Tôi biết rằng có nhiều loại không gian màu khác nhau và sRGB là phổ biến nhất. Độ sâu bit xác định các biến thể của kênh màu, trong đó (tôi nghĩ) 8 và / hoặc 16 bit là phổ biến nhất.
Một số người có thể nói rằng họ hoàn toàn khác nhau và những người khác có thể nói rằng họ không loại trừ lẫn nhau.
Bất cứ ai có thể giải thích sự khác biệt? Nếu bạn tăng độ sâu bit, tại sao bạn cũng không tăng không gian màu?
Câu trả lời:
Về cơ bản, thông tin màu sắc cuộc sống giống như một hộp bút chì màu sô cô la ...
Thông tin màu được lưu trữ trong các số nguyên, không phải giá trị tương tự - có một số lượng màu riêng biệt, có thể đếm được có thể được mô tả ở độ sâu bit nhất định.
Hãy nghĩ về không gian màu giống như một hộp bút chì màu có màu khác nhau. Một không gian màu mô tả các loại bút chì màu có sẵn. Hãy nghĩ "màu đậm", "phấn màu" hoặc tương tự. Độ sâu bit mô tả số lượng bút chì màu.
Đây là một ví dụ về hai hộp bút chì màu khác nhau:
Cả hai đều có 16 bút màu, nhưng chúng có một dải màu khác nhau - cụ thể, bộ thấp hơn không mở rộng ra thành màu đỏ. Vì có 16 màu, đó là 4 bit độ sâu màu (2⁴ = 16).
Một không gian màu "thực" là ba chiều và điều này chỉ có một chiều. (Đó là màu sắc.) Nhưng nó tạo ra một mô hình mà tôi hy vọng có ích. "Hộp" trên cùng có một không gian màu có màu "chính" rất đỏ ở các cạnh cực, trong khi hộp dưới chỉ kéo dài sang màu cam đỏ.
Ban đầu, không gian màu trên dường như rõ ràng là vượt trội (bạn thậm chí không thể vẽ một cái gì đó màu đỏ bằng cái dưới cùng!), Nhưng hãy xem xét tình huống bạn đang vẽ một phong cảnh với bầu trời, nước và cây cối. Bộ bút chì dưới cùng thực sự có thể tốt hơn nhiều, bởi vì nó sử dụng nhiều "bit" của nó hơn để thể hiện các sắc thái tinh tế của màu xanh lá cây và màu xanh lam.
Nếu, thay vào đó. bạn đã mua các dải màu giống nhau trong các bộ 64 bút màu, sẽ có ba bút chì màu mới giữa mỗi bộ màu hiện có. Bộ thấp hơn vẫn sẽ có nhiều tùy chọn hơn cho màu xanh lam và xanh lục, nhưng vì bút chì màu mới, bộ trên cùng cũng sẽ có nhiều lựa chọn hơn trong phạm vi đó so với bộ 16 bút màu. Vì bộ trên cũng bao phủ màu đỏ, với đủ bút màu, nó sẽ tốt hơn về mặt khách quan.
Tuy nhiên, người ta có thể tưởng tượng một sự lựa chọn trong đó cả hai hộp đều thiếu thứ gì đó. Sẽ dễ dàng hơn một chút để xem điều đó có thể như thế nào nếu chúng ta đi đến một hình ảnh phức tạp hơn một chút, ở đây là sRGB thực (như một màn hình máy tính hoặc TV cho người tiêu dùng) và mực CMYK "SWOP" tiêu chuẩn:
Ở đây, bạn có thể thấy rằng không gian màu CMYK SWOP mở rộng hơn nữa vào cyans, magenta / purices và màu vàng hơn có thể được biểu thị bằng sRGB. Ngay cả khi chúng ta thêm nhiều bit để phân biệt giữa các bước có thể phân biệt có sẵn, không gian màu sẽ xác định đường viền . Tương tự, việc thêm nhiều bit vào biểu diễn CMYK không giúp biểu thị các góc xa của màu đỏ, xanh lục và xanh lam được bao phủ bởi sRGB. (Và tất nhiên tất cả chúng là một đại diện nghèo nàn về tầm nhìn của con người, được thể hiện bằng hình dạng bên ngoài - nếu bạn đã từng tự hỏi tại sao thật khó để có được những bức ảnh kỹ thuật số của cây xanh để trông tự nhiên, thì đây là một phần của câu chuyện !)
Trong cuộc sống thực, không gian màu 24 bit (8 bit mỗi kênh), bạn có 16,8 triệu màu để làm việc. Điều đó nói chung là tốt, và được coi là nhiều màu sắc hơn mắt người có thể phân biệt nhưng nếu không gian màu của bạn thực sự lớn, bạn thực sự có thể có hiệu ứng tương tự trong đó bước nhảy giữa các màu riêng lẻ ở giữa lớn hơn lý tưởng, và điều đó là có thể rằng nó sẽ được chú ý trong một số tình huống.
Trên thực tế, một số không gian màu "rộng" như ProPhoto RGB có màu ở rìa không gian không tương ứng với bất cứ thứ gì trong tầm nhìn của con người . Chúng là những màu lý thuyết, "tưởng tượng" làm cho không gian màu hoạt động, nhưng bị lãng phí một cách hiệu quả. Khi bạn sử dụng một không gian màu như thế với một số ít bút màu (độ sâu bit thấp), bạn có ít tùy chọn hơn cho các màu thực sự hữu ích, khiến khả năng thiếu các bước trở thành vấn đề. Một cái gì đó như sRGB không thể bao gồm các cyans và green xa xôi (giống như màu đỏ bị thiếu trong bộ ở trên), nhưng đổi lại, bạn sẽ có sự phân biệt rõ hơn giữa màu xanh lam và màu tím và màu đỏ (và màu xanh lá cây ở đó).
Nếu chúng ta đi đến 16 bit cho mỗi kênh (tổng cộng 48 bit), có 16.800.000 thêm "bút chì màu" giữa mỗi bóng trong hộp. Đây là quá mức cần thiết (cả về những gì con người có thể phân biệt và trong thực tế thực tế đại diện cho sự khác biệt tinh tế trên màn hình hoặc trong in ấn), nhưng điều đó quá mức đảm bảo rằng các chuyển tiếp mượt mà luôn có sẵn. Và kể từ khi trong cuộc sống thực, không gian màu đều được thiết kế để khoảng tầm nhìn bìa con người (ngay cả khi họ không khớp chính xác), bạn không thực sự chạy vào tình huống mà không gian màu của bạn đã không có màu đỏ ở tất cả - nó chỉ sức không hoàn toàn sâu sắc hay tinh tế.
Một điều đáng xem xét khác là sRGB được thiết kế không chỉ phù hợp với tầm nhìn của con người, mà còn có thể biểu diễn trên hầu hết các thiết bị tiêu dùng và đó là giả định mặc định cho màn hình không được quản lý màu. Điều đó có nghĩa là khi bạn đang sử dụng sRGB, bạn có cơ hội tốt nhất rằng "bút chì màu" bạn đang sử dụng sẽ tương ứng với "bút chì màu" mà thiết bị của người xem của bạn sử dụng. Đó là lý do tại sao tôi khuyên bạn nên lưu vào sRGB để xem và chia sẻ web- độ sâu bit cao hơn không phải là một lựa chọn phổ biến và hầu hết mọi người không có khả năng trao đổi cho một bộ bút chì màu mà bạn chọn. (Hy vọng điều này sẽ trở nên tốt hơn trong tương lai, nhưng dường như nó không thực sự là ưu tiên của các nhà sản xuất thiết bị tiêu dùng. Có lẽ khi hoopla 3D và 4K lắng xuống, chúng ta có thể nhấn mạnh hơn vào "màu sâu" - độ sâu bit cao hơn cho màn hình tiêu dùng.
(Một số điều này đã mượn từ câu trả lời trước đây của tôi về Làm thế nào để các không gian màu như sRGB và Adobe RGB trùng nhau? )
Chú thích
1. Ví dụ cụ thể này là một sự đơn giản hóa và làm nổi bật sự thể hiện thực sự của hình ảnh CMYK và một số chi tiết khác; Tuy nhiên, đây là một ví dụ điển hình vì hầu hết các không gian màu thực được thiết kế để chồng lên nhau càng nhiều càng tốt và điều này cho thấy một cái gì đó có sự không phù hợp.
Độ sâu bit và không gian màu không giống nhau và chúng cũng không loại trừ lẫn nhau. Chúng là những thứ khác nhau tồn tại đồng thời. Đối với một lời giải thích đặc biệt đơn giản:
Độ sâu bit xác định độ mịn mà mỗi màu riêng biệt được phân loại .
Không gian màu xác định mức độ mà các màu đó được phân phối .
Chúng ta hãy lấy sRGB và AdobeRGB làm không gian màu và màu 8 bit và 16 bit làm độ sâu bit. sRGB là một không gian màu nhỏ, trong khi AdobeRGB là không gian màu lớn hơn. Không gian màu, hoặc gam màu, xác định mức độ màu sắc có thể được chọn từ toàn bộ dải màu có thể nhìn thấy bằng mắt người (hoặc, thậm chí, vượt ra ngoài phạm vi đó, như trường hợp của ProPhotoRGB hoặc một số 10-bpc mới Trò chơi truyền hình). Nếu bạn ánh xạ màu "Green Green" trong sRGB, màu đó thực sự sẽ là màu xanh lá cây thuần khiết về số lượng ... tuy nhiên nó có thể không phải là màu xanh lá cây thuần khiết chính xác nhất. Ánh xạ cùng màu "Pure Green" là AdobeRGB, và về mặt số, nó có cùng màu xanh lá cây, khi được ánh xạ trong AdobeRGB, nó bão hòa và rực rỡ hơn. (Hơn nữa, ánh xạ cùng màu trong ProPhotoRGB và một lần nữa nó sẽ bão hòa hơn so với AdobeRGB ... tất nhiên, giả sử
Bây giờ, đến độ sâu bit. Sự khác biệt giữa Pure Green trong 8 bit và 16 bit là 0,255,0 so với 0,65535,0. Một số lượng lớn hơn nhiều được sử dụng để mô tả kênh màu xanh lục trong màu xanh lục thuần khiết ở màu 16 bit so với màu 8 bit. Nếu chúng ta mang đến một màu xanh vừa, giá trị trong 8 bit có thể là 0,128,0 trong khi ở 16 bit sẽ là 0,32768,0. Cùng một màu, nhưng số lượng màu khác biệt trên lớp giữa Pure Green và Medium Green cao hơn nhiều với màu 16 bit. Bạn có tổng cộng 32768 cấp độ xanh khác nhau giữa hai cấp độ đó trong 16 bit, so với chỉ 128 cấp độ khác biệt trong 8 bit. Hãy nói rằng chúng tôi chọn một màu xanh lá cây nhạt hơn, giả sử 0,192,0 trong 8 bit. Màu đó sẽ là 0,4952,0 trong 16 bit. Sự gia tăng màu sắc khác biệt tiềm năng này có nghĩa là độ dốc trở nên mịn hơn đáng kể và được phân định rõ hơn khi sử dụng độ sâu bit cao hơn.
Cuối cùng, làm thế nào để độ sâu bit và không gian màu làm việc cùng nhau? Với một gam màu hẹp, như sRGB, bạn có một không gian màu bị hạn chế để ánh xạ các màu khác biệt. Với màu sRGB và 8 bit, mỗi màu sẽ thực sự khác biệt khi bạn đi qua tất cả các màu xanh lá cây từ 0,1,0 đến 0,128,0 đến 0,255,0. Điều gì xảy ra nếu bạn có hình ảnh 16 bit trong không gian sRGB? Về mặt số lượng, hình ảnh của bạn có khả năng thể hiện hơn 280 nghìn tỷ màu riêng biệt (16 + 16 + 16 bit là tổng cộng 48 bit, 2 ^ 48 là 281,5 nghìn tỷ đồng). Về mặt nhận thức ... khi các giá trị RGB số được ánh xạ tới các màu bị giới hạn gam màu, một lượng đáng kể trong số 280 nghìn tỷ màu đó sẽ được ánh xạ tới cùng một "tọa độ màu" chính xác trong không gian màu. Tệp hình ảnh của bạn vẫn chứa dữ liệu màu chính xác đầy đủ, tuy nhiên khi nó được hiển thị ra màn hình (hoặc được hiển thị để in),
Nếu chúng tôi chuyển lên AdobeRGB, gam màu sẽ phát triển, đó là một không gian màu lớn hơn và có thể bao gồm một số lượng lớn hơn các ánh xạ màu khác biệt. Với độ sâu màu 8 bit, hiệu quả của bạn sẽ được ánh xạ thưa thớt vào gam màu lớn hơn này. Về mặt kỹ thuật, gam màu có khả năng mô tả nhiều màu sắc hơn độ sâu bit của bạn cho phép bạn tham khảo. Các yếu tố giới hạn của bạn giờ đã được hoán đổi ... thay vì gam bị hạn chế, độ sâu bit bị hạn chế. Nếu chúng ta sử dụng màu 16 bit trong không gian màu AdobeRGB, sẽ có nhiều chỗ hơn cho 280 nghìn tỷ màu tiềm năng của chúng ta để tham chiếu các màu khác biệt. Có thể nhiều màu sẽ vẫn ánh xạ tới cùng tọa độ trong không gian AdobeRGB, tuy nhiên sẽ có ít va chạm hơn trong không gian lớn hơn này so với sRGB.
Vì vậy, trong khi không gian màu / gam màu và độ sâu bit là những thứ riêng biệt, chúng có liên quan với nhau. Bạn không bắt buộc phải sử dụng gam lớn hơn khi sử dụng độ sâu bit cao hơn để lưu trữ dữ liệu hình ảnh của mình, tuy nhiên, bạn nên tận dụng tối đa độ sâu bit cao hơn đó. Ngược lại, nếu bạn đang lưu hình ảnh với độ sâu bit thấp hơn, thường có ít giá trị hơn trong việc hiển thị những hình ảnh đó với bất kỳ thứ gì nhiều hơn sRGB.
Để tận dụng triệt để thông tin màu có độ sâu bit cao trong tệp hình ảnh, các gam màu lớn hơn và màn hình tốt hơn đồng thời có thể hiển thị các gam màu đó, trở nên có giá trị. Để hiển thị màu 10, 12 và 16 bit trên TV hoặc màn hình máy tính, các gam màu lớn hơn AdobeRGB và thậm chí lớn hơn ProPhotoRGB, thường là cần thiết để tận dụng tối đa khả năng nhận thức thị giác của con người. Đôi mắt của chúng ta là những thiết bị tuyệt vời, và có khả năng phạm vi năng động đáng kinh ngạc và độ nhạy màu cực rộng. Màn hình 10 bit hiện đại với các LUT phần cứng 12, 14, và 16 bit (Bảng tra cứu màu 3D) có khả năng hiển thị 1,07 tỷ màu đồng thời, được chọn từ tổng số 68,7 tỷ (12 bit), 4,4 nghìn tỷ (14 bit) hoặc 281,5 nghìn tỷ (16 bit) màu được mô tả rất chính xác bởi LUT.
Đây là những điều độc lập. Không gian màu đại diện cho tất cả các màu có thể và là một không gian liên tục. Các thiết bị kỹ thuật số đòi hỏi một sự rời rạc của không gian. Điều này có nghĩa là các bước ở mỗi bước chúng có thể biểu thị các màu nằm trong không gian màu.
Đây là một sự tương tự đơn giản: Điều về chiều cao giữa hai tầng như một không gian màu. Đó là không gian giữa các tầng. Bây giờ có bao nhiêu bước bạn cần để xây dựng một cầu thang từ tầng dưới lên tầng trên? Câu trả lời phụ thuộc vào kích thước nếu bước. Đó là độ sâu bit.
Bây giờ khi bạn nói về độ sâu bit được sử dụng trong các định dạng tệp, tình huống phức tạp hơn vì không phải tất cả các bước đều có kích thước do độ sâu bit không được phân phối đồng đều theo nghĩa tuyến tính. Đôi khi các bước đi theo một đường cong dựa trên cơ sở, đường cong gamma hoặc đường cong log.
Nói chung, nếu bạn tăng độ sâu bit, bạn sẽ tăng màu hơn trong một không gian màu nhưng các ranh giới của nó vẫn giữ nguyên. Tuy nhiên, có các định dạng tệp HDR sử dụng các giá trị điểm nổi hoặc điểm cố định thậm chí có thể âm để thể hiện màu sắc bên ngoài không gian màu đặc biệt.
Hãy thử một ví dụ đơn giản. Hãy nói rằng chúng ta có một không gian màu gọi là "cầu vồng". Nó chứa các màu sắc của cầu vồng, vì vậy nó được tạo thành từ màu đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, xanh dương và tím. Không gian màu mô tả một loạt các màu được bao phủ bởi gam màu.
Mặt khác, độ sâu bit xác định có bao nhiêu màu riêng biệt chúng ta có thể tạo trong không gian đó. Nếu chúng ta chỉ có một vài bit, chúng ta chỉ có thể biểu thị các màu cơ bản của cầu vồng, nhưng nếu chúng ta có một bó bit, chúng ta có thể tạo ra màu đỏ sẫm và màu đỏ sáng và màu đỏ trung bình, v.v. chúng ta có thể định nghĩa nhiều giá trị độc đáo hơn và vì vậy có nhiều màu sắc hơn, nhưng chúng vẫn là tất cả các sắc thái của màu đỏ, cam, vàng, lục, lam và tím.
Đây là lý do tại sao thực sự có thể có độ sâu bit cao hơn đại diện cho một dải màu nhỏ hơn, bạn chỉ cần kết thúc với độ chính xác cao hơn nhiều trong các màu được bao phủ.
Về mặt kỹ thuật hơn, tốc độ bit xác định độ chi tiết của màu trong không gian màu và không gian màu xác định giá trị tối thiểu và tối đa của màu (và có thể một số thứ khác nữa, tùy thuộc vào không gian), nhưng bạn có thể có bất kỳ số lượng nào các bước ở giữa các giá trị đó.
Các bit bổ sung để mở rộng không gian màu bạn bao phủ, kiểm soát tốt hơn các màu trong không gian màu hoặc thực hiện một số kết hợp cả hai.
Một cách dễ dàng để suy nghĩ về những điều như vậy là không gian màu là thùng chứa. Chúng chứa các giá trị màu của không gian màu mà chúng được tạo. Nếu chúng là không gian màu RGB, các giá trị là RGB- 0-255 trong mỗi kênh. Nếu CMYK 0-100 giá trị.
Những giá trị đó không thay đổi nếu âm lượng của không gian màu không. Điều thay đổi âm lượng của một không gian màu là các giá trị CIEXYZ xác định không gian đó. Một không gian màu có thể tích lớn hơn thường có thể chứa các màu bão hòa hơn. Một ví dụ về điều đó là sRGB một không gian màu nhỏ theo âm lượng và ProPhoto, một không gian màu lớn theo âm lượng. Mở một hình ảnh sRGB trong Photoshop tạo ra kết quả như mong đợi, nhưng sau đó gán cấu hình ProPhoto ICC làm thay đổi mạnh mẽ màu sắc của hình ảnh và làm cho nó bão hòa hơn nhưng các giá trị RGB không thay đổi. Chỉ là mối quan hệ của họ với CIELab. Các giá trị CIEXYZ xác định âm lượng của không gian màu được chuyển đổi thành CIELab và sau đó sang không gian đích.
Độ sâu bit là lượng thông tin màu có sẵn trong một pixel. Điều đó đã giải thích rất tốt ở đâyĐộ sâu Bit cao hơn được áp dụng cho nhiếp ảnh và hình ảnh kỹ thuật số cho phép nhiều thông tin hình ảnh hơn trong mỗi pixel. Độ sâu bit cao hơn này cung cấp khả năng điều chỉnh lớn hơn khi mở bóng hoặc mang lại chi tiết nổi bật. Hãy nhớ rằng được hiển thị độ sâu bit pixel không được ghi lại độ sâu bit. Hãy nhớ rằng một khi bit hoặc không gian màu bị giảm, nó không thể được mở rộng. Lấy hình ảnh 8 bit thành 16 bit không tạo ra nhiều bit hơn cho mỗi pixel, nó chỉ đơn giản là nhân đôi số bit trong pixel 8 bit. Điều tương tự với không gian màu. Nếu hình ảnh được kết xuất thành sRGB và bây giờ bạn sẽ muốn tất cả các màu sáng đó từ hình ảnh gốc được in trên máy in gam lớn của bạn, xin lỗi những màu đó không còn tồn tại trong hình ảnh sRGB đó nữa. Bắt đầu lại và kết xuất các pixel đó vào không gian màu lớn hơn.