Globina barve je v računalniški grafiki?

Beat depth (globina utripanja) ali barvna globina je število bitov, ki se uporabljajo za označevanje barve ene slikovne točke v rastrski sliki ali medpomnilniku videa. Tudi ta pojem se pogosto nanaša na število bitov, ki se uporabljajo za vsako barvno komponento ene slikovne točke. Globina binarnih oznak določa število edinstvenih barv v paleti slik v smislu števila 0 in 1 ali "bitov", ki se uporabljajo za označevanje vsake barve.

Kaj je bitna globina

Globina barve je število binarnih znakov, ki se uporabljajo za shranjevanje ene slikovne točke zaslona. Z drugimi besedami, to je število različnih barv, ki jih lahko predstavlja strojna ali programska oprema. Vendar to ne pomeni, da slika nujno uporablja vse barve. Ko gre za slikovne pike, je koncept barvne globine nekaj, kar lahko definiramo kot bitov na piksel (bpp). Določa število binarnih znakov, ki se uporabljajo za eno slikovno piko. Potem se barvna globina slike nanaša na število bitov na sliko na računalniškem monitorju, ki predstavlja določeno barvo.


Število edinstvenih odtenkov

Pri barvni komponenti lahko koncept pomeni število binarnih znakov na komponento - bit na kanal ali barvo. Globina barve z veliko vrednostjo lahko nakazuje barvni prenos s tako visoko stopnjo natančnosti. Druga možnost je, da se imenuje globina pikslov. Slikaz višjimi bitnimi globinami lahko kodirajo več odtenkov ali barv, saj je več kombinacij 0 in 1. Globina barv je število takšnih kombinacij. Več bitov na sliko, boljši je prenos barv in kakovost monitorja. Prostorsko ločljivost zaslona monitorja je mogoče izračunati z naslednjo formulo: zmnožek števila vrstic slike na skupno število točk na vrstico.

Ločljivost zaslona in globina pikslov

Koncept števila barv in globine barv, povezanih s konceptom dovoljenja monitorja. Monitor lahko prikaže grafiko različne kakovosti. Barvna globina in ločljivost označujeta kakovost slike. Najpogostejša dovoljenja so 800 x 6001024 x 7681280 x 1024 slikovnih pik na palec. Način zaslona in barvna globina sta odvisni tudi drug od drugega. Če poznamo parametre, lahko izračunamo drugo. Za sivinsko sliko globina sive določa število edinstvenih odtenkov. Število barv prikaza se razlikuje v širokem razponu. Na sodobnih monitorjih in zaslonih je barvna globina parameter, ki lahko sprejme vrednosti od 256 do globine 8 bitov do več kot 16 milijonov na globini 24.

Osnovne barve in njihovo kodiranje

Vsaka barvna piksla v digitalni sliki je ustvarjena s kombinacijo treh osnovnih barv: rdeče, zelene in modre. Vsaka primarna barva se pogosto imenuje barvni kanal. Lahko ima katero koli vrednost vrednosti intenzitete, ki jo podaja njena globina bitov. Globina bita za vsako osnovno barvo se imenuje bitov na kanal. Beat on pixel(bpp) se nanaša na vsoto binarnih znakov v vseh treh barvnih kanalih in predstavlja skupne barve, ki so na voljo za vsako sliko. Pogosto obstaja zmeda z barvnimi slikami in morda ni jasno, ali se število nanaša na bitov na slikovno piko ali kanal. Uporaba bpp kot pripone vam pomaga razlikovati med tema dvema izrazoma.

Primeri globine barvnih točk

Pri večini barvnih slik iz digitalnih fotoaparatov je bitna globina 8 binarnih znakov na kanal. Zato lahko uporabijo skupaj osem 0 in 1. Globina barve in število barv v tem primeru predstavlja 28 ali 256 različnih kombinacij ali 256 različnih vrednosti intenzivnosti za vsako osnovno barvo. Ko so vse tri glavne barve kombinirane v vsaki slikovni piki, omogoča do 16777216 različnih barv ali "pravo barvo". Ta globina se imenuje 24-bitna, saj je vsak piksel sestavljen iz treh kanalov z globino 8 bitov. Število barv, ki so na voljo za vsako X-bitno sliko, je eno 2x, če X pripada bitov na slikovno piko, in 23X, če X pripada bitu na kanal.

Vizualizacija bitne globine

Človeško oko lahko razlikuje med približno 10 milijoni različnih barv. Zato je shranjevanje slike, kjer je barvna globina 24 bitov, odveč, če je edini namen običajen pogled. Po drugi strani pa so slike z več kot 24 bpp še vedno zelo koristne, ker so bolje shranjene pri naknadni obdelavi. Zato je ta možnost uporabna za fotografe. Barvna gradacija in paletaBarvne globine v slikah, ki so manjše od 8 bitov na barvni kanal, so jasno vidne v slikovni tabeli. Razpoložljive nastavitve globine bitov so odvisne od vrste datoteke. Standardne datoteke JPEG in TIFF lahko uporabljajo samo 8 in 16 bitov na kanal.

Natančnost barv in gama

Globina barve je le en vidik barvne reprezentacije, ki določa, kako je mogoče izraziti subtilne barve. Drugi vidik je, kako lahko izrazimo široko paleto barv ali gama. Opredelitev barvne natančnosti in gama se izvede z uporabo specifikacije barvnega kodiranja, ki dodeli vrednost digitalne kode lokacije v barvnem prostoru.
Razlike med grafičnimi čipi na sistemih VGA in Macintosh
Stari grafični čipi, zlasti tisti, ki se uporabljajo v domačih računalnikih in igralnih konzolah, pogosto uporabljajo drugačno paleto, da bi povečali število hkrati prikazanih barv. Hkrati je zmanjšana poraba pomnilnika. To je pomembno za prve računalnike, kjer je bil spomin drag in ne zelo velik. Medtem ko so najboljši sistemi VGA ponudili le 18-bitno paleto barv, med katerimi je bila na voljo vsa barvna video oprema Macintosh, ki je zagotavljala 24-bitno. Takšne plošče so bile vsestranske in se lahko uporabljajo v kateri koli najnovejši strojni ali datotečni obliki.

Neposredna barva

Če slikovne pike vsebujejo več kot 12 bitov, za tipične velikosti zaslona in globino plošče indeksirana paleta porabi več pomnilnika kot piksli, zato nekateriSistemi poskušajo neposredno določiti barvo neposredno v slikovni pika. Na primer, 8-bitna barva je zelo omejen, vendar resničen, barvni sistem. Za vsako komponento R (rdeča in G (zelena) so 3 bitov, 8 možnih ravni, z dvema bitoma v bajtni sliki - komponenta B (modra), zavzema štiri ravni, ki vam omogočajo uporabo 256 različnih barv. Oko je manj dovzetno za modro komponento kot za rdečo ali zeleno, saj dve tretjini očesnih receptorjev obdelujeta daljše valovne dolžine, zato je dodeljena eni binarno nižji od drugih, 8-bitno barvo pa lahko zamenjamo z indeksirano globino 8 bpp. parameter je lahko tudi mod Elite v takih sistemih z izbiro ustrezne tabele.

Visoka barva

Visokokakovostni barvni prenos ali način visoke barve, podpira 15/16 bit za tri barve v sistemu RGB. 16-bitna barva lahko ima 4 bitov, to je 16 možnih ravni za vsako od komponent R, G in B. In tudi 4 binarne znake za parameter alfa, ki kaže preglednost, kar omogoča 4096 različnih barv s 16 stopnjami preglednosti. . V zadnjem času se izraz uporablja za označevanje globine barve, ki presega 24 bitov. Zasnovan je bil tako, da predstavlja in posreduje "prave" odtenke, ki jih zaznava človeško oko. Skoraj vsi najcenejši LCD-ji omogočajo 18-bitno barvo, da dosežejo hiter prehod na barvo in uporabijo ali glajenje ali prilagoditev hitrosti slikanja, da se približajo24-bitna barva ali popolnoma zavrže 6 bitov barvnih informacij. Dražji LCD zasloni lahko prikažejo 24-bitne ali večje barvne globine.
True color
24-bitni barvni prenos skoraj vedno uporablja 8 bitov vsakega od R, G, B. Od leta 2018 se 24-bitna barvna globina uporablja za skoraj vse računalnike in telefone, pa tudi za večina formatov za shranjevanje slik. V skoraj vseh primerih, kjer 32 bitov na slikovno piko pomeni, da se 24 uporablja za barvo, je preostalih 8 alfa kanalov ali se ne uporabljajo. 224 daje 16777216 variacij barve.

Značilnosti človeškega dojemanja barve

Človeško oko lahko razlikuje do deset milijonov barv, in ker je lestvica zaslona manjša od obsega človeškega vida, to pomeni, da ta obseg vsebuje več odtenkov, kot jih lahko zazna oseba. Vendar pa zasloni neenakomerno porazdeljujejo barve v prostoru, da olajšajo zaznavo osebe, tako da lahko ljudje vidijo spremembe med sosednjimi barvami v barvni shemi. Monokromatske slike nastavijo vse tri kanale na isto vrednost. Rezultat je skupaj 256 različnih barv in posledično bolj izrazit razpon razlik. Nekatera programska oprema poskuša zmanjšati raven sive barve v kanalih, da jo poveča, čeprav se v sodobni programski opremi veliko bolj uporablja za upodabljanje. Omogoča povečanje ločljivosti prostora na LCD zaslonih, kjer so barve nekoliko drugačne.

Deep color

Standardi za DVD-Video in Blu-ray Discpodpira bitno globino 8 bitov na YCbCr barvo z barvnim vzorčenjem 4: 2: 0. Macintosh sistemi so 24-bitno obarvani na milijone barv. «Prav tako se običajno uporablja za vse globine barve, večje ali celo 24. Deep barve, ali globoke barve, so sestavljene iz milijarde ali več barv, 3036 in 48 bitne globine. na sliko, imenovano tudi 1012 ali 16 bitov na kanal.

Uporaba globine barve v različnih sistemih

Nekateri sistemi SGI so imeli 10 ali več bitov za video signal in so lahko konfigurirani za interpretacijo shranjenih podatkov, tako da se lahko prikažejo. za njih Dodan je alfa kanal enake velikosti, ki ima za posledico 4048 ali 64 bitov na sliko, nekateri prejšnji sistemi so postavili tri 10-bitne kanale v 32-bitno besedo, pri čemer se 2 bita ne uporabljata ali uporabljata kot 4-stopenjski alfa kanal. Format datoteke Cineon, ki je bil priljubljen za gibljive slike, je uporabil to barvno globino, digitalni fotoaparati pa bi lahko v svojem izhodu proizvedli 10 ali 12 bitov na kanal, 16 bitov pa je najmanjša naslovna enota, ki bi obdelala podatke.
Video kartice z 10 bitov na komponento so začele vstopati na trg v poznih devetdesetih letih. Ti sistemi niso uporabili 16 bitov za visok dinamični razpon, nekateri pa dajejo mistične zmožnosti 16 bitom, ki niso resnični. Programska oprema za urejanje slik, kot je Photoshop, je začela dovolj zgodaj uporabljati 16 bitov na kanal. Glavni namen tega je bil zmanjšatikvantizacija vmesnih rezultatov. Če bi bila operacija razdeljena na 4 in nato pomnožena s 4, bi izgubila 2 spodnja bita 8-bitnih podatkov, če pa bi uporabili 16 bitov, ne bi izgubila nobenega od 8-bitnih podatkov. Leta 2008 je Microsoft objavil, da je Windows 7 podprt z 30-bitnimi in 48-bitnimi barvnimi globinami ter s široko paleto barv scRGB. Dokazano, ker so ljudje v bistvu trihromati, čeprav obstajajo tetrahromati, ne zaznavajo treh glavnih barv, temveč štiri. Za shranjevanje in delo s slikami lahko uporabite "imaginarne" glavne barve, običajno pa so tri, kot v RGB sistemu.

Sorodne publikacije