innowork

INNOWORK решает задачи, связанные с HR / L&D, такие как определение компетенций для каждой должности, анализ пробелов в навыках, создание TNA и рекомендации соответствующих курсов, планирование преемственности и т. Д.Наш LXP может быть интегрирован с любым корпоративным программным обеспечением LMS или HR.

Цветовая кодировка резистора

| Цветовой код

Попробуйте наш Калькулятор цветовой маркировки резисторов в разделе «Инструменты».

Номиналы и цвет стандартных резисторов

Компоненты и провода имеют цветовую маркировку для обозначения их значения и функции.

Цветовая кодировка резистора использует цветные полосы для быстрой идентификации сопротивления резистора и его процентного отклонения от физического размера резистора, указывающего его номинальную мощность.

Обычно значение сопротивления, допуск и номинальная мощность печатаются на корпусе резистора в виде цифр или букв, если корпус резистора достаточно большой, чтобы прочитать отпечаток, например, резисторы большой мощности.

Но когда резистор меньше (например, углеродного или пленочного типа 1/4 Вт), отпечаток слишком мал для чтения, поэтому спецификации должны быть представлены другим способом.

Цвет	Цифра	Множитель	Допуск (%)
Черный	0	10 0 (1)
Коричневый	1	10 1	1
Красный	2	10 2	2
Оранжевый	3	10 3
Желтый	4	10 4
Зеленый	5	10 5	0.5
Синий	6	10 6	0,25
фиолетовый	7	10 7	0,1
Серый	8	10 8
Белый	9	10 9
Золото		10 -1	5
Серебро		10 -2	10
(нет)			20

Коричневый, красный, зеленый, синий и фиолетовый цвета используются как коды допусков только для 5-полосных резисторов.Для всех 5-полосных резисторов используется цветная полоса допуска.

Пустая (20%) «полоса» используется только с «4-полосным» кодом (3 цветных полосы + пустая «полоса»).

Желто-фиолетовый-оранжевый-золотой Код цвета

Резистор желто-фиолетового-оранжевого-золотого цвета будет иметь сопротивление 47 кОм с допуском +/- 5%.

Код цвета зеленый-красный-золото-серебро

Резистор цвета Зеленый-Красный-Золотой-Серебряный будет 5.2 Ом с допуском +/- 10%.

Белый-Фиолетовый-Черный Код цвета

Резистор цвета Белый-Фиолетовый-Черный будет иметь сопротивление 97 Ом с допуском +/- 20%. Когда вы видите только три цветные полосы на резисторе, вы знаете, что на самом деле это 4-полосный код с пустой (20%) полосой допуска.

Оранжевый-Оранжевый-Черный-Коричневый-Фиолетовый Код цвета

Резистор цвета Оранжевый-Оранжевый-Черный-Коричнево-фиолетовый будет равен 3.3 кОм с допуском +/- 0,1%.

Коричнево-зеленый-серый-серебристо-красный Цветовой код

Резистор цвета Коричнево-зеленый-серый-серебристо-красный должен иметь сопротивление 1,58 Ом с допуском +/- 2%.

Синий-коричневый-зеленый-серебристый-синий Цветовой код

Резистор , окрашенный в синий-коричневый-зеленый-серебристо-синий , будет иметь сопротивление 6,15 Ом с допуском +/- 0,25%.

Предпочтительные значения или серия E

Чтобы упростить массовое производство резисторов, МЭК (Международная электротехническая комиссия) в 1952 году определила допуски и значения сопротивления для резисторов.

Они называются предпочтительными значениями или серией E, опубликованными в стандарте IEC 60063: 1963. Эти стандарты также используются в конденсаторах, стабилитронах и индукторах.

Это было сделано для того, чтобы, когда компании производят резисторы с разными значениями сопротивления, они занимали одинаковое место в логарифмической шкале.

Это помогает поставщику складировать различные ценности. Резисторы разных производителей совместимы для одних и тех же конструкций из-за использования стандартных значений.

Стандартный резистор Номинальная серия и допуски

Стандартные значения резисторов E3, E6, E12, E24, E48 и E96 перечислены ниже.

Серия E	Допуск (SIG FIGS)	Количество значений в каждое десятилетие
E3	36% *	3
E6	20%	6
E12	10%	12
E24	5%	24
E48	2%	48
E96	1%	96
E192	0.Допуски 5%, 0,25% и выше

* Расчетный допуск для этой серии составляет 36,60%. В то время как стандарт указывает только допуск, превышающий 20%, другие источники указывают 40% или 50%.

Стандартный резистор серии E3

Это наиболее широко используемые серии резисторов в электронной промышленности, которые используются для резисторов, номиналы которых не являются критическими.

Количество различных компонентов в любой конструкции электронной схемы может быть уменьшено, если придерживаться этой серии.

Стандартный резистор серии E6

Резисторы серии E6 также широко используются в электронной промышленности из-за более широкого диапазона номиналов резисторов.

Стандартный резистор E12 серии

1	1,2	1,5
1,8	2,2	2,7
3,3	3.9	4,7
5,6	6,8	8,2

Стандартный резистор E24 серии

Несмотря на то, что доступны резисторы до E24, в любой конструкции можно сосредоточиться на использовании как можно меньшего числа резисторов.

Это уменьшит количество компонентов в конструкции и поможет снизить затраты при рассмотрении крупномасштабного производства.

1	1.1	1,2
1,3	1,5	1,6
1,8	2	2,2
2,4	2,7	3
3,3	3,6	3,9
4,3	4,7	5,1
5,6	6,2	6,8
7,5	8,2	9,1

Стандартный резистор E48 серии

1	1.05	1,1
1,15	1,21	1,27
1,33	1,4	1,47
1,54	1,62	1,69
1,78	1,87	1,96
2,05	2,15	2,26
2,37	2,49	2,61
2,74	2,87	3.01
3,16	3,32	3,48
3,65	3,83	4,02
4,22	4,42	4,64
4,87	5,11	5,36
5,62	5,9	6,19
6,49	6,81	7,15
7,5	7,87	8,25
8.66	9,09	9,53

Серия резисторов E96 и выше

Серии стандартных резисторов E96 и E192 действительно существуют, но они не используются так часто, как упомянутые ранее серии.