Ложный цвет относится к группе методов цветопередачи, используемых для отображения изображений в цвете, которые были записаны в видимой или невидимой части электромагнитного спектра. Изображение с ложным цветом — это изображение, изображающее объект в цветах, которые отличаются от фотографии, изображенной на изображении в истинном цвете.
Кроме того, варианты ложного цвета, такие как псевдоколор, нарезка плотности и choropleths, используются для информационной визуализации данных, собранных одним каналом серого, или данных, не изображающих части электромагнитного спектра (например, возвышение на картах рельефа или типы тканей в магнитных резонансная визуализация).
Типы цветопередачи
Истинный цвет
Чтобы понять ложный цвет, полезно взглянуть на концепцию истинного цвета. Изображение называется истинно-цветным изображением, когда оно предлагает естественную цветопередачу или приближается к ней. Это означает, что цвета объекта в изображении кажутся человеческому наблюдателю таким же образом, как если бы этот наблюдатель должен был непосредственно просматривать объект: зеленое дерево выглядит зеленым на изображении, красным яблочным красным, синим небом и скоро. При применении к черно-белым изображениям истинный цвет означает, что воспринимаемая легкость предмета сохраняется в его изображении.
Абсолютная рендеринг с истинным цветом невозможна. Существуют три основных источника ошибки цвета (метамерный отказ):
Различные спектральные чувствительности человеческого глаза и устройства захвата изображения (например, камеры).
Различные спектральные излучения / отражения объекта и процесса визуализации изображения (например, принтер или монитор).
Различия в спектральной освещенности в случае отражающих изображений (например, фотопечати) или отражающих объектов — см. Индекс цветопередачи (CRI) для деталей.
Результатом метаметрического сбоя будет, например, изображение зеленого дерева, которое показывает другой оттенок зеленого цвета, чем сам дерево, другой оттенок красного для красного яблока, другой оттенок синего для голубого неба и так далее на. Управление цветом (например, с профилями ICC) может использоваться для смягчения этой проблемы в рамках физических ограничений.
Приблизительные изображения с истинным цветом, собранные космическим аппаратом, являются примером, когда изображения имеют определенное количество метамерных сбоев, поскольку спектральные полосы камеры космического корабля выбраны для сбора информации о физических свойствах исследуемого объекта и не выбраны для захвата Изображения с истинным цветом.
Ложный цвет
В отличие от изображения с истинным цветом изображение с ложным цветом жертвует естественной цветопередачей, чтобы облегчить обнаружение признаков, которые не так легко различимы — например, использование инфракрасного инфракрасного излучения для обнаружения растительности в спутниковых изображениях. Хотя изображение с ложным цветом может быть создано с использованием исключительно визуального спектра (например, для акцентирования цветовых различий), обычно некоторые или все данные используются из электромагнитного излучения (ЭМ) вне визуального спектра (например, инфракрасного, ультрафиолетового или рентгеновского). Выбор спектральных полос определяется физическими свойствами исследуемого объекта.
Поскольку человеческий глаз использует три спектральные полосы (см. Трихроматичность для деталей), три спектральные полосы обычно объединяются в изображение с ложным цветом. По крайней мере, две спектральные полосы необходимы для кодирования с ложным цветом, и можно объединить больше полос в три визуальные полосы RGB — с возможностью глаза различать три канала, являющихся ограничивающим фактором. Напротив, «цветное» изображение, сделанное из одной спектральной полосы, или изображение, сделанное из данных, состоящих из не-EM-данных (например, высота, температура, тип ткани), представляет собой псевдоцветное изображение (см. Ниже).
Для истинного цвета каналы RGB (красный «R», зеленый «G» и синий «B») от камеры отображаются на соответствующие каналы RGB изображения, что дает отображение «RGB → RGB». Для ложного цвета это отношение изменяется. Простейшей кодировкой с ложным цветом является получение изображения RGB в видимом спектре, но сопоставление его по-разному, например, «GBR → RGB». Для традиционных спутниковых изображений с неправильным цветным изображением Земли используется картирование «NRG → RGB», при этом «N» является спектральным диапазоном ближней инфракрасной области (и синяя спектральная полоса не используется) — это дает типичную «растительность в красном» ложном -цветные изображения.
Для спутниковых и космических снимков используются (например, сателлиты дистанционного зондирования) (например, Landsat, см. Пример выше), космические телескопы (например, космический телескоп Хаббла) или космические зонды (например, Cassini-Huygens). Некоторые космические аппараты с роверами (например, «Научная лаборатория Марса»), являющиеся наиболее яркими примерами, имеют возможность фиксировать приближенные изображения с истинным цветом. Спутники погоды производят, в отличие от ранее упомянутых космических аппаратов, полутоновых изображений из видимого или инфракрасного спектра.
псевдоцвете
Псевдословообразное изображение (иногда называемое псевдоцветным или псевдоцветным) выводится из изображения в оттенках серого путем сопоставления каждого значения интенсивности с цветом в соответствии с таблицей или функцией. Псевдо-цвет обычно используется, когда доступен один канал данных (например, температура, высота, состав почвы, тип ткани и т. Д.), В отличие от ложного цвета, который обычно используется для отображения трех каналов данных.
Типичным примером использования псевдоцветки является термография (тепловидение), где инфракрасные камеры имеют только одну спектральную полосу и показывают их изображения в оттенках серого в псевдоцветке.
Другим знакомым примером псевдоцветки является кодирование высоты с использованием гипсометрических оттенков на физических картах рельефа, где отрицательные значения (ниже уровня моря) обычно представлены синими оттенками и положительными значениями по зеленым и коричневым.
Pseudocoloring может сделать некоторые детали более заметными, так как воспринимаемая разница в цветовом пространстве больше, чем между последовательными серыми уровнями.
В зависимости от используемой таблицы или функции и выбора источников данных псевдокранирование может увеличить информационное содержимое исходного изображения, например, добавить географическую информацию, объединить информацию, полученную из инфракрасного или ультрафиолетового света, или из других источников, таких как сканирование МРТ.
Дальнейшее применение псевдоколонирования заключается в сохранении результатов разработки изображения; то есть, изменяя цвета, чтобы облегчить понимание изображения.
Нарезка плотности
Нарезка плотности, вариация псевдоцветки, делит изображение на несколько цветных полос и, среди прочего, используется при анализе изображений дистанционного зондирования. Для нарезки плотности диапазон оттенков серого разделяется на интервалы, каждый из которых присваивается одному из нескольких дискретных цветов — это контрастирует с псевдоцветкой, которая использует непрерывную цветовую шкалу. Например, в цветовом изображении в градациях серого значения температуры на изображении могут быть разделены на полосы 2 ° C, и каждая полоса представлена одним цветом — в результате температура одного пятна в термографе может быть легче приобретена пользователем , потому что различимые различия между дискретными цветами больше, чем различимые изображения с непрерывным оттенком серого или непрерывным псевдоцветом.
Choropleth
Choropleth — изображение или карта, в которых области окрашены или имеют узорную форму пропорционально категории или значению одной или нескольких представленных переменных. Переменные отображаются в несколько цветов; каждая область вносит одну точку данных и получает один цвет из этих выбранных цветов. В основном это сплайсинг плотности, примененный к псевдослову. Таким образом, карта choropleth географической области является крайней формой ложного цвета.
Ложный цвет в искусстве
В то время как художественное исполнение придает субъективное выражение цвета, Энди Уорхол (1928-1987) стал культурно значимой фигурой современного искусства, создав ложные цветные картины с использованием технологий трафаретной печати. Некоторые из наиболее узнаваемых отпечатков Уорхола включают репликацию Мэрилин Монро, ее изображение, основанное на кадре фильма из фильма Niagara , Субъектом был секс-символ и звёздный фильм нуар, чья смерть в 1962 году повлияла на художника. Серия отпечатков была сделана с ласковостью, но обнажила ее персону как иллюзию через его стиль линии сборки художественного произведения, которые не эротичны и немного гротескны. Используя различные цветовые палитры чернил, Уорхол погрузился в процесс повторения, который служит для сравнения персонажей и предметов повседневности с качествами массового производства и потребительства. Цвета чернил были выбраны путем экспериментирования с эстетикой и не коррелируют с ложной цветопередачей электромагнитного спектра, используемого при обработке изображений дистанционного зондирования. В течение многих лет художник продолжал трафаретную печать ложных цветных изображений Мэрилин Монро, возможно, его наиболее употребительная работа была Бирюза Мэрилин, купленная в мае 2007 года частным коллекционером за 80 миллионов НАС долларов.