בתמונה צבעונית, לא רק הבהירות משתנה במרחב אלא גם הצבע. כלומר, לכל נקודה בתמונה יש
בהירות משלה וצבע משלה. התוצאה היא שתמונה צבעונית כוללת מידע רב בהרבה מתמונה חד צבעית. נוסף לכך, היא טבעית ונעימה יותר לעין.
הדרך המקובלת לייצג צבעים היא כתערובת של שלושה צבעי יסוד. כלומר, כל נקודה צבעונית מורכבת למעשה משלוש נקודות חד צבעיות - צבעי היסוד.
ע"י קביעת העוצמות של שלושת הנקודות הללו, ניתן לקבוע הן את בהירותה של הנקודה (כלומר את עוצמת האור בה) והן את הגוון שלה.
בטלוויזיה מקובל להשתמש בצירוף הצבעים אדום, ירוק וכחול, ואילו בצילום ובדפוס משתמשים דווקא בארגמן, תכלת וצהוב כצבעי היסוד.
המשמעות של שיטת הרכבת הצבע מבחינת עיבוד התמונה, היא שלמעשה מדובר בעיבוד של שלוש תמונות בו זמנית!
בהיקות, בהירות ורמות אפור
מידע בתמונה תלוי בפילוג הבהירות בה. הבהירות היא גודל סובייקטיבי - לשני צופים המתבוננים באותה תמונה עשויה להיות תחושה שונה של
בהירות. הבהירות מתוארת גם ע"י גודל אובייקטיבי שנקרא בהיקות,
כלומר עוצמת האור הנפלטת מיחידת שטח בתצוגה, לכיוון ההסתכלות.
הבהיקות, יותר משהיא מתארת את התמונה, מתארת את פעולת הצג ותנאי התאורה: את אותה תמונה ניתן להציג בבהיקות גבוהה או בבהיקות נמוכה.
אולם, הבהירות אינה מתאימה לתיאור כמותי של התמונה, משום שאינה גודל כמותי, אלא התרשמות בלבד (התמונה "בהירה" "כהה" וכד'). במקום שני
מושגים אילו, משתמשים ב"רמת אפור". הבהירות בכל נקודה בתמונה מוגדרת בין רמה מינימלית,
המכונה רמת שחור, לבין רמה מרבית, המכונה רמת לבן. בין שתי אלה מצויות רמות ביניים שונות, המכונות כאמור, רמות אפור. בתמונה דיגיטלית
יש מספר סופי של רמות אפור. מספר אופייני הוא 256 רמות. כאשר מדובר בתיאור דיגיטלי של רמות האפור, מספר הרמות הוא בד"כ
n^2, כאשר n הוא מספר הסיביות המוקצות לתיאור רמת האפור. הגודל n קרוי גם עומק התמונה - תוך התייחסות לתיאור התלת ממדי שניתן
לפונקצית בהירות.
ניגודיות
הניגודיות מציינת את ההבדל בין הבהירויות של נקודות התמונה לבין זו של סביבתן. היכולת להבחין בעצם מסויים, תלויה בעיקר בניגודיות שלו,
והרבה פחות מכך בבהירותו המוחלטת. לכן, הניגודיות של תמונה היא מאפיין מרכזי. יש להבחין בין שתי דרכים לאפיין ניגודיות: כמותית והתרשמותית.
כמותית, ניתן להגדיר ניגודיות רק באופן מקומי, נקודתית באופן הבא: תמונננננה .
כאשר B0 ו-Bb מציינים את בהירויות הנקודה והרקע הסובב אותה בהתאמה, ו-C
היא ניגודיות הנקודה. כאשר בהירות העצם אחידה והוא מוקף ברקע אחיד, ניתן להגדיר את הניגודיות של אותו עצם, אך ביסודו של דבר ההגדרה
מקומית.
לגבי התמונה בכללותה, ניתן להגדיר את הניגודיות באופן כמותי, רק אם קיימת בה מידה גבוהה של אחידות (למשל, תמונת קווים על גבי רקע אחיד).
אולם, בד"כ ניתן להגדיר ניגודיות של תמונה באופן איכותי בלבד. מעשית, אם התמונה משתרעת על מלוא תחום הבהירויות האפשרי, בין שחור ללבן,
נאמר שהניגודיות בה גבוהה, ולהפך.
הפרדה
כל תמונה מעשית מורכבת ממערך סופי של נקודות, הקרויות רכיבי תמונה או פיקסלים. כל אחת מן הנקודות הללו
מהווה דגימה מרחבית של בהירות הנוף או העצם, שבו הבהירות משתנה באופן רציף המרחב.
המבנה הנקודתי נובע מאופן ההדמיה: ככל שהתמונה מורכבת מפיקסלים רבים וצפופים יותר, ניתן להבחין בה בפרטים עדינים יותר.
מספרי הפיקסלים המרכיבים את התמונה בכל כיוון (אופקי ואנכי) קובעים את גבול ההפרדה שלה.
נבחין בין שתי הפרדות: אופקית ואנכית. בתמונת וידאו, בגלל אופן הסריקה במצלמה ובצג, ההפרדה האופקית גבוהה בד"כ מזו האנכית.
בפועל, כשמתבוננים בתמונה, ההפרדה תמיד תהיה נמוכה מן ההפרדה הגבולית, כלומר ממספר הפיקסלים בכל כיוון. ההבדל עשוי להגיע לעתים
לעשרות אחוזים.
למדידת ההפרדה בפועל, משתמשים בתמונת קווים מחזוריים, אופקיים או אנכיים, בצפיפויות שונות או בצפיפות משתנה. קווים מחזוריים אלה מכונים
קווי הפרדה. ההפרדה מוגדרת כצפיפות המרבית של קווים, שבהם מסוגל להבחין צופה המתבונן בתמונה.
מבחינת ההגדרה הכמותית של ההפרדה, נבחין בין שני מקרים: כשמדובר בתמונה עצמה (כלומר במידע בלבד), מגדירים את ההפרדה בקווים (שחורים ולבנים)
לרוחב התמונה (או לגובה התמונה). הגדרה זו מתארת את תכולת המידע ללא תלות בגודל הפיסי של התמונה (כלומר, במכשיר התצוגה שבו מוצגת שתמונה).
לעומת זאת, כשמדובר בהפרדה של מכשיר תצוגה, הכרחי להתייחס לממדים הפיסיים של התמונה. במקרה זה עדיין ניתן להגדיר את ההפרדה כמו קודם,
אך יש לציין במפורש את ממדי התצוגה. דרך אחרת היא להגדיר את צפיפות הפיקסלים ליחידת אורך. למשל, את ההפרדה של מדפסת מקובל לבטא במספר
הנקודות לאינץ' (dpi), כאשר נקודה מהווה פיקסל בתמונה המודפסת.
