Fałszywy kolor - False color
Kolor fałszywy (lub pseudokolor ) odnosi się do grupy metod oddawania barw używanych do wyświetlania obrazów w kolorze, które zostały zarejestrowane w widocznych lub niewidzialnych częściach widma elektromagnetycznego . Obraz w fałszywych kolorach to obraz przedstawiający obiekt w kolorach różniących się od tych, które przedstawia fotografia (obraz w prawdziwym kolorze ). Na tym zdjęciu kolory zostały przypisane do trzech różnych długości fal, których nasze oczy normalnie nie widzą.
Ponadto warianty fałszywego koloru, takie jak pseudokolor , cięcie gęstości i kartogramy są wykorzystywane do wizualizacji informacji albo danych zebranych przez pojedynczy kanał w skali szarości, albo danych nie przedstawiających części widma elektromagnetycznego (np. elewacja na mapach reliefowych lub typy tkanek w magnetycznym obrazowanie rezonansowe ).
Rodzaje odwzorowań kolorów
Prawdziwy kolor
Koncepcja prawdziwego koloru może pomóc w zrozumieniu fałszywego koloru. Obraz jest nazywany obrazem w prawdziwym kolorze, gdy oferuje naturalne odwzorowanie kolorów lub gdy się do niego zbliża. Oznacza to, że kolory obiektu na obrazie wydają się ludzkiemu obserwatorowi w taki sam sposób, jak gdyby ten sam obserwator bezpośrednio oglądał obiekt: zielone drzewo wydaje się zielone na obrazie, czerwone jabłko czerwone, błękitne niebo niebieskie, i tak dalej. W przypadku zastosowania do obrazów czarno-białych, true-color oznacza, że postrzegana jasność obiektu jest zachowana w jego przedstawieniu.
Zatokę Chesapeake i miasto Baltimore
Absolutne odwzorowanie prawdziwych kolorów jest niemożliwe. Istnieją trzy główne źródła błędów kolorów (błędy metameryczne ):
- Różne czułości spektralne oka ludzkiego i urządzenia do przechwytywania obrazu (np. kamery ).
- Różne emisje/odbicia widmowe obiektu i procesu renderowania obrazu (np. drukarka lub monitor ).
- Różnice w irradiancji widmowej w przypadku obrazów odbijających światło (np. odbitki fotograficzne) lub obiektów odbijających światło – szczegóły patrz wskaźnik oddawania barw (CRI).
Skutkiem niepowodzenia metamerycznego byłby na przykład obraz zielonego drzewa, które ma inny odcień zieleni niż samo drzewo, inny odcień czerwieni dla czerwonego jabłka, inny odcień niebieskiego dla błękitnego nieba i tak dalej. na. Zarządzanie kolorami (np. z profilami ICC ) może być wykorzystane do złagodzenia tego problemu w ramach ograniczeń fizycznych.
Przybliżone obrazy w rzeczywistych kolorach zebrane przez statek kosmiczny są przykładem, w którym obrazy mają pewną dozę metamerycznej awarii, ponieważ pasma widmowe kamery statku kosmicznego są wybierane do zbierania informacji o właściwościach fizycznych badanego obiektu, a nie są wybierane do uchwycenia obrazy w prawdziwych kolorach.
Fałszywy kolor
W przeciwieństwie do obrazu w prawdziwych kolorach, obraz w sztucznych kolorach poświęca naturalne odwzorowanie kolorów, aby ułatwić wykrywanie cech , które nie są łatwo dostrzegalne w inny sposób – na przykład wykorzystanie bliskiej podczerwieni do wykrywania roślinności na obrazach satelitarnych. Podczas gdy obraz z fałszywymi kolorami można stworzyć przy użyciu wyłącznie widma widzialnego (np. w celu podkreślenia różnic kolorów), zazwyczaj niektóre lub wszystkie wykorzystywane dane pochodzą z promieniowania elektromagnetycznego (EM) spoza widma widzialnego (np. podczerwień , ultrafiolet lub promieniowanie rentgenowskie ). Dobór pasm widmowych zależy od właściwości fizycznych badanego obiektu.
Ponieważ ludzkie oko wykorzystuje trzy pasma widmowe (szczegóły w trichromatyczności ), trzy pasma widmowe są zwykle łączone w obraz w sztucznych kolorach. Do kodowania fałszywych kolorów potrzebne są co najmniej dwa pasma widmowe i możliwe jest połączenie większej liczby pasm w trzy wizualne pasma RGB – przy czym czynnikiem ograniczającym jest zdolność oka do rozróżniania trzech kanałów. Natomiast obraz „kolorowy” wykonany z jednego pasma widmowego lub obraz utworzony z danych składających się z danych innych niż EM (np. wysokość, temperatura, rodzaj tkanki) jest obrazem pseudokolorowym (patrz poniżej).
Dla prawdziwego koloru, kanały RGB (czerwony „R”, zielony „G” i niebieski „B”) z kamery są mapowane do odpowiednich kanałów RGB obrazu, dając mapowanie „RGB→RGB”. W przypadku fałszywego koloru ta relacja ulega zmianie. Najprostszym kodowaniem fałszywych kolorów jest wzięcie obrazu RGB w widmie widzialnym, ale zmapowanie go inaczej, np. „GBR→RGB”. W przypadku tradycyjnych obrazów satelitarnych Ziemi w fałszywych kolorach stosuje się mapowanie „NRG→RGB”, gdzie „N” oznacza pasmo widmowe bliskiej podczerwieni (a niebieskie pasmo widmowe jest niewykorzystane) – daje to typową „roślinność w kolorze czerwonym”. -kolorowe obrazy.
Fałszywy kolor jest używany (między innymi) dla obrazów satelitarnych i kosmicznych: Przykładami są satelity teledetekcyjne (np. Landsat , patrz przykład powyżej), teleskopy kosmiczne (np. Teleskop Kosmiczny Hubble'a ) lub sondy kosmiczne (np. Cassini-Huygens ). Niektóre statki kosmiczne, z łazikami (np. Mars Science Laboratory Curiosity ), które są najbardziej znanymi przykładami, mają również zdolność przechwytywania przybliżonych obrazów w rzeczywistych kolorach. Satelity pogodowe wytwarzają, w przeciwieństwie do wspomnianego wcześniej statku kosmicznego, obrazy w skali szarości z widma widzialnego lub podczerwonego.
Pseudokolor
Obraz pseudokolorowy (czasem stylizowany pseudokolor lub pseudokolor ) jest uzyskiwany z obrazu w skali szarości przez mapowanie każdej wartości intensywności na kolor zgodnie z tabelą lub funkcją. Pseudokolor jest zwykle używany, gdy dostępny jest pojedynczy kanał danych (np. temperatura, wysokość, skład gleby, rodzaj tkanki itd.), w przeciwieństwie do fałszywego koloru, który jest powszechnie używany do wyświetlania trzech kanałów danych.
Pseudokolorowanie może sprawić, że niektóre szczegóły będą bardziej widoczne, ponieważ postrzegana różnica w przestrzeni barw jest większa niż pomiędzy kolejnymi poziomami szarości. Z drugiej strony, funkcję mapowania kolorów należy wybrać tak, aby jasność koloru była nadal monotonna, w przeciwnym razie nierównomierna zmiana utrudniłaby interpretację poziomów, zarówno dla widzów normalnych, jak i daltonistów. Jednym z przestępców jest powszechnie używana paleta „tęczowa”, ze zmianą jasności w tę i z powrotem. (Zobacz także Kartogram § Przebieg kolorów .)
Typowym przykładem zastosowania pseudokoloru jest termografia (obrazowanie termiczne), w której kamery termowizyjne mają tylko jedno pasmo spektralne i pokazują swoje obrazy w skali szarości w pseudokolorze.
Innym znanym przykładem pseudokoloru jest kodowanie elewacji za pomocą odcieni hipsometrycznych na fizycznych mapach reliefowych , gdzie wartości ujemne (poniżej poziomu morza ) są zwykle reprezentowane przez odcienie niebieskiego, a wartości dodatnie przez zielenie i brązy.
W zależności od użytej tabeli lub funkcji oraz wyboru źródeł danych pseudokolorowanie może zwiększyć zawartość informacyjną oryginalnego obrazu, na przykład dodając informacje geograficzne, łącząc informacje uzyskane ze światła podczerwonego lub ultrafioletowego lub z innych źródeł, takich jak skany MRI .
Kolejnym zastosowaniem pseudokolorowania jest przechowywanie wyników opracowywania obrazu; czyli zmiana kolorów w celu ułatwienia zrozumienia obrazu.
Krojenie gęstości
Density slicing , odmiana pseudokoloru, dzieli obraz na kilka kolorowych pasm i jest wykorzystywana m.in. w analizie obrazów teledetekcyjnych . W przypadku krojenia gęstości zakres poziomów skali szarości jest podzielony na interwały, przy czym każdy interwał jest przypisany do jednego z kilku dyskretnych kolorów – w przeciwieństwie do pseudokoloru, który wykorzystuje ciągłą skalę kolorów. Na przykład na obrazie termicznym w skali szarości wartości temperatury na obrazie można podzielić na pasma 2 °C, a każde pasmo reprezentowane przez jeden kolor – dzięki temu temperatura jednego punktu na termografie może być łatwiej mierzona przez użytkownika , ponieważ dostrzegalne różnice między dyskretnymi kolorami są większe niż w przypadku obrazów z ciągłą skalą szarości lub ciągłym pseudokolorem.
Kartogram
Choropleth jest obraz lub map w które obszary są kolorowe lub wzorzyste proporcjonalnie do kategorii lub wartości jednej lub więcej zmiennych są reprezentowane. Zmienne są mapowane na kilka kolorów; każdy obszar wnosi jeden punkt danych i otrzymuje jeden kolor z tych wybranych kolorów. Zasadniczo jest to cięcie gęstościowe nakładane na nakładkę pseudokolorową. Kartogram danego obszaru geograficznego jest więc ekstremalną formą fałszywego koloru.
Fałszywy kolor w sztuce
Podczas gdy artystyczna interpretacja nadaje subiektywnej ekspresji koloru, Andy Warhol (1928–1987) stał się kulturowo ważną postacią ruchu sztuki współczesnej , tworząc obrazy w sztucznych kolorach techniką sitodruku . Niektóre z najbardziej rozpoznawalnych odbitek Warhola to replika Marilyn Monroe , jej wizerunek oparty na kadrze z filmu Niagara . Tematem był symbol seksu i filmowa gwiazdka noir, której śmierć w 1962 roku wpłynęła na artystę. Seria odbitki wykonano z pieszczotliwe ale narażać jej osobowość jako iluzji poprzez jego linii montażowej stylu produkcji sztuki, które są non-erotyczne i nieco groteskowy. Używając różnych palet kolorów tuszu, Warhol zanurzył się w procesie powtarzania, który służy porównywaniu osobowości i przedmiotów codziennego użytku z cechami masowej produkcji i konsumpcjonizmu . Kolory atramentu zostały wybrane w wyniku eksperymentów estetycznych i nie korelują z fałszywym oddawaniem barw widma elektromagnetycznego stosowanego w przetwarzaniu obrazu z wykorzystaniem teledetekcji . Przez lata artysta kontynuował sitodrukowe obrazy Marilyn Monroe w fałszywych kolorach, być może jego najbardziej znanym dziełem jest turkusowa Marilyn, kupiona w maju 2007 roku przez prywatnego kolekcjonera za 80 milionów dolarów.
Zobacz też
- NASA World Wind wykorzystuje kilka fałszywych kolorów warstw obrazów satelitarnych
- Lista palet oprogramowania § Fałszywe palety kolorów
- Kolory urojone , punkty w przestrzeni kolorów, które odpowiadają postrzeganiu kolorów, które nie może być wytworzone przez żadne fizyczne (nieujemne) widmo światła.
- Obrazowanie hiperspektralne zbiera i przetwarza informacje z całego spektrum elektromagnetycznego.
Bibliografia
Zewnętrzne linki