ВЫВОД НА ЭКРАН ТОНОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Высококачественные системы компьютерной графики обычно предлагают 256 уровней интенсивности для каждого компонента цвета, но для получения приемлемых изображений во многих приложениях можно использовать меньшее число уровней. Четырехуровневая система предоставляет минимальные возможности создания затенения на тоновых изображениях, тогда как фотореалистичные изображения можно генерировать в системах, которые могут предложить от 32 до 256 уровней интенсивности на пиксель.
На рис. 10.36 показана тоновая фотография, отображенная с различными уровнями интенсивности. Если для воспроизведения тонового изображения используется небольшое число уровней интенсивности, границы между областями различной интенсивности (называемые контурами) видны отчетливо. В двухуровневой репродукции едва-едва идентифицируемы черты лица. Используя 4 уровня интенсивности, можно различать схемы затенения оригинала, но контурные эффекты слишком режут глаза. При 8 уровнях интенсивности контурные эффекты все еще очевидны, но лучше видны .исходные тени. При 16 или большем числе уровней интенсивности контурные эффекты менее заметны, а репродукции очень близки к оригиналу. Репродукции тоновых изображений с использованием 32 уровней интенсивности демонстрируют лишь незначительные отличия от оригинала.
ПОЛУТОНОВЫЕ ШАБЛОНЫ И МЕТОДЫ ПСЕВДОСЛУЧАЙНОГО ШУМА
В системе, располагающей очень малым числом уровней интенсивности, можно создать видимое увеличение числа доступных интенсивностей, выделяя несколько пикселей на изображение на сцене каждого значения интенсивности. При наблюдении небольшой области, состоящей из нескольких положений пикселей, наши глаза имеют тенденцию скрашивать или усреднять мелкие детали общей интенсивностью. Двухуровневые мониторы и принтеры, в частности, позволяют играть на этом визуальном эффекте для получения изображений, глядя на которые, кажется, что они отображены с использованием нескольких значений интенсивности.
Тоновые фотографии воспроизводятся для публикации в газетах, журналах и книгах с использованием процесса печати, называемого формированием полутонового изображения (halftoning), а воспроизведенные изображения называются полутоновыми. Для черно-белых фотографий каждая область постоянной интенсивности воспроизводится как набор небольших черных кружков на белом фоне. Диаметр каждого круга пропорционален темноте, требуемой от данной области интенсивностей. Более темные области печатаются большими окружностями, а более светлые - меньшими. На рис. 10.37 представлен увеличенный сегмент полутоновой репродукции. Как показано на рис. 10.38, полутона цвета печатаются с использованием небольших круглых точек различных размеров и цветов. Книжные и журнальные полутоновые изображения печатаются на качественной бумаге с использованием приблизительно 60-80 кружков различного диаметра на сантиметр. Газеты печатаются на бумаге худшего качества и с меньшим разрешением (порядка 25-30 точек на сантиметр).
Методы полутоновой аппроксимации можно также применить для увеличения числа отображаемых интенсивностей в системах, способных давать более двух интенсивностей на пиксель. Например, в полутоновой системе, которая может отображать четыре значения интенсивности на пиксель, можно использовать сетку пикселей 2 на 2 и представить 13 различных уровней интенсивности. На рис. 10.43 иллюстрируется один способ выбора 13 шаблонов сетки пикселей, где каждый пиксель может иметь интенсивность 0, 1, 2 или 3.