Управление градациями яркости и цветом

Как было уже отмечено ранее, для создания полутоновых (чёрно-белых) изображений в дисплеях на ЭЛТ используется модуляция электронного луча трубки при помощи изменения напряжения, подаваемого на модулятор (сетку) трубки. Модулятор изменяет интенсивность электронного луча (ток электронного пучка) или количество электронов, попадающих на люминофор трубки. Если двоичный код, задающий интенсивность луча, одноразрядный, принимающий два значения – 0 и 1, градаций яркости всего две – чёрный и белый.

Для создания полутоновых изображений с несколькими градациями яркости необходимо увеличить количество двоичных разрядов, задающих яркость луча. В том случае, если количество разрядов равно трём, таблица интенсивности (тонов и полутонов) изображения будет иметь вид, приведённый на Рис. 8. Схема управления яркостью приведена на этом же рисунке.

Рис. 8. Таблица интенсивности и схема управления яркостью полутоновых изображений

В приведённой схеме: ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь осуществляющий преобразование трёхразрядного двоичного кода, задающего яркость точки экрана (пикселя) и поступающего из видеопамяти на регистр пикселя. ВУ – видео-усилитель, согласующий амплитуду выходного сигнала ЦАП с величиной модулирующего сигнала (Uмод), подаваемого на модулятор ЭЛТ. Ах, и Ay адреса пикселя в видеопамяти. Таблица интенсивности (яркости), приведённая на рисунке, соответствует 8 градациям яркости луча от чёрного цвета до белого. Разрядность кода интенсивности (n), хранящегося в видеопамяти, связана требуемым количеством уровней яркости (m) выражением:

n = log2 m

Следует отметить, что объём видеопамяти ( Vвп) растёт с ростом количеством уровней интенсивности (n), что следует из выражения:

Vвп=(d х s х n)/8,

где: d – количество точек (пикселей) в строке

S – количество строк на экране ЭЛТ.

В монохромных LCD-дисплеях организация управления яркостью строится с использованием аналогичных принципов.

Для управления выводом цветных изображений используются различные модели цветности. Наибольшее распространение получила в дисплеях RGB-модель (R –Red, красный, G – Green, зелёный, B –Blue, синий).

Ниже приведена Таблица 1 кодировки цветности, в которой к трём битам цветности (RGB) добавлен бит интенсивности (I), который увеличивает размер таблицы в два раза и позволяет получить цвет точки на экране двух градаций яркости. Каждый элемент таблицы принимает два значения – 0 или 1. При этом красный, зелёный и синий цвета являются основными или базовыми.

Таблица 1. Кодировка цветности

I	R	G	B	Оттенок цвета	I	R	G	B	Оттенок цвета
				Чёрный					Тёмно-серый
				Синий					Ярко-синий
				Зелёный					Ярко-зелёный
				Голубой					Ярко-голубой
				Красный					Ярко-красный
				Розовый					Ярко-розовый
				Коричневый					Ярко-жёлтый
				Белый					Ярко-белый

Рис. 9. Схема управления цветовой гаммой изображения

Схема управления цветовой гаммой изображения в соответствии с таблицей цветности приведена на Рис. 9.

В регистр цветности из видеопамяти поступают 4 бита, и каждому разряду регистра цветности соответствует свой цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), выходные напряжения которых управляют модуляторами цветной ЭЛТ.

Изложенный выше способ задания цветовой гаммы изображения на экране дисплея основан на так называемой первичной форме описания графической информации, в исходном графическом файле, и формирует изображение с постоянно заданным цветом.

Цветовую гамму изображения можно существенно расширить при увеличении количества разрядов, приходящихся на один цвет. Например, стандартный VGA-режим 12h (16 цветов, 640 х 480 точек) использовал 4 бита на пиксель (4 битовые плоскости видеопамяти), а режим 13h – 8 бит на пиксель. В Таблице 2 приведены объёмы видеопамяти в зависимости от разрешения экрана и количества цветовых оттенков.

Таблица 2. Объёмы видеопамяти

Разрешающая способность	Колич. бит на пиксель	Количество цветовых оттенков	Мин. объём видеопамяти (Мбайт)
640 х 480			0,25 0,50 1,00 1,00
800 х 600			0,25 0,50 1,00 1,50
1024 х 768			0,50 1,00 1,50 2,50
1280 х 1024			1,00 1,50 2,50 4,00
1600 х 1200			1,00 2,00 4,00 6,00

Дата добавления: 2014-01-03