伪彩色与真彩色

在前面的章节中已经了解了色度学的一些基本常识，以及目前常用的颜色模型，并对数字图像中的灰度图与彩色图等知识有了初步的认识，本节将继续介绍数字彩色图像中常用的直接色、伪彩色与真彩色的不同，以加深大家对如何编写图像显示程序、理解图像文件存储格式的认识，从而解释读者在图像处理过程中遇到的诸如设定颜色与实际显示颜色不符的困惑。在开始本节的内容之前，我们先来学习一些相关知识。

1.索引图像与颜色查找表

索引图像就是索引模式的图像，索引模式与灰度模式有点类似，索引图像的颜色深度可达8位，即图像中的每一个像素点都可以由256种颜色中的一种表示，而且这些颜色是彩色。众所周知，自然界中的颜色远不止256种，如图4-14所示，当图像转为索引模式时，系统会自动根据图像中的颜色归纳出能代表图中绝大多数颜色的256色颜色查找表（CLUT），然后通过近似颜色替代的方式，用这256种颜色来代替整个图像中所有的颜色信息。索引图像只支持一个图层，而且只有一个索引彩色通道。索引模式的图像就像我们家中用彩色瓷砖铺成的装饰画，而且瓷砖只有256种颜色，因此画面效果精细度比手绘的彩图（相当于真彩色图像）差，但其优势在于图像文件较小。索引图像的另一优点在于其中的每一个颜色都有其独立的索引标识，图像在网上发布时可通过其索引标识复原图像颜色。

图4-14 16色与256色索引图像

2.真彩色

组成一幅彩色图像的每个像素值都有R、G、B三个基色分量，每个基色分量不需经过变换即可直接决定显示设备的基色强度，这样生成的彩色称为真彩色。例如，我们采用RGB 8∶8∶8的方式表示一幅彩色图像，即R、G、B都用8位表示，每个基色分量各占一个字节，合共3字节，每个像素的颜色就是这24位1 677万色中的一种。这种RGB 8∶8∶8方式表示的图像就是我们常说的全彩色图像。然而图像颜色设置为24位真彩色，并不代表显示器就能显示真彩色，这还需要有相应的硬件支持，即真彩色显示适配器，其相应的制造技术也日趋完善。例如，2007年显示屏的主流发色数为16.2 MB，通过6 b显示屏以及抖动处理技术实现。目前，显示屏标称的主流配置16.7 MB就是我们说的24位真彩色。

在其他时候，考虑到采用3个字节表示的真彩色图像需要的存储空间以及人眼实际的辨色力，我们还采用RGB 5∶5∶5来表示一幅图像，这样每个彩色分量各占5位，再加上1位显示属性控制位，生成的真彩色数目为25+5+5+1=216，共2字节。

3.伪彩色

伪彩色图像中的每个像素值并不指明其RGB三个基色分量的数值，而是指明一个索引值或代码，该代码值就是颜色查找表（CLUT）中某一项的入口地址，根据该地址信息，可以查出实际显示时的R、G、B强度值，这种通过查找映射的方式产生的色彩就是伪彩色。伪彩色主要用于气象、遥感、红外图像等领域，颜色查找表中的颜色可与图像原本的真实颜色没有任何关系，仅根据使用者的需要进行指定。

4.直接色

将每个像素分为R、G、B三个分量，每个分量的取值来自单独的索引值，即每个分量都需要通过相应的彩色变换表查出转换后的基色强度，然后用变换后得到的R、G、B生成色彩，这种模式生成的颜色称为直接色。直接色的特点是需要分成R、G、B三个分量，并且根据颜色查找表对每个分量进行转换，最后再合成颜色。

5.三色的区别

（1）真彩色与直接色

➢ 相同：

都采用R、G、B分量决定基色强度。

➢ 不同：

真彩色的基色强度直接由R、G、B分量决定，而直接色的基色强度由R、G、B经变换后决定。直接色仅用于UNIX系统的机器上，适用范围较小。另外，理论上说直接色应该集伪彩色和真彩色的优点于一身：直接色拥有真彩色的颜色数量，同时其基色分量又和伪彩色一样灵活可变，即24位颜色系统表现得仿佛是一个动态颜色视觉。然而，在应用中直接色常会出现“颜色闪烁问题”，即直接色提供私有的颜色图，并将图形窗口作为当前窗口装载正确颜色，其他窗口消失。

（2）真彩色和伪彩色

➢ 相同：

都是目前常用的视觉级。

➢ 不同：

伪彩色采用8位256色颜色查找表，显示颜色根据颜色查找表信息变动，其显色丰富程度有限，但文件占用空间少，处理过程简单，显示颜色仅与索引值有关，常用于卫星遥感、气象分析、红外图像显示等领域。

真彩色图像可显示24位及以上的颜色深度，分R、G、B三通道，基色强度直接由三通道分量决定，色彩艳丽丰富而真实，然而文件占用空间大，处理过程较为复杂，显色受显示器硬件条件影响，适用领域范围宽泛。

（3）伪彩色和直接色

➢ 相同：

两者都采用颜色查找表。

➢ 不同：

伪彩色将整个像素当作查找表的索引值进行彩色变换，而直接色分别对R、G、B分量进行变换。

[1] 1英寸=2.54厘米。