Färgdjup

Underavsnittens rubriker hänvisar till bitar per pixel.

1-bitars färgEdit

Huvudsartikel: Binärbild

2 färger, ofta svartvitt (eller vilken färg CRT-fosforen hade) direkt färg. Ibland betydde 1 svart och 0 vit, det omvända jämfört med moderna standarder. De flesta av de första grafikskärmarna var av denna typ, X-fönstersystemet utvecklades för sådana skärmar, och detta förutsattes för en 3M-dator. I slutet av 80-talet fanns det professionella skärmar med upplösningar på upp till 300 dpi (samma som en modern laserskrivare) men färg visade sig vara mer populärt.

2-bitars färgEdit

4 färger, vanligtvis från ett urval av fasta paletter. CGA, gråskalig tidig NeXTstation, färg Macintosh, Atari ST medelhög upplösning.

3-bitars colorEdit

8 färger, nästan alltid alla kombinationer av röd, grön och blå färg med full intensitet. Många tidiga hemdatorer med TV-skärmar, inklusive ZX Spectrum och BBC Micro.

4-bitars colorEdit

16 färger, vanligtvis från ett urval av fasta paletter. Används av EGA och av den minsta gemensamma nämnaren VGA-standard vid högre upplösning, färg Macintosh, Atari ST låg upplösning, Commodore 64, Amstrad CPC.

5-bitars colorEdit

32 färger från en programmerbar palett, används av Original Amiga-chipsetet.

8-bitars colorEdit

Huvudartikel: 8-bitars färg

256 färger, vanligtvis från en fullt programmerbar palett. De flesta tidiga Unix-arbetsstationer i färg, VGA med låg upplösning, Super VGA, Macintoshes i färg, Atari TT, Amiga AGA-chipset, Falcon030, Acorn Archimedes. Både X och Windows tillhandahöll utarbetade system för att försöka låta varje program välja sin egen palett, vilket ofta resulterade i felaktiga färger i alla andra fönster än det som hade fokus.

Vissa system placerade en färgkub i paletten för ett system med direkta färger (och så att alla program skulle använda samma palett). Vanligtvis tillhandahölls färre nivåer av blått än andra, eftersom det normala mänskliga ögat är mindre känsligt för den blå komponenten än för den röda eller gröna (två tredjedelar av ögats receptorer bearbetar de längre våglängderna).Populära storlekar var:

  • 6×6×6×6 (webbsäkra färger), vilket lämnar 40 färger för en grå ramp eller programmerbara palettposter.
  • 8×8×4. 3 bitar av R och G, 2 bitar av B, det korrekta värdet kan beräknas från en färg utan att använda multiplikation. Används bland annat i MSX2-systemserien av datorer i början och mitten av 1990-talet.
  • En kub på 6×7×6, vilket ger 4 färger för en programmerbar palett eller gråtoner.
  • en 6×8×5-kub, vilket ger 16 färger för en programmerbar palett eller grått.

12-bitars färgEdit

4096 färger, vanligen från en fullt programmerbar palett (även om den ofta ställdes in på en 16×16×16-kub). Vissa Silicon Graphics-system, Color NeXTstation-system och Amigasystem i HAM-läge.

Högfärg (15/16-bitars)Redigera

Huvaartikel: Hög färg

I högfärgssystem lagras två bytes (16 bitar) för varje pixel. Oftast tilldelas varje komponent (R, G och B) 5 bitar, plus en oanvänd bit (eller används för en maskkanal eller för att byta till indexerad färg); detta gör att 32 768 färger kan representeras. En alternativ tilldelning där den oanvända biten omfördelas till G-kanalen gör att 65 536 färger kan representeras, men utan genomskinlighet. Dessa färgdjup används ibland i små enheter med färgskärm, t.ex. mobiltelefoner, och anses ibland vara tillräckliga för att visa fotografiska bilder. Ibland används 4 bitar per färg plus 4 bitar för alfa, vilket ger 4096 färger.

Uttrycket ”high color” har nyligen använts för att beteckna färgdjup större än 24 bitar.

18-bitEdit

Nästan alla de billigaste LCD-skärmarna (t.ex. typiska twisted nematic-typer) ger 18-bitars färg (64×64×64 = 262 144 kombinationer) för att uppnå snabbare färgövergångstider, och använder antingen dithering eller styrning av bildfrekvensen för att närma sig 24-bitars per pixel äkta färg, eller kastar bort 6-bitars färginformation helt. Dyrare LCD-skärmar (vanligtvis IPS) kan visa 24-bitars färgdjup eller mer.

Äkta färg (24-bitar)Redigera

Alla 16 777 216 färger (nedskalade, klicka på bilden för full upplösning)

24 bitar använder nästan alltid 8 bitar vardera av R, G och B (8 bpc). År 2018 används 24-bitars färgdjup av praktiskt taget alla dator- och telefonskärmar och de allra flesta bildlagringsformat. I nästan alla fall av 32 bitar per pixel tilldelas 24 bitar till färgen, och de återstående 8 är alfakanalen eller oanvända.

224 ger 16 777 216 färgvariationer. Det mänskliga ögat kan urskilja upp till tio miljoner färger, och eftersom en bildskärms omfång är mindre än det mänskliga synfältet, innebär detta att den bör täcka detta omfång med mer detaljer än vad som kan uppfattas. Skärmar fördelar dock inte färgerna jämnt i det mänskliga uppfattningsutrymmet, så människor kan se förändringarna mellan vissa intilliggande färger som färgband. Monokromatiska bilder ställer in alla tre kanalerna på samma värde, vilket resulterar i endast 256 olika färger och därmed potentiellt mer synliga färgband, eftersom det genomsnittliga mänskliga ögat endast kan skilja mellan cirka 30 gråtoner. Vissa programvaror försöker dithera grånivån i färgkanalerna för att öka detta, även om detta i modern programvara oftare används för subpixelrendering för att öka rymdupplösningen på LCD-skärmar där färgerna har något olika positioner.

Standarderna för DVD-video och Blu-ray-skivor stödjer ett bitdjup på 8 bitar per färg i YCbCr med 4:2:0 chroma subsampling. YCbCr kan konverteras förlustfritt till RGB.

Macintosh-system hänvisar till 24-bitars färg som ”miljontals färger”. Termen äkta färg används ibland för att beteckna det som i den här artikeln kallas direkt färg. Det används också ofta för att hänvisa till alla färgdjup som är större än eller lika med 24.

Djup färg (30-bitars)Edit

Djup färg består av en miljard eller fler färger. 230 är ungefär 1,073 miljarder. Vanligtvis är detta 10 bitar vardera av rött, grönt och blått (10 bpc). Om en alfakanal av samma storlek läggs till tar varje pixel 40 bitar.

Vissa tidigare system placerade tre 10-bitarskanaler i ett 32-bitars ord, med 2 bitar oanvända (eller som används som en alfakanal med 4 nivåer); filformatet Cineon använde till exempel detta. Vissa SGI-system hade 10- (eller fler) bitars digital-till-analog-omvandlare för videosignalen och kunde ställas in för att tolka data som lagrats på detta sätt för visning. BMP-filer definierar detta som ett av sina format, och det kallas ”HiColor” av Microsoft.

Videokort med 10 bitar per komponent började komma ut på marknaden i slutet av 1990-talet. Ett tidigt exempel var Radius ThunderPower-kortet för Macintosh, som innehöll tillägg för QuickDraw och Adobe Photoshop-plugins för att stödja redigering av 30-bitarsbilder. Vissa leverantörer kallar sina 24-bitars färgdjup med FRC-paneler för 30-bitars paneler, men verkliga djupfärgskärmar har 10-bitars eller mer färgdjup utan FRC.

Den HDMI 1.3-specifikationen definierar ett bitdjup på 30 bitar (samt 36- och 48-bitarsdjup).I det avseendet har Nvidias Quadro-grafikkort som tillverkats efter 2006 stöd för 30-bitars djupfärg och Pascal- eller senare GeForce- och Titan-kort när de är parade med studiodrivrutinen, liksom vissa modeller av Radeon HD 5900-serien, t.ex. HD 5970. ATI FireGL V7350-grafikkortet har stöd för 40- och 64-bitars pixlar (30 och 48 bitars färgdjup med en alfakanal).

DisplayPort-specifikationen har också stöd för färgdjup större än 24 bpp i version 1.3 genom ”VESA Display Stream Compression, som använder en visuellt förlustfri algoritm med låg latenstid baserad på prediktiv DPCM och YCoCg-R-färgrymden och möjliggör ökade upplösningar och färgdjup samt minskad energiförbrukning.”

På WinHEC 2008 meddelade Microsoft att färgdjup på 30 bitar och 48 bitar kommer att stödjas i Windows 7, tillsammans med det breda färgomfånget scRGB.

Hög effektiv videokodning (HEVC eller H.265) definierar Main 10-profilen, som tillåter 8 eller 10 bitar per sampling med 4:2:0 chroma-subsampling. Main 10-profilen lades till vid HEVC-mötet i oktober 2012 baserat på förslaget JCTVC-K0109 som föreslog att en 10-bitars profil skulle läggas till HEVC för konsumenttillämpningar. I förslaget angavs att detta var för att möjliggöra förbättrad videokvalitet och för att stödja Rec. 2020-färgrymden som kommer att användas av UHDTV. Den andra versionen av HEVC har fem profiler som tillåter ett bitdjup på 8 bitar till 16 bitar per prov.

Sedan 2020 har vissa smartphones börjat använda 30-bitars färgdjup, till exempel OnePlus 8 Pro, Oppo Find X2 & Find X2 Pro, Sony Xperia 1 II, Xiaomi Mi 10 Ultra, Motorola Edge+, ROG Phone 3 och Sharp Aquos Zero 2.

36-bitEdit

Användning av 12 bitar per färgkanal ger 36 bitar, cirka 68,71 miljarder färger. Om en alfakanal av samma storlek läggs till blir det 48 bitar per pixel.

48-bitarsRedigera

Användning av 16 bitar per färgkanal ger 48 bitar, cirka 281,5 biljoner färger. Om en alfakanal av samma storlek läggs till blir det 64 bitar per pixel.

Bildredigeringsprogram som Photoshop började använda 16 bitar per kanal ganska tidigt för att minska kvantiseringen på mellanliggande resultat (dvs. om en operation divideras med 4 och sedan multipliceras med 4 förlorar man de nedersta 2 bitarna av 8-bitarsdata, men om 16 bitar används förlorar man ingen av 8-bitarsdata). Dessutom kunde digitalkameror producera 10 eller 12 bitar per kanal i sina rådata. Eftersom 16 bitar är den minsta adresserbara enheten som är större än så, skulle användningen av 16 bitar göra det möjligt att manipulera rådata.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.