צבע כוזב

המונחים צבע כוזב, צבע מדומה, צבע שווא או צבע שקר (באנגלית: False color) מתייחסים לקבוצה של שיטות לעיבוד צבע, המשמשות להצגת תמונות צבע אשר צולמו בחלק הנראה או הבלתי נראה של הספקטרום האלקטרומגנטי. תמונת צבע כוזב היא תמונה שמתארת אובייקט צבעוני באופן שונה בהשוואה לתמונה רגילה. גרסאות אחרות של צבעי כזב, כגון צבע מדומה, צפיפות חיתוך וחלוקה נושאית, משמשות לויזואליזציה של מידע, הן של נתונים שנאספו מטווח גוני האפור בלבד, והן של נתונים שלא מתארים חלקים של הספקטרום האלקטרומגנטי (למשל תבליטי מפות או סוגי רקמות בהדמיית תהודה מגנטית).

פסיפס הבנוי מסדרה של 53 תמונות שצולמו באמצעות שלושה מסנני ספקטרום על ידי מערכת ההדמיה של גלילאו בזמן טיסה מעל האזורים הצפוניים של הירח בדצמבר 1992.

סוגים של הדמיות צבע

צבע אמת

תמונת צבע אמת (True color) היא תמונה שמציגה את הצבע הטבעי או מתקרבת לכך. משמעות הדבר היא שצבעי האובייקט בתמונה נראים לעיני הצופה האנושי באותו אופן שבו היה נראה האובייקט אילו היה מסתכל בו בעין בלתי מזוינת: עץ ירוק נראה ירוק, תפוח אדום נראה אדום, שמיים כחולים נראים כחולים וכך הלאה. בתמונות שחור־לבן, המשמעות של צבעי אמת היא שבהירות האובייקט שצולם נשמרת על ידי התמונה.

צוק בוּרנְס בתוך מכתש אנדיורנס על מאדים. הצבע איננו בדיוק הצבע האמיתי כי כדי ליצור את הצבע האדום בתמונה השתמשו במסנן תת־אדום. התוצאה היא כשל בצבע השמים, אשר נראים בתמונה מעט ירוקים. לרובר אופורטוניטי שצילם את התמונה הזו יש פילטר אדום, אבל הוא בדרך כלל לא בשימוש, עקב הערך המדעי הניכר של תמונות שצולמו באמצעות מסנן תת־אדום ומגבלות העברת הנתונים ממאדים.

עיבוד צבע אמת הוא בלתי אפשרי באופן מוחלט. ישנם שלושה גורמים עיקריים לעיוותי צבע:

• ספקטרום רגישות שונה של העין האנושית בהשוואה לחיישן המצלמה.
• ספקטרום פליטה או השתקפויות שונה של אובייקט, בהשוואה לתהליך עיבוד התמונה (למשל מדפסת או צג).
• הבדל בעוצמת הקרינה במקרה של אובייקטים משתקפים.

תוצאת עיוות כזה תהיה, למשל, תמונה של עץ ירוק שיראה בגוון ירוק שונה מאשר במציאות, גוון אדום שונה עבור תפוח אדום, גוון כחול שונה עבור שמיים כחולים וכן הלאה. ניהול צבע יכול להקל על הבעיה בהתחשב במגבלות הפיזיות.

צבע כוזב

בניגוד לתמונה בצבע אמיתי, בתמונה בצבע כוזב משתנה הצבע הטבעי על מנת להקל על זיהוי תכונות שאי אפשר להבחין בהן באופן אחר. לדוגמה, שימוש בתת־אדום קרוב כדי לאתר צמחייה בתמונות לוויין. אמנם ניתן ליצור תמונה בצבע כוזב באמצעות הספקטרום החזותי בלבד (כדי להדגיש הבדלי צבע, לדוגמה), אבל בדרך כלל בתמונות צבע כוזב מקור חלק מהנתונים או כולם הוא קרינה אלקטרומגנטית שמחוץ לאור הנראה (תת־אדום, על־סגול, רנטגן וכו'). בחירה של רצועות ספקטרליות נקבעת לפי התכונות הפיזיקליות של האובייקט הנחקר.

מכיוון שהעין האנושית משתמשת בשלוש רצועות ספקטרליות, שלושתן משולבות בדרך כלל לתוך תמונה בצבע כוזב. לפחות שתי רצועות ספקטרליות נדרשות עבור קידוד צבעי כזב, וניתן לשלב עד שלוש רצועות כדי ליצור תמונה המורכבת משלושה צבעים – RGB. היכולת של העין להבחין בשלושה ערוצים בלבד היא הגורם המגביל את מספר הערוצים שניתן לשלב. לעומת זאת, "צבע" תמונה שנוצר מתוך רצועה ספקטרלית אחת או תמונה שנעשתה מתוך נתונים המורכבים מנתונים שאינם פליטה של קרינה (למשל גובה, טמפרטורה, סוג רקמה) היא אינה תמונת צבע כוזב, אלא תמונת פסאודו צבע.

עבור צבע אמיתי, ממופים ערוצי RGB מן המצלמה לערוצי ה־RGB המקבילים של התמונה. כלומר, מיפוי RGB → RGB. עבור צבע כוזב מערכת יחסים זו משתנה. קידוד הצבעים הפשוט ביותר הוא לצלם תמונת RGB באור הנראה אך למפות אותה אחרת. GBR → RGB. בתמונות לוויין מסורתיות בצבע כוזב של כדור הארץ נעשה שימוש במיפוי "nrg → RGB", כאשר "n" היא הרצועה הספקטרלית הקרובה לתת־אדום (והרצועה הספקטרלית הכחולה אינה בשימוש), מה שגורם לצמחייה להראות אדומה.

צבע כוזב משמש בין היתר בתמונות לוויין וחלל שמצלמים לווייני צילום, טלסקופי חלל או גשושיות. גשושיות מסוימות, כגון רוברים, יכולות לצלם גם תמונות צבע אמיתי מקורב. לווייני מזג אוויר מצלמים תמונות בגווני אפור מהאור הנראה או מהתת־אדום.

פסאודו צבע

פסאודו צבע נגזר מתמונה בגווני אפור על ידי מיפוי כל עוצמת־ערך לצבע, על פי טבלה או פונקציה. פסאודו צבע משמש בדרך כלל כאשר ערוץ יחיד של נתונים זמין (למשל טמפרטורה, גובה, הרכב אדמה, סוג רקמה וכן הלאה), בניגוד לצבע כזב המשמש בדרך כלל להצגת שלושה ערוצי נתונים.

דוגמה טיפוסית לשימוש בפסאודו צבע היא תרמוגרפיה (הדמיה תרמית), שבה מצלמות תת־אדום מאופיינות רק ברצועה ספקטרלית אחת ומראות את התמונות בגווני אפור שלהן בפסאודו צבע. דוגמה מוכרת נוספת של פסאודו צבע היא קידוד של גובה באמצעות גוונים היפסומטריים במפות סיוע פיזי, שבו ערכים שליליים (מתחת לפני הים) מיוצגים בדרך כלל על ידי גוונים של כחול, ערכים חיוביים על ידי ירוקים וחומים.

פסאודו צבע יכול לעשות כמה פרטים לגלויים יותר, למשל ההבדל הנתפס בחלל בצבע גדול יותר מאשר בין רמות אפור רצופות בלבד. בהתאם לטבלה או לפונקציה שבה נעשה שימוש ובחירת מקורות נתונים, פסאודו צבע עשוי להגדיל את תוכן המידע של התמונה המקורית, לדוגמה הוספת מידע גאוגרפי, שילוב מידע המתקבל מאור תת־אדום או על־סגול או ממקורות אחרים כגון סריקות MRI. יישום נוסף של פסאודו צבע הוא אחסון התוצאות של התמונה הרחבה. כלומר, לשנות את הצבעים על מנת להקל על הבנת התמונה.

חיתוך הצפיפות

חיתוך הצפיפות היא וריאציה של פסאודו צבע. החיתוך מחלק את התמונה למספר רצועות צבעוניות והוא משמש בין היתר בניתוח של תמונות חישה מרחוק. עבור צפיפות חיתוך, טווח רמות גוני אפור מחולק למרווחים, כאשר כל מרווח מוקצה לצבע אחד או יותר, בניגוד לפסאודו צבע, אשר משתמש בסולם צבע רציף. לדוגמה, בתמונה תרמית בגווני אפור ניתן לפצל את ערכי הטמפרטורה בתמונה לרצועות של 2° צלזיוס, וכל רצועה מיוצגת על ידי צבע אחד. כתוצאה מכך הזיהוי של טמפרטורת נקודה אחת בתרמוגרפיה יכולה להיות קל יותר למשתמש, כי ההבדל המובחן בין צבעים בדידים הוא גדול יותר משאר בתמונות עם גוני אפור רציף או פסאודו צבע מתמשך.

מפה תיאטרלית־פרופורציונלית

תמונה או מפה שבהם אזורים צבועים בצורה פרופורציונלית לקטגוריה או הערך של אחד או יותר מהמשתנים המיוצגים. המשתנים ממופים לכמה צבעים; כל אזור תורם נקודת נתונים אחת ומקבל צבע אחד מהצבעים שנבחרו. ביסודו של דבר זה צפיפות שחבור להחיל שכבת פסאודו צבע. מפה כזו של אזור גאוגרפי היא צורה קיצונית של צבע כוזב.

צבעי כזב באמנות

אנדי וורהול (1928-1987) הפך לדמות משמעותית מבחינה תרבותית של תנועת האמנות מודרנית על ידי יצירת ציורים בצבעי כזב עם טכניקות הדפסת מסך. חלק מהעבודות הידועות ביותר של וורהול כוללות שכפול של מרילין מונרו, התמונה שלה מבוסס על פריים מהסרט מהסרט "ניאגרה" (1952).

צבעי דיו נבחרו מצעות ניסויים של אסתטיקה ולא דומים לצבעי כזב ביצירת תמונה ממודל באמצעות תוכנת מחשב של הספקטרום האלקטרומגנטי המועסקים בעיבוד תמונה בחישה מרחוק. במשך שנים האמן המשיך עם הדפסות מסך בצבעי כזב לתמונות של מרילין מונרו, כנראה העבודה הזכורה ביותר שלו הייתה "מרלין טורקיז" אשר נרכשה במאי 2007 על ידי אספן פרטי ב־80 מיליון דולר.

ראו גם

• הספקטרום האלקטרומגנטי
• ייצוג צבע במחשב
• עיבוד אותות
• הספקטרום הנראה
• עיבוד תמונה

לקריאה נוספת

• U.S. Department of the Interior, Geological Survey, National Cartograhic Information Center (NCIC), 1981 - Aerial photography
• False Color of Authority: Government Hit Men Phillip M. DuseXlibris Corporation, 2006 - Law - 120 pages

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא צבע כוזב בוויקישיתוף

• סרטון הסבר על אופן השימוש בצבעי כזב מתוך יוטיוב.
• הסבר + סרטון הסבר על אופן השימוש בצבעי כזב מתוך הבלוג "The beat".
• הסבר על פרשנות של תמונות בצבעי כזב מאת NASA.
• טבלת LUT, קובץ להורדה לצורך שימוש בצבעי כזב.