Просмотр кода страницы Глубина цвета

{{грубый перевод|дата=2023-07-14}}
{{Глубина цвета}}
'''Глубина́ цве́та''' ('''ка́чество цветопереда́чи''', '''би́тность изображе́ния''', '''цветовое разреше́ние''') — [[термин]] [[компьютерная графика|компьютерной графики]], означающий количество [[бит]] (объём памяти), используемое для хранения и представления [[цвет]]а при [[код]]ировании, либо одного [[Пиксель|пикселя]] [[растровая графика|растровой графики]] или видеоизображения (выражается единицей ''бит на пиксел'' ({{lang-en|bits per pixel}}, {{lang-en2|'''bpp'''}})), либо для каждого цвета составляющего один пиксель (определяется как '''бит на компонент''', '''бит на канал''', '''бит на цвет''' ({{Lang-en|bits per component, bits per channel, bits per color}} все три сокращенно '''bpc''')). Для стандартов потребительского видео битовая глубина определяет количество бит, используемых для каждого цветового компонента.<ref>{{Cite web|lang=en|url=http://iphome.hhi.de/wiegand/assets/pdfs/2012_12_IEEE-HEVC-Overview.pdf|title=Overview of the High Efficiency Video Coding (HEVC) Standard|author=Gary J. Sullivan, Jens-Rainer Ohm, Woo-Jin Han, Thomas Wiegand|website=|date=|publisher=|access-date=2020-11-21|archive-date=2020-01-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20200108191736/http://iphome.hhi.de/wiegand/assets/pdfs/2012_12_IEEE-HEVC-Overview.pdf|deadlink=no}}</ref><ref>{{Cite web|lang=en|url=http://iphome.hhi.de/wiegand/assets/pdfs/2012_12_IEEE-HEVC-Performance.pdf|title=Comparison of the Coding Efficiency of Video Coding Standards—Including High Efficiency Video Coding (HEVC)|author=Jens-Rainer Ohm, Gary J. Sullivan, Heiko Schwarz,
Thiow Keng Tan, Thomas Wiegand|website=|date=|publisher=|access-date=2020-11-21|archive-date=2013-08-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20130811013333/http://iphome.hhi.de/wiegand/assets/pdfs/2012_12_IEEE-HEVC-Performance.pdf|deadlink=no}}</ref>

== Монохромные изображения ==
[[Оттенки серого|Монохромные изображения]] кодируются с помощью одномерной шкалы яркости. Обычно это набор из чёрного и белого цвета и промежуточных оттенков серого, но могут использоваться и другие комбинации: например, монохромные мониторы часто используют зелёный или оранжевый цвет свечения вместо белого.
* 1-битная шкала яркости (2<sup>1</sup>{{nbsp}}= {{num|2|ступени}}): [[бинарное изображение]], используется при выводе на чёрно-белый [[принтер]] (оттенки серого при этом имитируются с помощью [[дизеринг]]а); также использовалась в графическом режиме видеоадаптера [[HGC|Hercules Graphics Card]]
* 2-битная шкала яркости (2<sup>2</sup>{{nbsp}}= {{num|4|ступени}}): видеорежим {{нп4|NeXTstation}}
* 8-битная шкала яркости (2<sup>8</sup>{{nbsp}}= {{num|256|ступеней}}): достаточна для адекватного представления [[чёрно-белая фотография|чёрно-белых фотографий]]
* 16-битная шкала яркости (2<sup>16</sup>{{nbsp}}= {{num|65536|ступеней}}): используется в [[астрофотография|астрофотографии]] для получения изображений с большим [[Динамический диапазон (техника)|динамическим диапазоном]], а также при сложной обработке с целью избежать накопления ошибок [[округление|округления]]

== Индексированные цвета и палитры ==
[[Файл:Пример_4-битного_изображения.PNG|220px|thumb|right|4-битное изображение]]
[[Файл:Пример_8-битного_изображения.PNG|220px|thumb|right|8-битное изображение]]
Изображение кодируется с помощью дискретного набора цветов, каждый из которых описан с помощью [[палитра (компьютерная графика)|палитры]] независимо друг от друга.
* [[1-битный цвет]] (2<sup>1</sup> = 2 цвета): [[бинарный цвет]], чаще всего представляется чёрным и белым цветами (или чёрным и зелёным)
* 2-битный цвет (2<sup>2</sup> = 4 цвета): [[Color Graphics Adapter|CGA]], [[БК (семейство компьютеров)|БК]].
* 3-битный цвет (2<sup>3</sup> = 8 цветов): множество устаревших персональных компьютеров с TV-выходом
* 4-битный цвет (2<sup>4</sup> = 16 цветов): известен как [[Enhanced Graphics Adapter|EGA]] и в меньшей степени как [[VGA]]-стандарт с высоким разрешением
* 5-битный цвет (2<sup>5</sup> = 32 цвета): [[OCS|Original Amiga chipset]]
* 6-битный цвет (2<sup>6</sup> = 64 цвета): [[OCS|Original Amiga chipset]]
* 8-битный цвет (2<sup>8</sup> = 256 цветов): устаревшие Unix-рабочие станции, [[VGA]] низкого разрешения, [[Super VGA]], [[Advanced Graphics Architecture|AGA]] (стоит заметить что тот же VGA-режим, так называемый X-Mode, за счет технологии установки палитры позволял отобразить 256 цветов из цветового набора {{num|262144}} цветов)
* 12-битный цвет (2<sup>12</sup> = 4096 цветов): некоторые системы [[Silicon Graphics]] и Color NeXTstation. Отдельного упоминания заслуживает уникальный режим [[Hold and modify|HAM]] оригинальных персональных компьютеров [[Amiga]]. В этом видеорежиме компьютер Amiga на экране мог отобразить до 4096 цветов, при этом один пиксель изображения кодировался только шестью битами.

== «Реальные» цвета (TrueColor) ==
С увеличением количества бит в представлении цвета количество отображаемых цветов стало непрактично большим для цветовых палитр (20-битная глубина цвета требует больше [[компьютерная память|памяти]] для сохранения цветовой [[палитра (компьютерная графика)|палитры]], чем памяти для сохранения самих [[пиксель|пикселей]] изображения). При большой глубине цвета на практике кодируют яркости [[красный цвет|красной]], [[зелёный цвет|зелёной]] и [[синий цвет|синей]] составляющих — такое кодирование называют [[RGB]]-моделью.

=== 8-битный «реальный» цвет ===
Сильно ограниченная, однако «реальная» цветовая схема, в которой по три бита (по восемь возможных значений) для красной{{nbsp}}(R) и зелёной{{nbsp}}(G) составляющих, и два оставшихся бита на пиксель для кодирования синей{{nbsp}}(B) составляющей (четыре возможных значения), позволяют представить 256 (8×8×4) различных цвета. Нормальный человеческий [[глаз]] менее чувствителен к синей составляющей, чем к красной и зелёной, поэтому синяя составляющая представляется одним битом меньше. Такая схема использовалась в [[MSX2]]-серии компьютеров в 1990-х годах.

Не следует путать такую схему с индексным цветом с 8 '''bpp''', который может быть представлен выбором различных цветовых палитр.

=== 12-битный «реальный» цвет ===
12-битный «реальный» цвет кодируется 4 битами (по 16 возможных значений) для каждой из R, G и B-составляющих, что позволяет представить 4096 (16×16×16) различных цветов. Такая глубина цвета иногда используется в простых устройствах с цветными [[дисплей|дисплеями]] (например, в мобильных телефонах).

=== 18-битный «реальный» цвет ===
18-битный «реальный» цвет кодируется 6 битами (по 64 возможных значений) для каждой из R, G и B-составляющих, что позволяет представить ((64×64×64 = 262 144 комбинации) различных цветов. Такая глубина цвета используется в специальных режимах HAM8 на компьютерах Amiga с AGA чипсетом, при этом кодирование цветов осуществляется в 8 битах планарной графики. 6 бит для основных 64 цветов и 2 бита для индикации смещения цвета в нужный диапазон.

=== HighColor ===
{{якорь|HighColor}}
HighColor или HiColor разработан для представления оттенков «реальной жизни», то есть наиболее удобно воспринимаемый человеческим глазом. Такой цвет кодируется 15 или 16 битами:
* 15-битный цвет использует {{num|5|бит}} для представления красной составляющей, 5 для зелёной и 5 для синей, то есть 2<sup>5</sup>{{nbsp}}={{nbsp}}32 возможных значения каждого цвета, которые дают {{num|32768}} (32×32×32) возможных цвета.
* 16-битный цвет использует {{num|5|бит}} для представления красной составляющей, 5 для синей, но {{num|6|бит}} (2<sup>6</sup>{{nbsp}}={{nbsp}}64{{nbsp}}возможных значения) для представления зелёной, так как человеческий глаз более чувствителен к зелёной составляющей. Таким образом получаются {{num|65536}} (32×64×32) цветов. 16-битный цвет упоминается как «тысячи цветов» ({{lang-en2|thousands of colors}}) в системах [[Macintosh]].
* Большинство современных [[LCD|ЖК]]-дисплеев отображают 18-битный цвет (64×64×64{{nbsp}}= {{num|262144}} комбинации), но благодаря [[дизеринг]]у разница с ''TrueColor''-дисплеями на глаз незначительна.

=== TrueColor ===
{{main|TrueColor}}
[[Файл:Пример_24-битного_изображения.JPG|220px|thumb|right|24-битное изображение]]
[[TrueColor]] (от {{lang-en|true color}} — «истинный/настоящий цвет») приближен к цветам «реального мира», предоставляя 16,7 млн различных цветов. Такой цвет наиболее приятен для восприятия человеческим глазом различных фотографий, для обработки изображений.
* 24-битный TrueColor-цвет использует по {{num|8|бит}} для представления красной, синей и зелёной составляющих. Кодируется 2<sup>8</sup>{{nbsp}}={{nbsp}}256 различных вариантов представления цвета для каждого канала, или всего {{num|16777216}} цветов (256×256×256). 24-битный цвет упоминается как «миллионы цветов» ({{lang-en2|millions of colors}}) в системах [[Macintosh]].

=== 24-битный «реальный» цвет + альфа-канал (32bpp) ===
«32-битный цвет» — это пример неправильного употребления термина при описании глубины цвета. Заблуждением является то, что 32-битный цвет позволяет представить {{nobr|1=2<sup>32</sup> = 4 294 967 296}} различных оттенков<ref name=r0kcolorspace>Rich Franzen, [http://r0k.us/graphics/colSpace.html Color Spaces] {{Wayback|url=http://r0k.us/graphics/colSpace.html |date=20160317061557 }}, 1998—2010{{ref-en}}</ref>.

В реальности 32-битный цвет является 24-битным (TrueColor) с дополнительным 8-битным каналом, который либо заполнен нулями (не влияет на цвет), либо представляет собой [[альфа-канал]], который задаёт прозрачность изображения для каждого пикселя — то есть существует {{num|16777216|оттенков}} цветов и {{num|256|градаций}} прозрачности<ref name=r0kcolorspace/>.

Причиной, по которой используют «пустой» канал, является стремление [[оптимизация (информатика)|оптимизировать]] работу с [[видеопамять]]ю, которая у 32-битных компьютеров имеет 32-битную [[шина данных|шину данных]].

Также 32-битным является представление цвета в системе [[CMYK]] (по {{num|8|бит}} отводятся на голубой, пурпурный, жёлтый и чёрный цвета)<ref name=r0kcolorspace/>.

=== Deep Color (30/36/48 бит) ===
{{main|DeepColor}}
В конце 1990-х годов некоторые [[high-end]] графические системы, например [[SGI]], начали использовать более {{num|8|бит}} на канал — например, 12 или {{num|16|бит}}. Программы профессионального редактирования изображений стали сохранять по {{num|16|бит}} на канал, предоставляя «защиту» от накапливания [[округление|ошибок округления]], [[погрешность|погрешностей]] при вычислении в условиях ограниченной разрядной сетки чисел.

Для дальнейшего расширения [[Динамический диапазон (техника)|динамического диапазона]] изображений были созданы различные модели. Например ''High Dynamic Range Imaging'' ([[HDRI]]), использует числа с [[плавающая запятая|плавающей запятой]] и позволяет наиболее точно описывать в изображениях интенсивный свет и глубокие тени в одном и том же цветовом пространстве. Различные модели описывают такие диапазоны, применяя более 32 бит на канал. Можно отметить созданный [[Industrial Light & Magic]] на рубеже XX и XXI веков формат [[OpenEXR]], использующий 16-битные ([[Число половинной точности|половинной точности]]) числа с плавающей запятой, которые позволяют представить цветовые оттенки лучше, чем 16-битные [[целое число|целые числа]]. Предполагается, что такие схемы представления цвета заменят стандартные схемы, как только [[аппаратное обеспечение]] сможет с достаточной скоростью и эффективностью поддерживать новые форматы.

== Поддержка в индустрии ==
Поддержка ''Deep Color'' (30, 36, или 48 бит) была добавлена в аппаратный интерфейс передачи цифрового видеосигнала [[HDMI]] 1.3 в 2006 году<ref>{{Cite web |url=http://www.hdmi.org/learningcenter/kb.aspx?c=3 |title=HDMI :: Resources :: Knowledge Base |accessdate=2016-03-07 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090710105139/http://www.hdmi.org/learningcenter/kb.aspx?c=3 |archivedate=2009-07-10 |deadlink=yes }}</ref>.

Стандарт [[DisplayPort]] поддерживает глубину цвета более 24 бит<ref>{{Cite web |url=http://www.extremetech.com/computing/84094-an-inside-look-at-displayport-v12/4 |title=An Inside Look at DisplayPort v1.2 |access-date=2016-03-07 |archive-date=2016-03-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160308011031/http://www.extremetech.com/computing/84094-an-inside-look-at-displayport-v12/4 |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.heise.de/newsticker/meldung/VESA-veroeffentlicht-DisplayPort-1-3-2392134.html |title=VESA veröffentlicht DisplayPort 1.3 |access-date=2016-03-07 |archive-date=2016-03-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160304053812/http://www.heise.de/newsticker/meldung/VESA-veroeffentlicht-DisplayPort-1-3-2392134.html |deadlink=no }}</ref>.

В [[Windows 7]] есть поддержка цветов с глубиной от 30 до 48 бит<ref>{{Cite web |url=http://news.softpedia.com/news/Windows-7-High-Color-Support-98741.shtml |title=Windows 7 High Color Support |access-date=2016-03-07 |archive-date=2009-02-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090221114220/http://news.softpedia.com/news/Windows-7-High-Color-Support-98741.shtml |deadlink=no }}</ref>.

При этом типичные ЖК-дисплеи были способны отображать пиксели с глубиной не более 24 бит, а форматы 36 и 48 бит позволяют кодировать больше цветов, чем способен различать человеческий глаз<ref name="hdmi-invent-deep-color2006et">{{cite news|url=http://www.extremetech.com/extreme/76410-hdmi-upgraded-to-support-deep-color|title=HDMI Upgraded To Support ‘Deep Color’|author=Mark Hachman|date=2006-06-12|publisher=ExtremeTech|lang=en|accessdate=2015-07-19|archivedate=2015-07-22|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150722010738/http://www.extremetech.com/extreme/76410-hdmi-upgraded-to-support-deep-color}}</ref><ref>{{cite web|url=http://mediavision-mag.ru/uploads/04%202013/28-30%2004_2013.pdf|title=Глубокие цветные проблемы|author=Том Копин (Kramer USA), Сергей Дмитренко|date=2013-05|publisher=журнал Mediavision|pages=28—29|lang=ru|accessdate=2015-07-19|archive-date=2015-07-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20150721183310/http://mediavision-mag.ru/uploads/04%202013/28-30%2004_2013.pdf|deadlink=no}}</ref>.

=== Телевизионный цвет ===
[[Файл:Synthese+.svg|thumb|right|Аддитивное смешение цветов]]
Множество современных [[телевизор]]ов и компьютерных [[дисплей|дисплеев]] отображают изображения варьируя интенсивностью трёх основных цветов: синий, зелёный и красный. Яркий жёлтый, например, является композицией одинаковых по интенсивности красной и зелёной составляющих без добавления синей компоненты. Однако это только приближение, которое не даёт в действительности яркий жёлтый цвет. Именно поэтому последние технологии, как например [[Texas Instruments]] BrilliantColor расширяют типовые красные, зелёные и синие каналы новыми: [[бирюзовый цвет|бирюзовым (сине-зелёным)]], [[пурпурный цвет|пурпурным]] и [[жёлтый цвет|жёлтым]] цветами<ref>{{статья |заглавие=Wider color gamuts on DLP display systems through BrilliantColor technology |издание=Digital TV DesignLine |ссылка=http://www.digitaltvdesignline.com/showArticle.jhtml?printableArticle=true&articleId=184425677 |accessdate=2007-08-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070928122247/http://www.digitaltvdesignline.com/showArticle.jhtml?printableArticle=true&articleId=184425677 |archivedate=2007-09-28 |язык=en |тип=journal |автор=Hutchison, David C. |число=5 |месяц=4 |год=2006}}</ref>. [[Mitsubishi]] и [[Samsung]] используют упомянутую технологию в некоторых телевизионных системах.

Подразумевая использование 8-битных каналов 6-цветные изображения кодируются 48-битными цветами.

[[Видеоадаптер]]ы [[ATI Technologies|ATI]] [[FireGL]] V7350 поддерживают 40- и 64-битные цвета<ref>{{Cite web |url=http://www.legitreviews.com/ati-launches-the-1gb-firegl-v7350-video-card_116328 |title=ATI Launches The 1GB FireGL V7350 Video Card |access-date=2016-03-06 |archive-date=2017-07-30 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170730010543/http://www.legitreviews.com/ati-launches-the-1gb-firegl-v7350-video-card_116328 |deadlink=no }}</ref>.

== См. также ==
* [[Цвет]]
* [[Цветовая модель]]
* [[Палитра (компьютерная графика)]]
* [[RGB]]
* [[CMYK]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
* [http://www.osp.ru/pcworld/2003/05/1349896/ Таблица 2. Глубина цвета]{{ref-ru}}
* [http://www.ixbt.com/video/postfilter.html Постфильтр, раздел Глубина цвета]{{ref-ru}}
* [http://www.bit-tech.net/bits/2007/11/09/understanding_colour_depth/1 Understanding Colour Depth]{{ref-en}}

{{Цветовые модели}}

[[Категория:Глубина цвета| ]]