Głębia koloru

Nagłówki podrozdziałów odnoszą się do bitów na piksel.

1-bitowy kolorEdit

Główny artykuł: Obraz binarny

2 kolory, często czarno-biały (lub jakikolwiek kolor luminoforu CRT był) bezpośredni kolor. Czasami 1 oznaczało czarny i 0 oznaczało biały, odwrotność współczesnych standardów. Większość pierwszych wyświetlaczy graficznych była tego typu, system okienkowy X został stworzony dla takich wyświetlaczy, i to było założone dla komputera 3M. Pod koniec lat 80. pojawiły się profesjonalne wyświetlacze o rozdzielczości do 300dpi (tyle co współczesna drukarka laserowa), ale bardziej popularny okazał się kolor.

2-bitowy kolorEdit

4 kolory, zwykle z wyboru z ustalonych palet. CGA, skala szarości wczesne NeXTstation, kolorowe Macintoshe, Atari ST średniej rozdzielczości.

3-bitowy kolorEdit

8 kolorów, prawie zawsze wszystkie kombinacje pełnej intensywności czerwony, zielony i niebieski. Wiele wczesnych komputerów domowych z wyświetlaczami telewizyjnymi, w tym ZX Spectrum i BBC Micro.

4-bitowy kolorEdit

16 kolorów, zwykle z wyboru ustalonych palet. Używany przez EGA i przez najmniejszy wspólny mianownik standardu VGA przy wyższej rozdzielczości, kolorowe Macintoshe, Atari ST niska rozdzielczość, Commodore 64, Amstrad CPC.

5-bitowy colorEdit

32 kolory z programowalnej palety, używany przez oryginalny chipset Amigi.

8-bitowy colorEdit

Główny artykuł: 8-bitowy kolor

256 kolorów, zwykle z w pełni programowalnej palety. Większość wczesnych kolorowych stacji roboczych Unix, VGA w niskiej rozdzielczości, Super VGA, kolorowe Macintoshe, Atari TT, Amiga AGA chipset, Falcon030, Acorn Archimedes. Zarówno X jak i Windows zapewniały rozbudowane systemy próbujące pozwolić każdemu programowi na wybór własnej palety, często powodując nieprawidłowe kolory w każdym oknie innym niż to z fokusem.

Niektóre systemy umieszczały kostkę koloru w palecie dla systemu bezpośredniego koloru (i tak wszystkie programy używałyby tej samej palety). Zwykle dostarczano mniej poziomów niebieskiego niż inne, ponieważ normalne ludzkie oko jest mniej wrażliwe na składową niebieską niż na czerwoną lub zieloną (dwie trzecie receptorów oka przetwarza dłuższe fale) Popularne rozmiary były następujące:

  • 6×6×6 (kolory bezpieczne dla stron internetowych), pozostawiając 40 kolorów dla rampy szarości lub programowalnych pozycji palety.
  • 8×8×4. 3 bity R i G, 2 bity B, poprawna wartość może być obliczona z koloru bez użycia mnożenia. Używany m.in. w komputerach z serii MSX2 na początku i w połowie lat 90-tych.
  • sześcian o wymiarach 6×7×6, pozostawiający 4 kolory dla programowalnej palety lub szarości.
  • sześcianu 6×8×5, pozostawiając 16 kolorów dla programowalnej palety lub szarości.

12-bitowy kolorEdit

4096 kolorów, zwykle z w pełni programowalnej palety (choć często była ona ustawiona na kostkę 16×16×16 kolorów). Niektóre systemy Silicon Graphics, systemy Color NeXTstation i systemy Amigi w trybie HAM.

High color (15/16-bit)Edit

Main article: High color

W systemach high-color, dwa bajty (16 bitów) są przechowywane dla każdego piksela. Najczęściej, każdy składnik (R, G, i B) jest przypisany 5 bitów, plus jeden nieużywany bit (lub używane do kanału maski lub do przełączania do koloru indeksowanego); pozwala to 32,768 kolorów do reprezentacji. Jednak alternatywne przypisanie, które ponownie przypisuje nieużywany bit do kanału G pozwala na reprezentację 65 536 kolorów, ale bez przezroczystości. Te głębie kolorów są czasami używane w małych urządzeniach z kolorowym wyświetlaczem, takich jak telefony komórkowe, i są czasami uważane za wystarczające do wyświetlania obrazów fotograficznych. Czasami 4 bity na kolor są używane plus 4 bity dla alfa, dając 4096 kolorów.

Termin „wysoki kolor” został niedawno użyty do określenia głębi kolorów większych niż 24 bity.

18-bitEdit

Prawie wszystkie najtańsze wyświetlacze LCD (takie jak typowe skręcone typy nematyczne) zapewniają 18-bitowy kolor (64×64×64 = 262 144 kombinacji), aby osiągnąć szybsze czasy przejścia kolorów, i używają albo ditheringu, albo sterowania częstotliwością odświeżania, aby przybliżyć prawdziwy kolor 24 bity na piksel, albo całkowicie wyrzucić 6 bitów informacji o kolorze. Droższe ekrany LCD (zazwyczaj IPS) mogą wyświetlać 24-bitową głębię kolorów lub większą.

Prawdziwy kolor (24-bitowy)Edycja

Wszystkie 16 777 216 kolorów (przeskalowane, kliknij obraz, aby uzyskać pełną rozdzielczość)

24 bity prawie zawsze wykorzystują po 8 bitów R, G i B (8 bpc). Od 2018 roku 24-bitowa głębia kolorów jest używana przez praktycznie każdy wyświetlacz komputera i telefonu oraz zdecydowaną większość formatów przechowywania obrazów. Prawie wszystkie przypadki 32 bitów na piksel przypisują 24 bity do koloru, a pozostałe 8 to kanał alfa lub niewykorzystane.

224 daje 16 777 216 wariantów kolorystycznych. Ludzkie oko może rozróżnić do dziesięciu milionów kolorów, a ponieważ gamut wyświetlacza jest mniejszy niż zakres ludzkiego wzroku, oznacza to, że powinien on obejmować ten zakres z większą ilością szczegółów niż może być postrzegany. Jednakże, wyświetlacze nie rozkładają równomiernie kolorów w przestrzeni percepcyjnej człowieka, więc ludzie mogą postrzegać zmiany pomiędzy niektórymi sąsiadującymi kolorami jako pasmowanie kolorów. Monochromatyczne obrazy ustawiają wszystkie trzy kanały na tę samą wartość, co skutkuje tylko 256 różnymi kolorami, a zatem potencjalnie bardziej widocznym bandingiem, ponieważ przeciętne ludzkie oko może rozróżnić tylko około 30 odcieni szarości. Niektóre programy próbują ditherować poziom szarości do kanałów koloru, aby to zwiększyć, chociaż w nowoczesnym oprogramowaniu jest to częściej używane do renderowania subpikseli, aby zwiększyć rozdzielczość przestrzeni na ekranach LCD, gdzie kolory mają nieco inne pozycje.

Standardy DVD-Video i Blu-ray obsługują głębię bitową 8 bitów na kolor w YCbCr z podpróbkowaniem chroma 4:2:0. YCbCr może być bezstratnie konwertowany do RGB.

Systemy Macintosh odnoszą się do 24-bitowego koloru jako „milionów kolorów”. Termin prawdziwy kolor jest czasami używany do określenia tego, co ten artykuł nazywa bezpośredni kolor. Jest on również często używany w odniesieniu do wszystkich głębi kolorów większych lub równych 24.

Deep color (30-bit)Edit

Deep color składa się z miliarda lub więcej kolorów. 230 jest w przybliżeniu 1,073 miliardów. Zazwyczaj jest to 10 bitów każdego z kolorów czerwonego, zielonego i niebieskiego (10 bpc). Jeśli dodany jest kanał alfa o tym samym rozmiarze, to każdy piksel zajmuje 40 bitów.

Niektóre wcześniejsze systemy umieszczały trzy 10-bitowe kanały w 32-bitowym słowie, z 2 bitami nieużywanymi (lub używanymi jako 4-poziomowy kanał alfa); format pliku Cineon, na przykład, używał tego. Niektóre systemy SGI miały 10- (lub więcej) bitowe konwertery cyfrowo-analogowe dla sygnału wideo i mogły być skonfigurowane do interpretacji danych przechowywanych w ten sposób do wyświetlania. Pliki BMP definiują to jako jeden ze swoich formatów, a Microsoft nazywa to „HiColor”.

Karty wideo z 10 bitami na komponent zaczęły pojawiać się na rynku w późnych latach 90. Wczesnym przykładem była karta Radius ThunderPower dla komputerów Macintosh, która zawierała rozszerzenia dla QuickDraw i wtyczki Adobe Photoshop, umożliwiające edycję obrazów 30-bitowych. Niektórzy producenci nazywają swoje 24-bitowe panele o głębi kolorów z FRC panelami 30-bitowymi; jednak prawdziwe wyświetlacze o głębokim kolorze mają 10-bitową lub większą głębię kolorów bez FRC.

Specyfikacja HDMI 1.3 definiuje głębię bitową 30 bitów (a także głębię 36- i 48-bitową).W związku z tym karty graficzne Nvidia Quadro wyprodukowane po 2006 roku obsługują 30-bitową głębię kolorów, a karty Pascal lub późniejsze GeForce i Titan po sparowaniu ze sterownikiem Studio Driver, podobnie jak niektóre modele z serii Radeon HD 5900, takie jak HD 5970. Karta graficzna ATI FireGL V7350 obsługuje 40- i 64-bitowe piksele (30- i 48-bitowa głębia kolorów z kanałem alfa).

Specyfikacja DisplayPort obsługuje także głębię kolorów większą niż 24 bpp w wersji 1.3 poprzez „VESA Display Stream Compression, która wykorzystuje wizualnie bezstratny algorytm o niskiej latencji oparty na predykcyjnym DPCM i przestrzeni kolorów YCoCg-R oraz umożliwia zwiększenie rozdzielczości i głębi kolorów oraz zmniejszenie zużycia energii.”

Na WinHEC 2008 firma Microsoft ogłosiła, że głębia kolorów 30 i 48 bitów będzie obsługiwana w systemie Windows 7, wraz z szeroką gamą kolorów scRGB.

High Efficiency Video Coding (HEVC lub H.265) definiuje profil Main 10, który pozwala na 8 lub 10 bitów na próbkę z podpróbkowaniem chromatycznym 4:2:0. Profil Main 10 został dodany na spotkaniu HEVC w październiku 2012 roku na podstawie propozycji JCTVC-K0109, która proponowała dodanie 10-bitowego profilu do HEVC dla zastosowań konsumenckich. W propozycji stwierdzono, że ma to pozwolić na poprawę jakości wideo i wsparcie przestrzeni kolorów Rec. 2020, która będzie używana przez UHDTV. Druga wersja HEVC ma pięć profili, które pozwalają na głębię bitową od 8 bitów do 16 bitów na próbkę.

Od 2020 roku niektóre smartfony zaczęły używać 30-bitowej głębi kolorów, takie jak OnePlus 8 Pro, Oppo Find X2 & Find X2 Pro, Sony Xperia 1 II, Xiaomi Mi 10 Ultra, Motorola Edge+, ROG Phone 3 i Sharp Aquos Zero 2.

36-bitEdit

Użycie 12 bitów na kanał koloru daje 36 bitów, czyli około 68,71 miliarda kolorów. Jeśli dodany jest kanał alfa o tym samym rozmiarze, to jest 48 bitów na piksel.

48-bitEdit

Używanie 16 bitów na kanał koloru daje 48 bitów, w przybliżeniu 281,5 biliona kolorów. Jeśli kanał alfa o tym samym rozmiarze jest dodawany, to jest 64 bity na piksel.

Programy do edycji obrazów, takie jak Photoshop, zaczęły używać 16 bitów na kanał dość wcześnie w celu zmniejszenia kwantyzacji na pośrednich wyników (tj. jeśli operacja jest podzielona przez 4, a następnie pomnożona przez 4, to straci dolne 2 bity danych 8-bitowych, ale jeśli 16 bitów były używane to straci żadnego z danych 8-bitowych). Ponadto, aparaty cyfrowe były w stanie wyprodukować 10 lub 12 bitów na kanał w swoich surowych danych; ponieważ 16 bitów jest najmniejszą adresowalną jednostką większą niż ta, użycie jej pozwoliłoby na manipulowanie surowymi danymi.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.