Falešná barva - False color

Falešná barva (nebo pseudo barva) odkazuje na skupinu barva metody vykreslování slouží k barevnému zobrazení snímků, které byly zaznamenány do viditelné nebo neviditelné části elektromagnetické spektrum. A obrázek ve falešných barvách je obrázek, který zobrazuje objekt v barvy které se liší od těch a fotografie (A věrný obraz) ukáže. Na tomto obrázku byly barvy přiřazeny třem různým vlnové délky které naše oči normálně nevidí.
Kromě toho varianty falešná barva jako pseudocolor, krájení hustoty, a choropleths se používají pro informační vizualizace buď dat shromážděných jediným kanálem ve stupních šedi, nebo dat neznázorňujících části elektromagnetického spektra (např. nadmořská výška v reliéfních mapách nebo typech tkání v magnetická rezonance ).
Typy barevných vykreslení
Pravdivá barva
Koncept za pravdivá barva může pomoci pochopit falešné barvy. Obrázek se nazývá a pravdivá barva obraz, když nabízí přirozený barva ztvárnění, nebo když se to blíží. To znamená, že barvy objektu v obrázku lidskému pozorovateli stejným způsobem, jako kdyby měl tento pozorovatel přímo zobrazit objekt: Zelený strom se na obrázku objeví zeleně, červené jablko červené, modrá obloha modrá atd.[1] Při použití na černobílé obrázky pravdivá barva znamená, že vnímaná lehkost subjektu je zachována v jeho zobrazení.



Absolutní vykreslení věrných barev je nemožné.[3] Existují tři hlavní zdroje chyby barev (metamerické selhání):
- Odlišný spektrální citlivosti lidského oka a zařízení pro snímání obrazu (např Fotoaparát ).
- Různé spektrální emise / odrazy objektu a procesu vykreslování obrazu (např tiskárna nebo monitor ).
- Rozdíly ve spektrálním ozáření v případě reflexních obrazů (např. Fotografií) nebo reflexních předmětů - viz Index vykreslení barev (CRI) pro podrobnosti.
Výsledkem metamerického selhání by byl například obraz zeleného stromu, který ukazuje jiný odstín zelené barvy než samotný strom, jiný odstín červené barvy pro červené jablko, jiný odstín modré barvy pro modrou oblohu atd. na. Správa barev (např. s Profily ICC ) lze použít ke zmírnění tohoto problému v rámci fyzických omezení.
Přibližné věrné barevné obrazy shromážděné kosmickou lodí jsou příkladem, kdy obrazy mají určité množství metamerického selhání, protože spektrální pásma kamery kosmické lodi jsou vybrána ke shromažďování informací o fyzikálních vlastnostech zkoumaného objektu a nejsou vybrána k zachycení věrné barvy obrázků.[3]
Falešná barva

Na rozdíl od obrazu ve skutečné barvě, a obrázek ve falešných barvách obětuje přirozené barevné podání, aby usnadnil detekce funkcí které nejsou jinak snadno rozpoznatelné - například použití blízké infračervené oblasti pro detekci vegetace na satelitních snímcích.[1] Zatímco obraz ve falešných barvách lze vytvořit pouze pomocí vizuálního spektra (např. Pro zvýraznění barevných rozdílů), obvykle jsou některá nebo všechna použitá data z elektromagnetická radiace (EM) mimo EU vizuální spektrum (např. infračervený, ultrafialový nebo rentgen ). Volba spektrálních pásem se řídí fyzikálními vlastnostmi zkoumaného objektu.
Protože lidské oko používá tři spektrální pásma (viz trichromacie podrobnosti), tři spektrální pásma jsou běžně kombinována do obrazu falešných barev. Pro kódování ve falešných barvách jsou zapotřebí alespoň dvě spektrální pásma,[4] a je možné kombinovat více pásem do tří vizuálních pásem RGB - limitujícím faktorem je schopnost oka rozeznat tři kanály.[5] Naproti tomu „barevný“ obraz vytvořený z jednoho spektrálního pásma nebo obraz vytvořený z dat sestávajících z jiných než EM dat (např. Nadmořská výška, teplota, typ tkáně) je pseudobarevný obraz (viz níže).
Pro věrné barvy, RGB kanály (červené „R“, zelené „G“ a modré „B“) z kamery jsou mapovány na odpovídající kanály RGB obrazu, čímž se získá mapování „RGB → RGB“. U falešných barev se tento vztah změní. Nejjednodušší kódování ve falešných barvách je pořídit obrázek RGB ve viditelném spektru, ale namapovat jej jinak, např „GBR → RGB“. Pro tradiční satelitní snímky ve falešných barvách Země používá se mapování „NRG → RGB“, přičemž „N“ je spektrum blízké infračervené oblasti (a modré spektrální pásmo se nepoužívá) - tím se získá typická „vegetace v červených“ falešných barvách.[1][6]
Falešné barvy se používají (mimo jiné) pro satelitní a vesmírné snímky: Příklady jsou dálkový průzkum Země satelity (např. Landsat, viz příklad výše), vesmírné dalekohledy (např Hubbleův vesmírný dalekohled ) nebo vesmírné sondy (např. Cassini-Huygens ). Nějaká kosmická loď, s vozítka (např Mars Science Laboratory Zvědavost), které jsou nejvýznamnějšími příklady, mají schopnost zachytit také přibližné věrné barevné obrázky.[3] Povětrnostní satelity produkují, na rozdíl od dříve zmíněné kosmické lodi, obrazy ve stupních šedi z viditelného nebo infračerveného spektra.



Pseudocolor
A pseudocolor obrázek (někdy stylizovaný pseudobarevný nebo pseudo barva) je odvozen z a obrázek ve stupních šedi mapováním každého z nich hodnota intenzity na barvu podle tabulky nebo funkce.[7] Pseudo barva se obvykle používá, když je k dispozici jeden kanál dat (např. Teplota, nadmořská výška, složení půdy, typ tkáně atd.), Na rozdíl od falešné barvy, která se běžně používá k zobrazení tří kanálů dat.[4]
Pseudobarvení může některé detaily zviditelnit, protože vnímaný rozdíl v barevný prostor je větší než mezi jednotlivými po sobě následujícími úrovněmi šedé. Na druhou stranu je třeba zvolit funkci mapování barev, aby se zajistilo, že světlost barvy je stále monotónní, jinak by nerovnoměrná změna znesnadnila interpretaci úrovní pro normální i barevně slepé diváky. Jedním pachatelem je běžně používaná paleta „duhy“ se změnou lehkosti tam a zpět. (Viz také Choroplethova mapa § Postup barev.)[8]
Typickým příkladem pro použití pseudobarvy je termografie (termální zobrazování), kde infračervené kamery mají pouze jedno spektrální pásmo a zobrazují jejich obrazy ve stupních šedi v pseudo barvě.



Dalším známým příkladem pseudobarvy je kódování nadmořská výška použitím hypsometrické odstíny fyzicky reliéfní mapy, kde záporné hodnoty (níže hladina moře ) jsou obvykle zastoupeny odstíny modré a kladné hodnoty zelenými a hnědými.



V závislosti na použité tabulce nebo funkci a výběru zdrojů dat může pseudobarvení zvýšit informační obsah původního obrazu, například přidat geografické informace, kombinovat informace získané z infračerveného nebo ultrafialového světla nebo jiných zdrojů, jako je MRI skenuje.[9]



Další aplikací pseudobarvení je ukládání výsledků zpracování obrazu; to znamená změna barev, aby se usnadnilo porozumění obrazu.[10]
Krájení hustoty

Krájení hustoty, variace pseudobarvy, rozděluje obraz na několik barevných pásů a používá se (mimo jiné) při analýze dálkový průzkum Země snímky.[11] Pro krájení hustoty je rozsah úrovní ve stupních šedi rozdělen do intervalů, přičemž každý interval je přiřazen jedné z mála samostatných barev - to je na rozdíl od pseudobarvy, která používá spojitou barevnou škálu.[12] Například ve stupních šedi tepelný obraz hodnoty teploty v obraze lze rozdělit do pásem 2 ° C a každé pásmo reprezentovat jednou barvou - v důsledku toho může uživatel snáze získat teplotu jednoho bodu v termografu, protože jsou patrné rozdíly mezi jednotlivými barvy jsou větší než barvy obrázků se spojitou stupnicí šedi nebo spojitou pseudo barvou.
Choropleth

A choropleth je obraz nebo mapa ve kterých oblastech jsou barevné nebo vzorované proporcionálně k kategorie nebo hodnota jednoho nebo více proměnné být zastoupen. Proměnné jsou mapovány do několika barev; každá oblast přispívá jedním datovým bodem a přijímá jednu barvu z těchto vybraných barev. V zásadě se jedná o krájení hustoty aplikované na vrstvu pseudocolor. Choroplethská mapa a zeměpisný plocha je tedy extrémní formou falešných barev.
Falešná barva v umění
![]() | Tato sekce potřebuje expanzi. Můžete pomoci přidávat k tomu. (Srpna 2012) |
Zatímco umělecké ztvárnění umožňuje subjektivní vyjádření barev, Andy Warhol (1928–1987) se stala kulturně významnou osobností moderní umění pohyb vytvořením malby falešných barev pomocí sítotisk techniky. Některé z nejznámějších Warholových tisků zahrnují replikaci Marilyn Monroe, její obraz založený na a filmový rámeček z filmu Niagara. Subjekt byl a sexuální symbol a film noir hvězda, jejíž smrt v roce 1962 ovlivnila umělce. Série otisků byla vytvořena s náklonností, ale vystavovala její osobnost jako iluzi skrze jeho montážní linka styl umělecké produkce, který je neerotický a mírně groteskní.[13] Warhol se pomocí různých palet barev inkoustu ponořil do procesu opakování, který slouží k porovnání osobností a každodenních předmětů s vlastnostmi masová produkce a konzumerismus.[14] Barvy inkoustu byly vybrány experimentováním estetika a nekorelují s nesprávným barevným podáním elektromagnetické spektrum zaměstnán v dálkový průzkum Země zpracování obrazu. Umělec roky pokračoval sítotisk obrazy Marilyn Monroe ve falešných barvách, snad jeho nejvíce odkazované dílo Tyrkysová Marilyn[15] kterou v květnu 2007 koupil soukromý sběratel za 80 milionů amerických dolarů.[16]
Viz také
- Světový vítr NASA používá několik vrstev satelitního obrazu ve falešných barvách
- Seznam softwarových palet – Falešné barevné palety sekce
- Imaginární barvy, body v barevném prostoru, které odpovídají vnímání barev, které nelze vytvořit žádným fyzickým (nezáporným) světelným spektrem.
- Hyperspektrální zobrazování, shromažďuje a zpracovává informace z celého elektromagnetického spektra.
Reference
- ^ A b C „Principy vzdáleného snímání - Centrum pro vzdálené zobrazování, snímání a zpracování, CRISP“. www.crisp.nus.edu.sg. Citováno 2012-09-01.
- ^ „Skladatel Landsat 7“. landsat.gsfc.nasa.gov. 21.03.2011. Citováno 2012-09-01.
- ^ A b C Nancy Atkinson (01.10.2007). „True or False (Color): The Art of Extraterrestrial Photography“. www.universetoday.com. Citováno 2012-09-01.
- ^ A b "Články umělecké galerie na Marsu". www.marsartgallery.com. Citováno 2012-09-01.
- ^ „NGC 3627 (M66) - sbírka NASA Spitzer Space Telescope“. www.nasaimages.org. 2005-09-15. Archivovány od originál dne 01.09.2011. Citováno 2012-09-01.
- ^ GDSC, Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium (National Laboratory of Air and Space Transport), Nizozemsko. "Pásové kombinace". GDSC, Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium (National Laboratory of Air and Space Transport), Nizozemsko. Archivovány od originál dne 2012-08-17.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ "Pseudocolor filtr pro VirtualDub". Neuron2.net. Archivovány od originál dne 06.06.2010. Citováno 2012-09-01.
- ^ Stauffer, Reto. "Někde za duhou". Průvodce HCL. Citováno 14. srpna 2019.
- ^ Leonid I.Dimitrov (1995). „Pseudobarevná vizualizace aktivit EEG na lidskou kůru pomocí vykreslování objemu na základě MRI a Delaunayovy interpolace“. Medical Imaging 1995: Zobrazení obrazu. 2431: 460. Bibcode:1995SPIE.2431..460D. CiteSeerX 10.1.1.57.308. doi:10.1117/12.207641. Archivovány od originál dne 06.07.2011. Citováno 2009-03-18.
- ^ C J Setchell; N W. Campbell (červenec 1999). „Použití funkcí Color Gabor Texture pro porozumění scéně“. 7. Mezinárodní konference o zpracování obrazu a jeho aplikacích. University of Bristol. Citováno 2009-03-18.
- ^ John Alan Richards; Xiuping Jia (2006). Analýza digitálního obrazu pomocí dálkového průzkumu Země: Úvod (4. vydání). Birkhäuser. 102–104. ISBN 9783540251286. Citováno 2015-07-26.
- ^ J. B. Campbell, „Úvod do dálkového průzkumu Země“, 3. vydání, Taylor & Francis, str. 153
- ^ Wood, Paul (2004). Odrůdy modernismu. Londýn, Velká Británie: Yale University Press. 339–341, 354. ISBN 978-0-300-10296-3.
- ^ „Gold Marilyn Monroe“. www.MoMa.org. Citováno 9. června 2014.
- ^ Fallon, Michael (2011). Jak analyzovat díla Andyho Warhola. North Mankato, Minnesota, Spojené státy americké: ABDO Publishing Company. str.44 –46. ISBN 978-1-61613-534-8.
- ^ Vogel, Carol (25. 05. 2007). "Inside Art". The New York Times. Citováno 9. června 2014.