10.5 Конвертирование в градации серого цвета

Как становится ясно из предыдущих обсуждений, каждое цветное изображение имеет бесцветные составляющие, которые можно отделить от тона и насыщенности. На самом деле, в GIMP есть три функции для приведения цветного изображения к серому. Это Градации серого, Обесцветить, а также компонент Яркость в разложении рисунка по схеме HSV при помощи функции Разобрать. Рисунок 10.10 иллюстрирует применение к цветному изображению каждого из этих методов.

Figure: Три метода конвертирования в градации серого

Для начала рассмотрим наиболее очевидный выбор метода конвертирования изображения в градации серого цвета. Это пункт Градации серого из меню Изображение->Режим. Эта функция трансформирует 24-битное трехканальное цветное изображение в одноканальное 8-битное путем вычисления средневзвешенного количества красного, зеленого и синего цветов. В GIMP используется формула Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B; эта величина также известна как свечение (luminance). Коэффициенты, используемые для расчета свечения, выбраны из соображений коррекции люминисцентов цветного монитора. Дело в том, что из базовых цветов, взятых в одинаковом количестве, человеческих глаз сперва выделяет зеленый, затем красный, а уже потом синий. Подразумевается, что когда зеленый и синий цвета излучаются монитором в одинаковом количестве, зеленый, тем не менее, выглядит ярче. Поэтому преобразование в градации серого цвета путем вычисления среднего арифметического цветовых компонент не отражает воспринимаемую человеком яркость оригинала. Для этого используется средневзвешенная величина.

Результат конвертирования изображения 10.10 (a) выбором пункта меню Градации серого показан на рисунке 10.10 (b). Если Вы сравните его с остальными примерами, то заметите, что функция Градации серого лучше передает яркость оригинального рисунка.

Согласно предыдущим обсуждениям, обнуление параметра "насыщенность" также преобразует цветное изображение в серое. Один из путей обесцвечивания рисунка это замена RGB компонентов каждой точки соответствующими компонентами ближайшей точки нейтральной оси. Нейтральная ось изображена на рисунке 10.6. В GIMP что-то подобное делает функция Обесцветить, расположенная в меню Изображение->Цвета. Используется приблизительно такая же идея: выбирается точка нейтральной оси, определенная формулой L = max(R,G,B) + min(R,G,B) / 2, что соответствует определению светимости (ligthness). После применения функции Обесцветить рисунок остается трехканальным изображением в режиме RGB, но соответствующие точки всех трех каналов имеют одно и то же значение, поэтому изображение выглядит серым.

Результат применения функции Обесцветить к изображению 10.10 (a) показан на рисунке 10.10 (c). Из всех трех методов преобразования функция Обесцветить дает наименее рельефный (то есть наименее контрастный) результат.

И наконец, конвертировать цветное изображение в серое можно при помощи режима HSV функции Разобрать. Эта функция разбирает исходное изображение на три новых, каждое из которых является 8-битным отображением тона, насыщенности и яркости. Компонент ``яркость'' это результат преобразования цвета в градации серого путем замены цветных точек точками нейтральной оси, выбранных в соответствии с наибольшим исходным RGB компонентом. То есть V = max(R,G,B).

На рисунке 10.10 (d) показан компонент ``яркость'' из разложенного на каналы HSV рисунка 10.10 (a). Результат этого преобразования выглядит самым ярким из всех трех, поскольку ``яркость'' в данном случае определяется как максимум из R, G, B (см. рисунок 10.6).

Итак, какое метод преобразования лучше? Мне хочется сказать, что лучший способ это Градации серого, поскольку яркость результата конвертирования этим методом наиболее соответствует яркости оригинального цветного изображения. Тем не менее, ответ на этот вопрос должен зависеть от того, что Вы хотите сделать с рисунком. Кроме того, остальные методы конвертирования в градации серого не менее полезны. В частности, компонент HSV-разложения ``яркость'' используется во многих операциях GIMP (к примеру, см. разделы 11.2.6 и 11.4.4).