Глубина́ цвета — одна из характеристик цвета; воспринимаемое качество цвета, связанное с соотношением количеств хроматического и белого красителей, используемых для его получения [1] . В «общепринятых» системах цветовосприятия глубина является субъективной, неформализованной величиной.
- 1 Восприятие глубины цвета
- 2 Глубина цвета в цифровых изображениях
- 3 Индексированные цвета и палитры
- 4 «Реальные» цвета
- 4.1 8-битный «реальный» цвет
- 4.2 12-битный «реальный» цвет
- 4.3 HighColor
- 4.4 LCD Displays
- 4.5 24-битный Truecolor
- 4.6 32-битный «реальный» цвет
- 4.7 36-бит и более: Сверх-Truecolor
- 6.1 Аналоговая техника
- 6.1.1 Фото- и киноплёнка
- 6.2.1 Мониторы
- 6.2.1.1 ЭЛТ-мониторы
- 6.2.1.2 TFT-мониторы
Восприятие глубины цвета [ править | править код ]
Глубокий цвет — цвет, который воспринимается как полученный в результате использования большого количества хроматического красителя и относительно малого количества белого.
Телевизоры Hisense U7QF. Непревзойденная глубина цвета!
- В живописи под глубиной цвета обычно понимают насыщенность, его спектральную чистоту, нередко выражение относят к достаточно тёмным оттенкам.
- В настоящее время термин используют преимущественно в отношении компьютерных технологий, связанных с представлением и обработкой визуальных материалов.
Глубина цвета в цифровых изображениях [ править | править код ]
Глубина цвета (качество цветопередачи или битность изображения) — термин компьютерная графика|компьютерной графики, означающий объём памяти выраженный в битах, используемых для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровая графика|растровой графики или цифрового изображения.
Часто выражается единицей бит на пиксел ( англ. bits per pixel, bpp ).
В каждой системе цветовоспроизведения (RGB, CMYK, Lab, в оттенках серого — gray scale) используются свои значения bpp для кодировки цвета. Обычно используется 8 бит на один цветовой канал. В систиемах RGB и Lab используется по три цветовых канала, поэтому глубина цвета в этих режимах равна 8×3 = 24. В системе CMYK применяют четыре канала, поэтому цветовая глубина равна 8×4 = 32. В полутоновых изображениях обычно используют один канал с глубиной цвета 8.
Программа Photoshop может воспринимать RGB, CMYK, Lab, изображения в оттенках серого, содержащие по 16 бит на канал.
Индексированные цвета и палитры [ править | править код ]
Возможные варианты представления цветовых палитр:
4-битное изображение
- 1-битный цвет (2 1 = 2 цвета) монохромный цвет, чаще всего представляется чёрным и белым цветами (или черный и зелёный)
- 2-битный цвет (2² = 4 цвета) CGA, градации серого цвета NeXTstation
- 3-битный цвет (2³ = 8 цветов) Множество устаревших персональных компьютеров с TV-выходом
- 4-битный цвет (2 4 = 16 цветов) известен как EGA и в меньшей степени как VGA-стандарт с высоким разрешением
- 5-битный цвет (2 5 = 32 цвета) Original Amiga chipset
- 6-битный цвет (2 6 = 64 цвета) Original Amiga chipset
8 bit+FRC против 10 bit матрицы! Есть ли смысл брать 10 bit? OLED 55C9 10 бит против QE55q95t 8 bit
8-битное изображение
- 8-битный цвет (2 8 = 256 цветов) Устаревшие Unix-рабочие станции, VGA низкого разрешения, Super VGA, AGA
- 12-битный цвет (2 12 = 4,096 цветов) некоторые Silicon Graphics-системы, цвет NeXTstation-систем, и Amiga-систем HAM-режима.
«Реальные» цвета [ править | править код ]
С увеличением количества бит в представлении цвета, количество отображаемых цветов стало становиться непрактично-большим для цветовых палитр (20-битная глубина цвета требует больше памяти для сохранения цветовой палитры, чем памяти для сохранения самих пикселей изображения). При большой глубине цвета на практике обычно кодируют яркости красной, зелёной и синей составляющих — такое кодирование обычно называют RGB-моделью.
8-битный «реальный» цвет [ править | править код ]
Сильно ограниченная, однако «реальная» цветовая схема, в которой 3 бита (8 возможных значений) для красной (R) и зелёной (G) составляющих, и два оставшихся бита на пиксель для кодирования синей (B) составляющей (4 возможных значения), позволяют представить 256 (8 × 8 × 4) различных цвета. Нормальный человеческий глаз менее чувствителен к синей составляющей, чем к красной и зелёной, поэтому синяя составляющая представляется одним битом меньше. Такая схема использовалась в MSX2-серии компьютеров в 1990-х.
Не следует путать такую схему с 8bpp индексным цветом, который может быть представлен выбором различных цветовых палитр.
12-битный «реальный» цвет [ править | править код ]
12-битный «реальный» цвет кодируется 4 битами (16 возможных значений) для каждой R, G и B-составляющих, что позволяет представить 4096 (16×16×16) различных цветов. Такая глубина цвета иногда используется в простых устройствах с цветными дисплеями (например, в мобильных телефонах).
HighColor [ править | править код ]
Процесс Highcolor (HiColor) разработан для представления оттенков «реальной жизни», то есть наиболее удобно воспринимаемый человеческим глазом. Такой цвет кодируется 15 или 16 битами:
- 15-битный цвет использует 5 бит для представления красной составляющей, 5 для зелёной и 5 для синей, то есть 2 5 = 32 возможных значения каждого цвета, которые дают 32768 (32×32×32) объединённых цвета.
- 16-битный цвет использует 5 бит для представления красной составляющей, 5 для синей, но (так как человеческий глаз более чувствителен при восприятии зелёной составляющей) 6 бит для представления зелёной, соответственно 64 возможных значения. Таким образом получаются 65536 (32×64×32) цвета. 16-bit цвет упоминается как «тысячи цветов» («thousands of colors») в системах Macintosh.
LCD Displays [ править | править код ]
Некоторые современные LCD-дисплеи отображают 18-битный цвет (64×64×64 = 262 144 комбинаций) для достижения больших скоростей при передаче визуальных данных без использования truecolor-дисплеев.
24-битный Truecolor [ править | править код ]
24-битное изображение
Технология TrueColor более приближена к цветам «реального мира», предоставляя 16,7 миллионом различных цветов. Такой цвет наиболее приятен для восприятия человеческим глазом различных фотографий, для обработки изображений для некоторых чёрно-белых изображений.
- 24-битный Truecolor-цвет использует по 8 бит для представления красной, синей и зелёной составляющих, 2 8 = 256 различных варианта представления цвета для каждого канала, или всего 16 777 216 цветов (256×256×256). 24-bit цвет упоминается как «миллионы цветов» («millions of colors») в системах Macintosh.
32-битный «реальный» цвет [ править | править код ]
«32-битный цвет» это пример неправильного употребления термина при описании глубины цвета. Заблуждением является то, что 32-битный цвет позволяет представить 4 294 967 296 различных оттенка.
В реальности 32-битный цвет является 24-битным (Truecolor) с дополнительным 8-битным каналом, который либо заполнен нулями (пустотой), либо представляет Альфа-канал, который задаёт прозрачность изображения в определённых пикселях.
Причиной, при которой может быть использован «пустой» канал — является 32-битная адресация памяти и 32-битные шины данных большинства современных компьютеров при оптимизации обращения к видеопамяти.
36-бит и более: Сверх-Truecolor [ править | править код ]
В конце 1990-х некоторые high-end графические системы, например SGI начали использовать более 8 бит на канал, например 12- или 16-бит. Разумеется такое количество оттенков при отображении цветов не является востребованным, однако программы профессионального редактирования изображений стали сохранять по 16 бит на канал, предоставляя «защиту» от накапливания ошибок округления, погрешностей при вычислении в условиях ограниченной разрядной сетки чисел.
Для расширения динамического диапазона изображений, включая High Dynamic Range Imaging (HDRI), числа с плавающей запятой позволяют описывать в изображениях наиболее аккуратно интенсивный свет и глубокие тени в одном и том же цветовом пространстве. Различные модели описывают такие диапазоны, применяя более 32 бит на канал. Можно отметить новый Industrial Light https://traditio.wiki/%D0%93%D0%BB%D1%83%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D0%B0_(%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D1%86%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0)» target=»_blank»]traditio.wiki[/mask_link]
Глубина цвета на мониторе: в чем разница
Один из самых техничных и неоднозначных спецификации что вы найдете при покупке монитора глубина цвета; 8-бит сегодня нормально, с 10-бит становится все более популярным и 12-бит в верхнем сегменте рынка, но что такое глубина цвета и как она влияет на качество изображения? ? В этой статье мы постараемся развеять ваши сомнения по этому поводу.
Глубина цвета всегда была важна, но с ростом разрешения 4K и HDR возможность более точного отображения градаций и цветовых матриц стала еще более важной. Конечно, чем выше битовая глубина цвета, тем выше качество изображения, но мы объясним это подробно, чтобы лучше понять.
Что такое глубина цвета на мониторе?
Ранее мы упоминали, что с ростом разрешения 4K и HDR этот параметр стал более важным; когда доминировал 1080p, это уже было важно, но это различие приобретает больший вес, поскольку изображения становятся более плотными (больше пикселей с увеличением разрешения) и более загруженными метаданными. Глубина цвета экрана действительно означает сколько в нем информации об изображении точно отображается на панели или экране.
Мы только что упомянули метаданных , который обычно относится к дополнительной информации помимо основных изображений, таких как разрешение и частота кадров; HDR включается в метаданные, и чем больше информации отображает панель, тем лучше и точнее будет изображение. Вы можете ясно видеть это на следующем изображении, где мы можем видеть градиент от черного к белому по шкале от 1 до 14 бит.
Битовая глубина и влияние спецификации на цветопередачу особенно нравятся энтузиастам. Верность цветопередачи высоко ценится геймерами, любителями кино и телевидения, фотографами и профессионалами в области видео, и они знают, что важна каждая деталь, поэтому этот параметр особенно важен для них, потому что он дает нам представление именно об этом. , насколько верно отображение цвета на экране.
Математика битовой глубины
Определение битовой глубины цвета очень быстро становится математическим, но мы постараемся избавить вас от скучных вычислений; Поскольку в современных панелях дисплея используются пиксели, управляемые цифровыми процессорами, каждый пиксель представляет один бит данных, и каждый бит имеет нулевое значение или значение для каждого основного цвета (красный, зеленый и синий, RGB). Следовательно, 8-битная панель имеет 2 повышенных до 8 значений для каждого цвета, то есть 256 градаций или версий красного, синего и зеленого, которые рассчитываются как 256 x 256 x 256, что в сумме дает 16.7 млн. возможные цвета.
Для 10-битных панелей каждый пиксель отображает до 1024 версий каждого основного цвета, или, другими словами, 1024, увеличенных до 3 или 1.07 миллиарда возможных цветов. Таким образом, 10-битная панель может отображать изображения с экспоненциально большей точностью цветопередачи, чем 8-битная. 12-битная панель идет дальше, с 4096 возможными версиями каждого основного цвета на пиксель, или 4096 x 4096 x 4096, всего 68.7 миллиардов возможных цветов.
8 бит, 10 бит, 12 бит, в чем реальная разница?
На самом деле разница довольно большая; Хотя 8-битные панели хорошо справляются с отображением реалистичных изображений, они также считаются абсолютным минимумом с точки зрения современных источников входного сигнала. Подавляющее большинство контента 4K и 8K создается с глубиной 10 бит или даже больше, а это означает, что 8-битная панель не сможет отображать контент, как задумано ее создателями. 8-битная панель, получающая 10-битный или более высокий контент, должна «сжать» детали и цветовые градации, чтобы соответствовать.
Хотя для обычных пользователей разница может показаться приемлемой, если вы действительно заботитесь о просматриваемом контенте, разница заметна. 8-битная панель имеет гораздо меньший диапазон, чем 10-битная, и не может отображать богатое разнообразие цветов, что приводит к более тусклому, блеклому и более четкому изображению в целом. Отсутствие разнообразия чаще всего проявляется в темных и светлых областях; например, на 8-битном экране он может отображаться только как яркое пятно с очень четкими световыми полосами, исходящими от него, в то время как 10-битная панель покажет его как постепенно яркий объект без видимых полос.
Краткий исторический обзор может помочь: 8-битная глубина цвета была разработана для дисплеев VGA несколько десятилетий назад и доходит только до цветовой гаммы RGB. Таким образом, 8-битные мониторы не могут работать с более широкими цветовыми пространствами, такими как саман RGB или DCI-P3, и они не могут правильно отображать контент HDR (для этого вам понадобится минимум 10 бит).
Больше глубины цвета лучше для игр?
На самом деле, конечно, лучше, хотя в этом нет необходимости. Как мы только что сказали, 8-битные экраны 80-х и VGA — эпоха, когда разрешение 4K и HDR еще не были даже мечтами инженеров, которые разработали эту технологию. Теперь, в эпоху контента 4K и HDR, 10-битный дисплей, безусловно, приносит огромные преимущества для современного просмотра контента.
Современные компьютерные и консольные игры визуализируются с минимальным разрешением 10 бит, а HDR становится все более универсальным. Конечно, они будут хорошо работать на недорогой 8-битной панели, но вам будет не хватать многих деталей, как мы обсуждали в предыдущем разделе. Даже самые дорогие 8-битные мониторы и телевизоры, поддерживающие HDR, имеют ограничения: например, на Xbox One X размытый 8-битный экран (имитирующий 10-битный, насколько это возможно) может работать только с базовым HDR10, в то время как наиболее подходящие экраны открывают варианты Dolby Vision и HDR10 +.
В этом смысле игры ничем не отличаются от фильмов, потоковой передачи, фотосъемки или редактирования видео. При этом исходный контент продолжает увеличиваться в деталях и качестве, и, очевидно, используемый экран должен идти в ногу с контентом и не застревать в прошлом, иначе вы упустите множество деталей. Это означает, что сегодня 10 или более бит — это то, что мы должны искать для игр.
Источник: itigic.com
Глубина цвета
Глубина́ цве́та (ка́чество цветопереда́чи, би́тность изображе́ния, цветовое разреше́ние) — термин компьютерной графики, означающий количество бит (объём памяти), используемое для хранения и представления цвета при кодировании, либо одного пикселя растровой графики или видеоизображения (выражается единицей бит на пиксел (англ. bits per pixel , bpp )), либо для каждого цвета составляющего один пиксель (определяется как бит на компонент, бит на канал, бит на цвет (англ. bits per component, bits per channel, bits per color все три сокращенно bpc)). Для стандартов потребительского видео битовая глубина определяет количество бит, используемых для каждого цветового компонента. [1] [2]
- 1 Монохромные изображения
- 2 Индексированные цвета и палитры
- 3 «Реальные» цвета (TrueColor)
- 3.1 8-битный «реальный» цвет
- 3.2 12-битный «реальный» цвет
- 3.3 HighColor
- 3.4 TrueColor
- 3.5 24-битный «реальный» цвет + альфа-канал (32bpp)
- 3.6 Deep Color (30/36/48 бит)
- 4.1 Телевизионный цвет
Монохромные изображения
Монохромные изображения кодируются с помощью одномерной шкалы яркости. Обычно это набор из чёрного и белого цвета и промежуточных оттенков серого, но могут использоваться и другие комбинации: например, монохромные мониторы часто используют зелёный или оранжевый цвет свечения вместо белого.
- 1-битная шкала яркости (2 1 = 2 ступени ): бинарное изображение, используется при выводе на чёрно-белый принтер (оттенки серого при этом имитируются с помощью дизеринга); также использовалась в графическом режиме видеоадаптера Hercules Graphics Card
- 2-битная шкала яркости (2 2 = 4 ступени ): видеорежим NeXTstation
- 8-битная шкала яркости (2 8 = 256 ступеней ): достаточна для адекватного представления чёрно-белых фотографий
- 16-битная шкала яркости (2 16 = 65 536 ступеней ): используется в астрофотографии для получения изображений с большим динамическим диапазоном, а также при сложной обработке с целью избежать накопления ошибок округления
Индексированные цвета и палитры
4-битное изображение
8-битное изображение
Изображение кодируется с помощью дискретного набора цветов, каждый из которых описан с помощью палитры независимо друг от друга.
- 1-битный цвет (2 1 = 2 цвета): бинарный цвет, чаще всего представляется чёрным и белым цветами (или чёрным и зелёным)
- 2-битный цвет (2 2 = 4 цвета): CGA, БК.
- 3-битный цвет (2 3 = 8 цветов): множество устаревших персональных компьютеров с TV-выходом
- 4-битный цвет (2 4 = 16 цветов): известен как EGA и в меньшей степени как VGA-стандарт с высоким разрешением
- 5-битный цвет (2 5 = 32 цвета): Original Amiga chipset
- 6-битный цвет (2 6 = 64 цвета): Original Amiga chipset
- 8-битный цвет (2 8 = 256 цветов): устаревшие Unix-рабочие станции, VGA низкого разрешения, Super VGA, AGA (стоит заметить что тот же VGA-режим, так называемый X-Mode, за счет технологии установки палитры позволял отобразить 256 цветов из цветового набора 262 144 цветов)
- 12-битный цвет (2 12 = 4096 цветов): некоторые системы Silicon Graphics и Color NeXTstation. Отдельного упоминания заслуживает уникальный режим HAM оригинальных персональных компьютеров Amiga. В этом видеорежиме компьютер Amiga на экране мог отобразить до 4096 цветов, при этом один пиксель изображения кодировался только шестью битами.
«Реальные» цвета (TrueColor)
С увеличением количества бит в представлении цвета количество отображаемых цветов стало непрактично большим для цветовых палитр (20-битная глубина цвета требует больше памяти для сохранения цветовой палитры, чем памяти для сохранения самих пикселей изображения). При большой глубине цвета на практике кодируют яркости красной, зелёной и синей составляющих — такое кодирование называют RGB-моделью.
8-битный «реальный» цвет
Основная статья: 8-битный цвет
Сильно ограниченная, однако «реальная» цветовая схема, в которой по три бита (по восемь возможных значений) для красной (R) и зелёной (G) составляющих, и два оставшихся бита на пиксель для кодирования синей (B) составляющей (четыре возможных значения), позволяют представить 256 (8×8×4) различных цвета. Нормальный человеческий глаз менее чувствителен к синей составляющей, чем к красной и зелёной, поэтому синяя составляющая представляется одним битом меньше. Такая схема использовалась в MSX2-серии компьютеров в 1990-х годах.
Не следует путать такую схему с индексным цветом с 8 bpp, который может быть представлен выбором различных цветовых палитр.
12-битный «реальный» цвет
12-битный «реальный» цвет кодируется 4 битами (по 16 возможных значений) для каждой из R, G и B-составляющих, что позволяет представить 4096 (16×16×16) различных цветов. Такая глубина цвета иногда используется в простых устройствах с цветными дисплеями (например, в мобильных телефонах).
HighColor
HighColor или HiColor разработан для представления оттенков «реальной жизни», то есть наиболее удобно воспринимаемый человеческим глазом. Такой цвет кодируется 15 или 16 битами:
- 15-битный цвет использует 5 бит для представления красной составляющей, 5 для зелёной и 5 для синей, то есть 2 5 = 32 возможных значения каждого цвета, которые дают 32 768 (32×32×32) возможных цвета.
- 16-битный цвет использует 5 бит для представления красной составляющей, 5 для синей, но 6 бит (2 6 = 64 возможных значения) для представления зелёной, так как человеческий глаз более чувствителен к зелёной составляющей. Таким образом получаются 65 536 (32×64×32) цветов. 16-битный цвет упоминается как «тысячи цветов» ( thousands of colors ) в системах Macintosh.
- Большинство современных ЖК-дисплеев отображают 18-битный цвет (64×64×64 = 262 144 комбинации), но благодаря дизерингу разница с TrueColor-дисплеями на глаз незначительна.
TrueColor
Основная статья: TrueColor
24-битное изображение
TrueColor (от англ. true color — «истинный/настоящий цвет») приближен к цветам «реального мира», предоставляя 16,7 млн различных цветов. Такой цвет наиболее приятен для восприятия человеческим глазом различных фотографий, для обработки изображений.
- 24-битный TrueColor-цвет использует по 8 бит для представления красной, синей и зелёной составляющих. Кодируется 2 8 = 256 различных вариантов представления цвета для каждого канала, или всего 16 777 216 цветов (256×256×256). 24-битный цвет упоминается как «миллионы цветов» ( millions of colors ) в системах Macintosh.
24-битный «реальный» цвет + альфа-канал (32bpp)
«32-битный цвет» — это пример неправильного употребления термина при описании глубины цвета. Заблуждением является то, что 32-битный цвет позволяет представить 2 32 = 4 294 967 296 различных оттенков [3] .
В реальности 32-битный цвет является 24-битным (TrueColor) с дополнительным 8-битным каналом, который либо заполнен нулями (не влияет на цвет), либо представляет собой альфа-канал, который задаёт прозрачность изображения для каждого пикселя — то есть существует 16 777 216 оттенков цветов и 256 градаций прозрачности [3] .
Причиной, по которой используют «пустой» канал, является стремление оптимизировать работу с видеопамятью, которая у большинства современных [ когда? ] компьютеров имеет 32-битную адресацию и 32-битную шину данных [ источник не указан 2547 дней ] .
Также 32-битным является представление цвета в системе CMYK (по 8 бит отводятся на голубой, пурпурный, жёлтый и чёрный цвета) [3] .
Deep Color (30/36/48 бит)
Основная статья: DeepColor
В конце 1990-х годов некоторые high-end графические системы, например SGI, начали использовать более 8 бит на канал — например, 12 или 16 бит . Программы профессионального редактирования изображений стали сохранять по 16 бит на канал, предоставляя «защиту» от накапливания ошибок округления, погрешностей при вычислении в условиях ограниченной разрядной сетки чисел.
Для дальнейшего расширения динамического диапазона изображений были созданы различные модели. Например High Dynamic Range Imaging (HDRI), использует числа с плавающей запятой и позволяет наиболее точно описывать в изображениях интенсивный свет и глубокие тени в одном и том же цветовом пространстве. Различные модели описывают такие диапазоны, применяя более 32 бит на канал. Можно отметить созданный Industrial Light https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php/%D0%93%D0%BB%D1%83%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D0%B0_%D1%86%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0″ target=»_blank»]xn--h1ajim.xn--p1ai[/mask_link]