「色深」和「位深」有什麼區別?

「色深」和「位深」有什麼區別?

在各大視頻網站搜索“顯示器科普”,你就會看到很多關於顯示器參數的科普視頻,其中絕大多數視頻都會提到一個叫“色深”的東西,並告訴大家,我們常說的“8bit,10bit”指的就是色深。

(PS:這個硬件茶談做的內容還是很不錯的,僅僅只是在這一點上有典型錯誤,大家可以多關注一下)

事實上,大家還可能聽過另一個類似的名詞,叫“位深”,也經常會以bit爲單位來描述,這兩者之間的概念其實是有很大區別的,那麼,它們有哪些區別呢?

色深(Color Depth),顧名思義,就是“色彩的深度”,這裏的“深度”就是指精細度,色深又叫“色位深”,看名字就可以知道,色深也是位深的一部分,用來描述色彩的精細度,在數字圖像中,最小的單位叫“像素”(Pixel),這裏的像素是彩色的像素,每一個像素都有自己獨立完整的參數,在RGB三通道圖像中,每一個像素都由R,G,B三個通道組成,其中每個通道又由若干個二進制位來表示其“含量”,例如,11001101100110011111111(共24位),表示102紅,204綠和255藍,根據加色系理論,這個顏色就是我們常說的24位色深的“天依藍”

其中,用來表示該顏色的2進制位數,就是“色深”,即24bit。

當然,在日常中,我們見到的絕大多數數字圖像都不是用RGB來表示的,而使用YUV來表示,雖然二者描述色彩的原理有很多不同,但在色深上二者是基本一致的,也是用若干位二進制位來分別記錄亮度和色差信息,最終用來描述每個像素的總二進制位數,就叫“色深”。

位深(Bit Depth)的概念則要寬泛一些,它可以用來描述一切將模擬信號量化或將數字信號模擬化的設備的精度。

以顯示器舉例,顯示器的最基本單位是“點”(Pixel),也可以叫“子像素”(當然也可以叫像素,但是這樣容易與一個完整的“像素”混淆,所以以下用“點”來描述),不論是白光濾色的LCD屏幕還是自發光的OLED屏幕,每一個“點”都只能發出一種顏色,通常每三個點組成一個“像素”(並非絕對,有的屏幕是6個點,10個點等等來表示一個像素),顯示器通過控制每個點的亮度來組合出不同的顏色,但由於種種技術條件限制,每個點的亮度無法做到無限精準控制,只能分爲256級或1024級等亮度,在視覺上基本可以達到連續。而在數字顯示器中,每個點的亮度由若干位脈衝信號來表示。

其中,用來描述每個點亮度的脈衝信號位數,就叫“位深”。

色深,看名字就知道,這只是用來描述色彩的概念,所以,色深的應用範圍其實相當狹窄,只有在數字圖像傳輸和轉換時,纔會應用到“色深”這個概念,在我們的日常生活中,色深的概念幾乎是從來不用的。

常見的色深有:18bit(RGB/YUV各6位)24bit(RGB/YUV各8位)30bit(RGB/YUV各10位)32bit(RGBA各8位)40bit(RGBA/YUVA各10位)等

那麼問題來了,Prores 4444的色深是多少呢?沒錯,48bit

位深的應用寬泛許多,除顯示領域外,攝影領域,錄音領域,遙感測繪領域等量化採樣領域都會有“位深”的概念,其常用於表示精度,我們平時常說的攝影機8bit,10bit也是指位深,指攝影機量化採樣等精度。

這裏再解釋一下量化採樣的位深,與顯示器相似,攝影機,錄音機等需要將現實中連續的模擬光學或聲學信號轉化成離散的數字信號,而攝影機的“點”與顯示器的“點”一樣,是無法分辨顏色(波長)的,只能通過拜耳濾色片將特定波長的電磁波強度轉化爲電平信號,而電平信號就需要被量化成單一強度的亮度信號來儲存,也就是說,攝影機傳感器中輸出的只有亮度信號,而沒有色彩信息。只能通過後期將預設好的拜耳濾色片信息疊加至亮度信號,纔有了“色彩”。而錄音機因爲本來就只有單一的電平信息,所以也就不需要進行額外的轉換,減少了計算量。因此錄音機的量化位深通常可以很高,達到16bit或24bit,遠超過攝影機的8bit和10bit。

常見的位深有:8bit(普通手機和消費級照相機和顯示器),10bit(旗艦手機視頻和高端相機視頻以及頂級顯示器),12bit(普通手機raw格式和中端攝影機),14bit(普通照相機raw格式,遙感衛星),16bit(高端電影機和高端照相機raw格式,以及錄音機),24bit(高清錄音機)等。

總結:色深和位深的分辨其實非常簡單,只需要看其描述對象即可,除數字圖像以外,所有與“設備”相關的對象一律使用“位深”來描述。另外,如果數字較小,如8bit,10bit等,通常就是指位深而非色深。值得注意的是,由於Raw格式在解拜耳之前只有每像素只有一個通道,因此只有“位深”沒有“色深”,因爲raw格式本身並不是圖像。24bit以下色深的數字圖像極其罕見(例如GIF圖像),生活中絕大多數照片和視頻都是24bit色深,在顯示器上就是8bit位深。

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