Các phép đo cho độ sâu màu có nghĩa là gì?

Độ sâu màu thường được gọi là bit X. Điều này có nghĩa là gì và nó ảnh hưởng đến một bức ảnh như thế nào? Quy mô nào được sử dụng, tức là nó tuyến tính, hàm mũ, logarit, v.v.?

Một chút là gì?

Máy tính lưu trữ giá trị dưới dạng số nhị phân. Mỗi chữ số của một số nhị phân được gọi là một bit. 2 ^ N, trong đó N là số bit là số lượng tối đa của những thứ mà số nhị phân có thể đại diện.

Xin ví dụ

Một hình ảnh đen trắng (không có màu xám ở đây, chỉ có màu đen và trắng) có thể được thể hiện với độ sâu màu 1 bit. 2 ^ 1 = 2. Hai màu đó là đen và trắng.

Quay lại các máy tính mac cũ hơn, bạn có thể đặt độ sâu màu: 16 màu, 256 màu, hàng nghìn màu, hàng triệu màu. Các tùy chọn này tương ứng với các giá trị độ sâu bit khác nhau: 4, 8, 16 và 24 bit. Độ sâu bit trên màn hình máy tính luôn đề cập đến tổng độ sâu bit màu đỏ, xanh lục và xanh lam. Nếu tổng không chia hết cho 3, thì thông thường màu xanh lá cây sẽ có thêm bit vì mắt bạn nhạy cảm nhất với màu xanh lá cây.

Một số số thế giới thực là gì?

Nikon d7000: 14 bit mỗi pixel.

Hầu hết các màn hình máy tính hiển thị màu với 8 bit mỗi màu với tổng số 24 bit mỗi pixel.

Tỉ lệ

Cảm biến hình ảnh là tuyến tính, có nghĩa là một nửa giá trị đại diện cho điểm dừng sáng nhất của ánh sáng, sau đó quý tiếp theo là điểm dừng tiếp theo và cứ thế. Điều này có nghĩa là các giá trị tối nhanh chóng được nén thành một số lượng nhỏ các giá trị có thể. Độ sâu bit càng cao, pixel tối chất lượng càng tốt.

Nó ảnh hưởng đến một bức ảnh như thế nào?

Nhiều bit hơn có nghĩa là nhiều dữ liệu hơn. Điều đó không thể bị làm giả. Nhiều bit hơn cũng có nghĩa là chất lượng hơn để làm việc khi xử lý hình ảnh.

Giá trị cao hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn. Thiết kế ADC (bộ chuyển đổi kỹ thuật số tương tự) với độ sâu bit cao là rất khó. Điều này là do mức nhiễu của bộ chuyển đổi phải nằm dưới (V) / 2 ^ N trong đó V là điện áp của tín hiệu đầu vào và N là độ sâu bit. Điện áp này, V / 2 ^ N được gọi là điện áp bit có trọng số thấp nhất (thường được gọi là 'một LSB'). Nó là điện áp mà mỗi bit đại diện. Nếu mức nhiễu lớn hơn một LSB, LSB sẽ không lưu trữ dữ liệu hữu ích và cần được loại bỏ.

Ví dụ: Tín hiệu 5 Volt đang được số hóa bởi ADC 10 bit. Dưới điện áp nào nên giữ tiếng ồn?

Sử dụng phương trình cho điện áp LSB: 5 / (2 ^ 10) = (5/1024) V, 4,88mV.

Các mức màu hoặc tông được lưu trữ trong "từ", với mỗi từ chứa N "bit".
Mỗi bit có thể tắt hoặc bật (hoặc cao hoặc thấp hoặc 0 hoặc 1).
Vì vậy, như một "bit" nhị phân có hai trạng thái, nó có thể lưu trữ một trong hai "trạng thái" hoặc cấp độ.
Kết hợp các bit thành một "từ" cho phép từ đó lưu trữ bất kỳ một trong số các trạng thái lớn hơn.
2 bit có thể lưu trữ một trong 2 x 2 = 4 trạng thái.
8 bit có thể lưu trữ một trong 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 256 trạng thái.

Số lượng mức hoặc âm có sẵn cho N bit được cho bởi
2 x 2 x 2 ... N tông hoặc 2 ^ N cấp.

2 ^ 16 = 16 bit = 65536
2 ^ 14 = 14 bit = 16.384
2 ^ 12 = 12 bit = 4.096
2 ^ 10 = 10 bit = 1024
2 ^ 8 = 8 bit = 256
1 bit = on / off = đen và trắng HOẶC bất kỳ 2 màu sắc của sự lựa chọn.

Trong trường hợp có rất ít tông màu hoặc màu có sẵn, màu "thực" hiện tại phải được lưu trữ dưới dạng giá trị khả dụng gần nhất. Vì vậy, các sắc thái khác nhau của màu xanh lá cây "kết hợp với nhau", cũng như màu đỏ hoặc màu nâu hoặc aquamarines hoặc quýt hoặc octarines hoặc ....

16 bit = 65.536 cấp độ (xem bên dưới) là quá đủ để làm cho màu sắc thay đổi liên tục theo hầu hết các hệ thống não-mắt của con người. 14 bit là đủ tốt cho hầu hết mọi người và thậm chí 12 bit là đủ tốt cho hầu hết các mục đích. Nhận được xuống 10 bit và mọi người bắt đầu thấy dải và mất các thay đổi màu trơn.

Hình ảnh bên dưới hiển thị hình ảnh ở độ phân giải "16", 8, 4 và 1 bit.
Tôi nói "16" là, trong khi dữ liệu màu được lưu trữ trong 16 bit, tôi đã chọn hình ảnh gốc cho phù hợp và nó được chụp vào năm 2004 với máy ảnh "cầu nối" Minolta 7Hi với ADC 12 bit (Chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số ).

Ở 500mm trở lên từ hầu hết các màn hình, hai hình ảnh bên trái có thể xuất hiện tương tự nhau - và thậm chí nhiều hơn ở độ cao 1 mét trở lên. Nhưng nhìn kỹ hơn sẽ cho thấy một sự khác biệt lớn. Kiểm tra hình ảnh gốc sẽ cho thấy sự khác biệt rõ ràng hơn. (Nhấp chuột phải và mở trong tab mới hoặc trong trình xem hình ảnh). Các bộ phận màu trắng của hoa chủ yếu xuất hiện để làm mất nét nhưng các lá được chia thành các dải có màu tương tự thay vì các thay đổi gần như liên tục xảy ra ở 16 bit.

Ở mức độ cơ bản của nó, độ sâu màu càng cao, độ tăng màu mượt mà hình ảnh có thể hiển thị.

Video này so sánh một chiếc Nikon D800 ở mức 14 bit và Hasselblad H4D-40 ở mức 16 bit.

http://youtu.be/9UBTE4xpvpk