Värisyvyys

Alajaksojen otsikot viittaavat bitteihin per pikseli.

1-bittinen väriEdit

Pääartikkeli: Binäärikuva

2 väriä, usein mustavalkoinen (tai minkä värinen CRT-fosfori olikaan) suora väri. Joskus 1 tarkoitti mustaa ja 0 valkoista, päinvastoin kuin nykyisissä standardeissa. Useimmat ensimmäiset grafiikkanäytöt olivat tämäntyyppisiä, X-ikkunajärjestelmä kehitettiin tällaisia näyttöjä varten, ja tämä oletettiin 3M-tietokoneelle. 80-luvun lopulla oli ammattikäyttöön tarkoitettuja näyttöjä, joiden resoluutio oli jopa 300 dpi (sama kuin nykyaikaisella lasertulostimella), mutta väri osoittautui suositummaksi.

2-bittinen väriEdit

4 väriä, tavallisesti kiinteistä paleteista. CGA, harmaasävyinen varhainen NeXTstation, värilliset Macintoshit, Atari ST keskiresoluutio.

3-bittinen väriEdit

8 väriä, lähes aina kaikki täysintensiteettisen punaisen, vihreän ja sinisen yhdistelmät. Monet varhaiset TV-näytöllä varustetut kotitietokoneet, kuten ZX Spectrum ja BBC Micro.

4-bittinen väriEdit

16 väriä, yleensä valikoimasta kiinteitä paletteja. Käytössä EGA ja pienimmän yhteisen nimittäjän VGA-standardi korkeammalla resoluutiolla, väri Macintoshit, Atari ST:n matala resoluutio, Commodore 64, Amstrad CPC.

5-bittinen väriEdit

32 väriä ohjelmoitavasta paletista, käytössä Alkuperäisen Amigan piirisarjassa.

8-bittinen väriEdit

Pääartikkeli: 8-bittinen väri

256 väriä, yleensä täysin ohjelmoitavasta paletista. Useimmat varhaiset värilliset Unix-työasemat, VGA matalalla resoluutiolla, Super VGA, värilliset Macintoshit, Atari TT, Amiga AGA-piirisarja, Falcon030, Acorn Archimedes. Sekä X että Windows tarjosivat monimutkaisia järjestelmiä, joilla yritettiin antaa jokaisen ohjelman valita oma palettinsa, mikä johti usein vääriin väreihin missä tahansa muussa ikkunassa kuin siinä, jossa oli fokus.

Jotkut järjestelmät asettivat värikuution palettiin suoravärijärjestelmää varten (ja näin kaikki ohjelmat käyttivät samaa palettia). Yleensä sinistä tarjottiin vähemmän tasoja kuin toiset, koska normaali ihmissilmä on vähemmän herkkä siniselle komponentille kuin punaiselle tai vihreälle (kaksi kolmasosaa silmän reseptoreista käsittelee pidempiä aallonpituuksia) Suosittuja kokoja olivat:

  • 6×6×6 (web-safe-värit), jolloin harmaata ramppia tai ohjelmoitavissa olevia palettimerkintöjä varten jäisi jäljelle 40 väriä.
  • 8×8×4. 3 bittiä R:ää ja G:tä, 2 bittiä B:tä, oikea arvo voidaan laskea väristä ilman kertolaskua. Käytettiin muun muassa MSX2-järjestelmäsarjan tietokoneissa 1990-luvun alussa ja puolivälissä.
  • 6×7×6 kuutio, jolloin ohjelmoitavaan palettiin tai harmaisiin merkintöihin jää 4 väriä.
  • 6×8×5-kuutio, jolloin ohjelmoitavalle paletille tai harmaille jää 16 väriä.

12-bittinen väriEdit

4096 väriä, yleensä täysin ohjelmoitavasta paletista (tosin se asetettiin usein 16×16×16-värikuutioon). Joissakin Silicon Graphics -järjestelmissä, Color NeXTstation -järjestelmissä ja Amiga-järjestelmissä HAM-tilassa.

Korkea väri (15/16-bittinen)Edit

Pääartikkeli: Korkea väritila

Korkeavärijärjestelmissä jokaista pikseliä kohden tallennetaan kaksi tavua (16 bittiä). Useimmiten kullekin komponentille (R, G ja B) annetaan 5 bittiä sekä yksi käyttämätön bitti (tai sitä käytetään maskikanavaan tai indeksoituun väriin siirtymiseen); näin voidaan esittää 32 768 väriä. Vaihtoehtoinen määritys, jossa käyttämätön bitti siirretään G-kanavaan, mahdollistaa kuitenkin 65 536 värin esittämisen, mutta ilman läpinäkyvyyttä. Näitä värisyvyyksiä käytetään joskus pienissä laitteissa, joissa on värinäyttö, kuten matkapuhelimissa, ja niitä pidetään joskus riittävinä valokuvien näyttämiseen. Toisinaan käytetään 4 bittiä väriä kohti plus 4 bittiä alfaa varten, jolloin saadaan 4096 väriä.

Termiä ”high color” on viime aikoina käytetty tarkoittamaan yli 24 bitin värisyvyyksiä.

18-bittinenEdit

Lähes kaikki edullisimmat nestekidenäytöt (kuten tyypilliset kierretty nematiikkatyypit) tarjoavat 18-bittisen värin (64×64×64 = 262 144 yhdistelmää) nopeampien värinsiirtymisaikojen aikaansaamiseksi, ja ne käyttävät joko ditheringiä tai kehysnopeuden säätöä lähentääkseen 24-bittistä pikselikohtaista todellista väriä tai heittävät 6 bittiä väritietoa kokonaan pois. Kalliimmat nestekidenäytöt (tyypillisesti IPS) voivat näyttää 24-bittisen värisyvyyden tai enemmän.

Tosi väri (24-bittinen)Edit

Kaikki 16 777 216 väriä (pienennetty, klikkaa kuvaa saadaksesi täyden resoluution)

24-bittisissä näytöissä käytetään melkeinpä aina 8:aa bittiä kumpaankin värisyvyydestä R:n, G:n ja B:n osalta (8 bittiä). Vuodesta 2018 lähtien 24-bittinen värisyvyys on käytössä lähes jokaisessa tietokoneen ja puhelimen näytössä sekä suurimmassa osassa kuvien tallennusmuodoista. Lähes kaikissa tapauksissa 32 bittiä per pikseli määrittää 24 bittiä värille, ja loput 8 ovat alfakanavaa tai käyttämättömiä.

224 antaa 16 777 216 värivariaatiota. Ihmissilmä pystyy erottamaan jopa kymmenen miljoonaa väriä, ja koska näytön väriskaala on pienempi kuin ihmisen näköalue, tämä tarkoittaa sitä, että tämän pitäisi kattaa tämä alue enemmän yksityiskohtia kuin mitä voidaan havaita. Näytöt eivät kuitenkaan jaa värejä tasaisesti ihmisen havaintoavaruudessa, joten ihmiset voivat nähdä joidenkin vierekkäisten värien väliset muutokset värikaistaisina. Monokromaattisissa kuvissa kaikki kolme kanavaa asetetaan samaan arvoon, jolloin saadaan vain 256 erilaista väriä ja siten mahdollisesti enemmän näkyvää kaistaisuutta, sillä ihmissilmä pystyy erottamaan toisistaan vain noin 30 harmaan sävyä. Jotkin ohjelmistot yrittävät värittää harmaasävyjä värikanaviin tämän lisäämiseksi, vaikka nykyaikaisissa ohjelmistoissa tätä käytetäänkin useammin subpikselirenderöintiin tilaresoluution lisäämiseksi nestekidenäytöissä, joissa väreillä on hieman erilaiset sijainnit.

DVD-video- ja Blu-ray Disc -standardit tukevat 8 bitin bittisyvyyttä väriä kohti YCbCr:ssä 4:2:0-kroma-alanäytteenotolla. YCbCr voidaan muuntaa häviöttömästi RGB:ksi.

Macintosh-järjestelmissä 24-bittistä väriä kutsutaan ”miljooniksi väreiksi”. Termiä true color käytetään joskus tarkoittamaan sitä, mitä tässä artikkelissa kutsutaan suoraksi väriksi. Sitä käytetään usein myös viittaamaan kaikkiin värisyvyyksiin, jotka ovat suurempia tai yhtä suuria kuin 24.

Syvä väri (30-bittinen)Edit

Syvä väri koostuu miljardista tai useammasta väristä. 230 on noin 1,073 miljardia. Yleensä tämä on 10 bittiä kutakin punaista, vihreää ja sinistä (10 bpc). Jos lisätään samankokoinen alfakanava, niin jokainen pikseli vie 40 bittiä.

Jotkut aikaisemmat järjestelmät sijoittivat kolme 10-bittistä kanavaa 32-bittiseen sanaan, jolloin 2 bittiä jäi käyttämättä (tai käytettiin 4-tasoisena alfakanavana); esimerkiksi Cineon-tiedostomuoto käytti tätä. Joissakin SGI-järjestelmissä oli 10-bittiset (tai useammat) digitaali-analogiamuuntimet videosignaalia varten, ja ne voitiin asettaa tulkitsemaan tällä tavoin tallennettua dataa näyttöä varten. BMP-tiedostot määrittelevät tämän yhdeksi formaatistaan, ja Microsoft kutsuu sitä ”HiColoriksi”.

Videokortteja, joissa on 10 bittiä per komponentti, alkoi tulla markkinoille 1990-luvun lopulla. Varhainen esimerkki oli Macintoshille tarkoitettu Radius ThunderPower -kortti, joka sisälsi laajennukset QuickDraw- ja Adobe Photoshop -liitännäisiä varten tukemaan 30-bittisten kuvien muokkaamista. Jotkut valmistajat kutsuvat FRC:llä varustettuja 24-bittisiä värisyvyyspaneelejaan 30-bittisiksi paneeleiksi; todellisissa syvävärinäytöissä on kuitenkin 10-bittinen tai suurempi värisyvyys ilman FRC:tä.

HDMI 1.3 -spesifikaatio määrittelee bittisyvyydeksi 30 bittiä (sekä 36- ja 48-bittiset syvyydet). 30-bittisiä syvävärisyvyyspaneeleita tukevat vuoden 2006 jälkeen valmistetut Nvidia Quadro -grafiikkakortit ja Pascal- tai sitä myöhäisemmistä sukupolvista peräisin olevia geforce- ja titan-luokituskortteja, kun ne on yhdistetty Studio-ajurien kanssa. ATI FireGL V7350 -näytönohjain tukee 40- ja 64-bittisiä pikseleitä (30- ja 48-bittinen värisyvyys alfakanavalla).

DisplayPort-spesifikaatio tukee myös suurempia värisyvyyksiä kuin 24 bpp versiossa 1.3 kautta ”VESA Display Stream Compression, joka käyttää visuaalisesti häviötöntä matalan viiveen algoritmia, joka perustuu ennakoivaan DPCM:ään ja YCoCg-R-väriavaruuteen ja mahdollistaa suuremmat resoluutiot ja värisyvyydet sekä pienemmän virrankulutuksen.”

WinHEC 2008 -konferenssissa Microsoft ilmoitti, että Windows 7:ssä tuetaan 30 ja 48 bitin värisyvyyksiä sekä laajaa väriskaalaa, scRGB:tä.

Suuren hyötysuhteen omaava videokuvaa sisältävä videokuvauksen koodausmenetelmä (High Efficiency Video Coding, HEVC-järjestelmä) (HEVC tai H.265-järjestelmä).) määrittelee Main 10 -profiilin, joka sallii 8 tai 10 bittiä näytettä kohti 4:2:0-kroma-alamittauksella. Main 10 -profiili lisättiin lokakuun 2012 HEVC-kokouksessa perustuen ehdotukseen JCTVC-K0109, jossa ehdotettiin 10-bittisen profiilin lisäämistä HEVC:hen kuluttajasovelluksia varten. Ehdotuksessa todettiin, että tämän tarkoituksena oli parantaa videon laatua ja tukea Rec. 2020 -väriavaruutta, jota käytetään UHDTV:ssä. HEVC:n toisessa versiossa on viisi profiilia, jotka mahdollistavat bittisyvyyden 8 bitistä 16 bittiin näytettä kohden.

Vuodesta 2020 alkaen jotkut älypuhelimet ovat alkaneet käyttää 30-bittistä värisyvyyttä, kuten OnePlus 8 Pro, Oppo Find X2 & Find X2 Pro, Sony Xperia 1 II, Xiaomi Mi 10 Ultra, Motorola Edge+, ROG Phone 3 ja Sharp Aquos Zero 2.

36-bittinenEdit

Käyttämällä 12 bittiä värikanavaa kohti saadaan 36 bittiä, noin 68,71 miljardia väriä. Jos lisätään samankokoinen alfa-kanava, pikseliä kohti on 48 bittiä.

48-bittinenEdit

Käytettäessä 16 bittiä värikanavaa kohti saadaan 48 bittiä, noin 281,5 biljoonaa väriä. Jos lisätään samankokoinen alfakanava, pikseliä kohti on 64 bittiä.

Kuvanmuokkausohjelmat, kuten Photoshop, alkoivat käyttää 16 bittiä kanavaa kohti jo melko varhain vähentääkseen välitulosten kvantisointia (eli jos operaatio jaetaan 4:llä ja kerrotaan sitten 4:llä, menetetään 8-bittisen datan kaksi alimmaista bittiä, mutta jos käytettäisiin 16:aa bittiä, ei menetettäisi yhtään kahdeksaa bittistä dataa). Lisäksi digitaalikamerat pystyivät tuottamaan raakadatassaan 10 tai 12 bittiä kanavaa kohti; koska 16 bittiä on pienin tätä suurempi osoitteellinen yksikkö, sen käyttäminen mahdollistaisi raakadatan manipuloinnin.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.