Как называется количество бит используемое для кодирования цвета пикселя

Обновлено: 24.01.2025

Глубина цвета или глубина цвета (см. Различия в написании ), также известная как битовая глубина , - это либо количество бит, используемых для обозначения цвета одного пикселя в растровом изображении или буфере кадра видео , либо количество бит, используемых для каждого цвета. компонент одного пикселя. Для стандартов потребительского видео битовая глубина определяет количество бит, используемых для каждого цветового компонента. При ссылке на пиксель понятие можно определить как бит на пиксель (bpp). При обращении к компоненту цвета концепция может быть определена как биты на компонент , биты на канал , биты на цвет (все три сокращенно bpc), а также биты на компонент пикселя , биты на канал цвета или биты на выборку (бит / с).

Глубина цвета - это только один аспект цветового представления, выражающий точность, с которой может быть выражено количество каждого основного цвета; другой аспект - насколько широкий диапазон цветов может быть выражен ( гамма ). Определение как точности цвета, так и гаммы достигается с помощью спецификации кодирования цвета, которая присваивает значение цифрового кода местоположению в цветовом пространстве .

Количество битов разрешенной интенсивности в цветовом канале также известно как радиометрическое разрешение , особенно в контексте спутниковых изображений .

СОДЕРЖАНИЕ

Сравнение

Одно и то же изображение с пятью разной глубиной цвета, показывающее результирующий (сжатый) размер файла. 8 и меньше используют адаптивную палитру, поэтому качество может быть лучше, чем могут обеспечить некоторые системы.

Индексированный цвет

При относительно низкой глубине цвета сохраненное значение обычно представляет собой число, представляющее индекс цветовой карты или палитры (форма векторного квантования ). Цвета, доступные в самой палитре, могут быть зафиксированы аппаратно или изменены программным обеспечением. Изменяемые палитры иногда называют псевдоцвет палитрами.

Старые графические чипы, особенно те, которые используются в домашних компьютерах и игровых консолях , часто имеют возможность использовать другую палитру для спрайтов и плиток , чтобы увеличить максимальное количество одновременно отображаемых цветов, минимизируя использование тогда дорогой памяти (и пропускная способность). Например, в ZX Spectrum изображение хранится в двухцветном формате, но эти два цвета могут быть определены отдельно для каждого прямоугольного блока размером 8 × 8 пикселей.

Если вместо этого цвет может быть непосредственно определен из значений пикселей, это «прямой цвет». Палитры редко использовались для глубины, превышающей 12 бит на пиксель, поскольку память, потребляемая палитрой, превышала бы необходимую память для прямого цвета на каждом пикселе.

Список распространенных глубин

Заголовки подразделов относятся к битам на пиксель.

1-битный цвет

2 цвета, часто черный и белый (или любой другой цвет люминофора CRT ) прямой цвет. Иногда 1 означал черный, а 0 - белый, что противоречит современным стандартам. Большинство первых графических дисплеев были этого типа, система X Window была разработана для таких дисплеев, и это предполагалось для компьютера 3M . В конце 80-х были профессиональные дисплеи с разрешением до 300 точек на дюйм (как у современных лазерных принтеров), но цветные оказались более популярными.

2-битный цвет

4 цвета, обычно из набора фиксированных палитр. CGA , серая шкала раннего NeXTstation , цвет Макинтоши, Atari ST разрешение среднего.

3-битный цвет

8 цветов, почти всегда все комбинации яркого красного, зеленого и синего. Многие ранние домашние компьютеры с телевизорами, включая ZX Spectrum и BBC Micro .

4-битный цвет

16 цветов, обычно из набора фиксированных палитр. Используется EGA и стандартом VGA с наименьшим общим знаменателем при более высоком разрешении, цветных Macintosh, Atari ST с низким разрешением, Commodore 64 , Amstrad CPC .

5-битный цвет

32 цвета из программируемой палитры, используемой чипсетом Original Amiga .

256 цветов, обычно из полностью программируемой палитры. Самые ранние цветные рабочие станции Unix, VGA с низким разрешением, Super VGA , цветные Macintosh, Atari TT , чипсет Amiga AGA , Falcon030 , Acorn Archimedes . И X, и Windows предоставили тщательно продуманные системы, позволяющие каждой программе выбирать свою собственную палитру, что часто приводило к неправильным цветам в любом окне, кроме окна с фокусом.

В некоторых системах цветовой куб помещался в палитру для системы с прямым цветовоспроизведением (и поэтому все программы использовали одну и ту же палитру). Обычно было предоставлено меньше уровней синего, чем других, поскольку нормальный человеческий глаз менее чувствителен к синему компоненту, чем к красному или зеленому (две трети глазных рецепторов обрабатывают более длинные волны).

6 × 6 × 6 ( веб-безопасные цвета ), оставляя 40 цветов для серой рампы или вводов программируемой палитры.
8 × 8 × 4. 3 бита R и G, 2 бита B, правильное значение может быть вычислено из цвета без использования умножения. Используется, среди прочего, в серии компьютеров MSX2 с начала до середины 1990-х годов.
куб 6 × 7 × 6, оставляя 4 цвета для программируемой палитры или оттенков серого.
куб 6 × 8 × 5, оставляя 16 цветов для программируемой палитры или оттенков серого.

12-битный цвет

4096 цветов, обычно из полностью программируемой палитры (хотя часто задавался цветовой куб 16 × 16 × 16). Некоторые системы Silicon Graphics, системы Color NeXTstation и системы Amiga в режиме HAM .

RGBA4444, соответствующее представление 16bpp, обеспечивающее цветной куб и 64 уровня прозрачности, является распространенным форматом текстуры в мобильной графике.

Высокий цвет (15/16 бит)

В системах с высокой цветопередачей для каждого пикселя хранится два байта (16 бит). Чаще всего каждому компоненту (R, G и B) назначается 5 бит плюс один неиспользуемый бит (или используется для канала маски или для переключения на индексированный цвет); это позволяет представить 32 768 цветов. Однако альтернативное назначение, которое переназначает неиспользуемый бит каналу G, позволяет представить 65 536 цветов, но без прозрачности. Эта глубина цвета иногда используется в небольших устройствах с цветным дисплеем, таких как мобильные телефоны, и иногда считается достаточной для отображения фотографических изображений. Иногда используется 4 бита на цвет плюс 4 бита для альфа-канала, что дает 4096 цветов.

Термин «высокий цвет» недавно использовался для обозначения глубины цвета более 24 бит.

Истинный цвет (24 бита)

Все 16 777 216 цветов (уменьшено, щелкните изображение, чтобы увидеть полное разрешение)

24 бита почти всегда используют по 8 бит R, G и B (8 бит на канал). По состоянию на 2018 год 24-битная глубина цвета используется практически на всех компьютерах и телефонах, а также в подавляющем большинстве форматов хранения изображений . Почти во всех случаях 32 бита на пиксель цвету назначается 24 бита, а оставшиеся 8 являются альфа-каналом или не используются.

2 24 дает 16 777 216 цветовых вариаций. Человеческий глаз может различать до десяти миллионов цветов, а поскольку цветовой охват дисплея меньше, чем диапазон человеческого зрения, это означает, что он должен охватывать этот диапазон с большей детализацией, чем может быть воспринято. Однако дисплеи неравномерно распределяют цвета в пространстве человеческого восприятия, поэтому люди могут видеть изменения между некоторыми соседними цветами как цветовую полосу . Монохроматические изображения устанавливают для всех трех каналов одно и то же значение, что дает только 256 различных цветов; Некоторое программное обеспечение пытается смешать уровень серого в цветовых каналах, чтобы увеличить его, хотя в современном программном обеспечении это чаще используется для субпиксельного рендеринга, чтобы увеличить пространственное разрешение на ЖК-экранах, где цвета имеют немного разные положения.

Стандарты DVD-Video и Blu-ray Disc поддерживают глубину цвета 8 бит на цвет в YCbCr с субдискретизацией цветности 4: 2: 0 . YCbCr можно без потерь преобразовать в RGB.

Системы Macintosh называют 24-битный цвет «миллионами цветов». Термин « истинный цвет» иногда используется для обозначения того, что в этой статье называется прямым цветом . Он также часто используется для обозначения всех значений глубины цвета больше или равных 24.

Глубокий цвет (30 бит)

Глубокий цвет состоит из миллиарда или более цветов. 2 30 составляет 1 073 741 824. Обычно это 10 бит красного, зеленого и синего цветов (10 бит на канал). Если добавляется альфа-канал того же размера, каждый пиксель занимает 40 бит.

Некоторые более ранние системы помещали три 10-битных канала в 32-битное слово , при этом 2 бита не использовались (или использовались как 4-уровневый альфа-канал ); формат файла Cineon , например, использовал это. Некоторые системы SGI имели 10-битные (или более) цифро-аналоговые преобразователи для видеосигнала и могли быть настроены для интерпретации данных, хранящихся таким образом, для отображения. Файлы BMP определяют это как один из своих форматов, и Microsoft называет его «HiColor» .

Видеокарты с 10 битами на компонент начали поступать на рынок в конце 1990-х годов. Ранним примером была карта Radius ThunderPower для Macintosh, которая включала расширения для плагинов QuickDraw и Adobe Photoshop для поддержки редактирования 30-битных изображений. Некоторые производители называют свою 24-битную глубину цвета панелями FRC 30-битными панелями; однако дисплеи с истинно глубоким цветом имеют глубину цвета 10 или более бит без FRC.

Спецификация HDMI 1.3 определяет битовую глубину 30 бит (а также глубины 36 и 48 бит). В этом отношении видеокарты Nvidia Quadro, произведенные после 2006 года, поддерживают 30-битную глубину цвета и Pascal или более поздние карты GeForce и Titan в сочетании со Studio Driver, как и некоторые модели серии Radeon HD 5900, такие как HD 5970. ATI FireGL V7350 видеокарта поддерживает 40- и 64-битных пикселей (30 и 48 бит глубины цвета с альфа - каналом).

Спецификация DisplayPort также поддерживает глубину цвета более 24 бит на пиксель в версии 1.3 через VESA Display Stream Compression , которое использует алгоритм с малой задержкой без визуальных потерь, основанный на прогнозирующем цветовом пространстве DPCM и YCoCg-R, и позволяет увеличить разрешение и глубину цвета, а также снизить энергопотребление. потребление."

На WinHEC 2008 Microsoft объявила, что в Windows 7 будет поддерживаться глубина цвета 30 бит и 48 бит , а также широкая цветовая гамма scRGB .

Высокоэффективное кодирование видео (HEVC или H.265) определяет профиль Main 10, который позволяет использовать 8 или 10 бит на выборку с субдискретизацией цветности 4: 2: 0 . Профиль Main 10 был добавлен на собрании HEVC в октябре 2012 года на основе предложения JCTVC-K0109, в котором предлагалось добавить 10-битный профиль в HEVC для потребительских приложений. В предложении говорилось, что это должно было позволить улучшить качество видео и поддержать Рек. Цветовое пространство 2020, которое будет использовать UHDTV . Вторая версия HEVC имеет пять профилей, которые обеспечивают разрядность от 8 до 16 бит на выборку.

С 2020 года некоторые смартфоны начали использовать 30-битную глубину цвета, например OnePlus 8 Pro , Oppo Find X2 и Find X2 Pro, Sony Xperia 1 II , Xiaomi Mi 10 Ultra , Motorola Edge + , ROG Phone 3 и Sharp Aquos Zero. 2.

36-битный

Использование 12 бит на канал цвета дает 36 бит, 68 719 476 736 цветов. Если добавить альфа-канал того же размера, то на пиксель будет 48 бит.

48 бит

Использование 16 бит на канал цвета дает 48 бит, 281 474 976 710 656 цветов. Если добавляется альфа-канал того же размера, то на пиксель приходится 64 бита.

Расширения

Высокий динамический диапазон и широкая гамма

Некоторые системы начали использовать эти биты для чисел вне диапазона 0–1, а не для увеличения разрешения. Цифры больше 1 означают, что цвета ярче, чем может отображать дисплей, как при визуализации с расширенным динамическим диапазоном (HDRI). Отрицательные числа могут увеличить цветовую гамму, чтобы охватить все возможные цвета, а также для сохранения результатов операций фильтрации с отрицательными коэффициентами фильтра. Pixar Изображение Компьютер используется 12 бит для хранения чисел в диапазоне [-1.5,2.5), с 2 - мя битами для целой части и 10 для фракции. В системе обработки изображений Cineon использовались 10-битные профессиональные видеодисплеи с видеооборудованием, настроенным таким образом, чтобы значение 95 было черным, а 685 - белым. Усиленный сигнал сокращал срок службы ЭЛТ.

Линейное цветовое пространство и плавающая точка

Больше битов также способствовало хранению света в виде линейных значений, где число напрямую соответствует количеству излучаемого света. Линейные уровни значительно упрощают расчет света (в контексте компьютерной графики). Однако линейный цвет приводит к непропорционально большему количеству образцов около белого и меньшему количеству около черного, поэтому качество 16-битного линейного цвета примерно равно 12-битному sRGB .

Числа с плавающей запятой могут представлять линейные уровни освещенности, расположенные между выборками полулогарифмически. Представления с плавающей запятой также допускают значительно большие динамические диапазоны, а также отрицательные значения. Большинство систем сначала поддерживали 32-битную одинарную точность на канал , что намного превышало точность, требуемую для большинства приложений. В 1999 году Industrial Light & Magic выпустила открытый стандартный формат файлов изображений OpenEXR, который поддерживал 16-битные на канал числа с плавающей запятой половинной точности . При значениях, близких к 1,0, значения с плавающей запятой половинной точности имеют точность только 11-разрядного целого числа, что заставляет некоторых профессионалов в области графики отвергать половинную точность в ситуациях, когда расширенный динамический диапазон не требуется.

Более трех праймериз

Практически все телевизионные и компьютерные дисплеи формируют изображения, варьируя интенсивность всего трех основных цветов : красного, зеленого и синего. Например, ярко-желтый цвет образуется примерно равным вкладом красного и зеленого без синего вклада.

Дополнительные основные цвета могут расширить цветовую гамму дисплея, поскольку она больше не ограничивается формой треугольника в цветовом пространстве CIE 1931 . Последние технологии, такие как BrilliantColor от Texas Instruments , дополняют типичные красный, зеленый и синий каналы тремя другими основными цветами: голубым, пурпурным и желтым. Mitsubishi и Samsung , среди прочих, используют эту технологию в некоторых телевизорах для расширения диапазона отображаемых цветов. Sharp Aquos линия телевизоров представила Quattron технологию, которая дополняет обычные компоненты RGB пикселя с желтыми субпикселями. Однако форматы и носители, поддерживающие эти расширенные основные цвета, встречаются крайне редко.

Для хранения изображений и работы с ними существуют альтернативные способы расширения традиционного треугольника. Можно использовать воображаемые основные цвета, которые физически невозможны, чтобы треугольник охватил гораздо большую гамму, или просто разрешить использование отрицательных чисел в каналах. Поскольку люди в первую очередь являются трихроматами (хотя тетрахроматы существуют), преимущество, предоставляемое дополнительным первичным элементом, заключается не в компьютерном представлении, а в вычислительной простоте отображения входных данных на четырехчастном дисплее.

Цвет на экране получается при суммировании лучей трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого из них достигает \(100\), то получается белый цвет. Минимальная интенсивность трёх базовых цветов даёт чёрный цвет.

Для описания каждого составляющего цвета требуется \(1\) байт (\(8\) бит) памяти, а чтобы описать один цвет, требуется \(3\) байта, т.е. \(24\) бита, памяти.

Для кодирования одного цвета пикселя определяется длина двоичного кода, которая называется глубиной цвета . Рассчитать глубину цвета можно по формуле: N = 2 i , где N —количество цветов в палитре, i — глубина цвета. Интенсивность каждого из трёх цветов — это один байт (т.е. число в диапазоне от \(0\) до \(255\)), т.е. каждая составляющая может принимать \(256\) значений. Таким образом, с использованием трёх составляющих можно описать \(256⋅256⋅256 = 16777216 \)различных цветовых оттенков, а, значит, модель RGB имеет приблизительно \(16,7\) миллионов различных цветов.
Таким количеством цветов определяется, в основном, палитра современного монитора.

При печати изображений на принтерах используется цветовая модель, основными красками в которой являются голубая (Cyan), пурпурная (Magenta) и жёлтая (Yellow).

Чтобы получить чёрный цвет, в цветовую модель был включен компонент чистого чёрного цвета (BlacK). Так получается четырёхцветная модель, называемая CMYK .

Область применения цветовой модели CMYK — полноцветная печать. Именно с этой моделью работает большинство устройств печати.

Из-за несоответствия цветовых моделей часто возникает ситуация, когда цвет, который нужно напечатать, не может быть воспроизведен с помощью модели CMYK (например, золотой или серебряный). В этом случае применяются краски Pantone.

Все файлы, предназначенные для вывода в типографии, должны быть конвертированы в CMYK . Этот процесс называется цветоделением .

При просмотре CMYK -изображения на экране монитора одни и те же цвета могут восприниматься немного иначе, чем при просмотре RGB -изображения.

В модели CMYK невозможно отобразить очень яркие цвета модели RGB , модель RGB , в свою очередь, не способна передать тёмные густые оттенки модели CMYK , поскольку природа цвета разная.

Отображение цвета на экране монитора часто меняется и зависит от особенностей освещения, температуры монитора и цвета окружающих предметов. Кроме того, многие цвета, видимые в реальной жизни, не могут быть выведены при печати, не все цвета, отображаемые на экране, могут быть напечатаны, а некоторые цвета печати не видны на экране монитора.

Это глубина цвета, ещё её по другому называют весом пикселя.

Новые вопросы в Информатика

Люди. Помогите дам 40 баллов В общем у меня беда с интернетом наверное не по теме так вот Asus роутер. Нет интернета, хотя заплатили, все шнуры и ка … бели проверил, в настройках пишет "состояние интернета отключено" что делать ума не приложу. Подскажите?

1. Для чого призначена програма Microsoft Access? 2. Що таке “реляційні бази даних”? 3. Яке поле називають ключевим? 4. Яких типів можуть бути поля … ? 5. Що таке “маска введення”? Навіщо її використовуюють? 6. Навіщо накладати умову на значення поля? Що трапляється, якщо ввести варіанти, непередбачені в умові? 7. Як вставити малюнок у таблицю бази?

напишите программу которая в последовательности натуральных чисел определяет сумму всех чисел крат 3 и окончающихся на 4 программа получает на вход на … туральные числа.количество введеных чисел неизвестно,последованость чисел заканчивается числом 0 (0-признак окончания ввода не находит в последовательности) количество чисел не привышает 1000.введеные числа не привышают 10000.програма должна ввести 0

50 баллов, прошу помочь написать программный код с def, задачи 4 и 7Времени мало, через 4 часа сдача

100 баллов, прошу написать программный код с помощью def, задачи 1 и 3Времени у меня мало, часа через 4 сдача

Составить таблицу, переводящую температуру, измеренную по шкале Цельсия, в температуру по шкале Фаренгейта, формула tC=5/9(tF-32). (нужно выразить tF) … . расположить таблицы на двух листах.

Вычислить значение функции y=(√x)/(x+1) на отрезке [0,2] с шагом 0.1

Постараюсь подробно "на пальцах" рассказать, как изображение записывается в память машины.

Итак. Главный тезис: для того, чтобы послать нашему другу мемчик или сохранить демотиватор себе на телефон, требуется изобразить его в "ноликах и единичках".

О памяти машины

Потому что память машины устроена именно так: она содержит сплошняком ячейки, в которых может быть только "0" или "1". Конечно, там не цифры записаны. Они только называются "логический ноль" или "логическая единица". На самом деле, всё зависит от технологии, по которой изготовлена память машины. Например, кучу лет назад (даже "олды" не все припомнят) существовали перфокарты. Такие картонные карточки с цифрами. У них ещё уголок один был срезан:

В качестве логических нулей и единиц использовались дырочки. 864 дырочки или "недырочки". Технология, вообще-то, не очень. Если оператор ошибался в одной дырочке, то карту приходилось менять полностью. Ну, или заклеивать/прорезать лезвием. В современных машинах, конечно, и метод другой, и количество немного больше (в Вкипедии написано, что "кинчик" на 1 гигабайт, в прямом смысле, весил бы 22 тонны, если бы его на перфокартах пробивали).

В разных ситуациях словом бит называют:

одни значок (дырочка-недырочка, ноль-один)
одно место, на котором может быть записан либо ноль, либо один
единицу измерения количества информации

Очень важная деталь. Биты (2) сгруппированы в сегменты по 8 штук. Такие сегменты называются байты . Аналогично битам, у слова "байт" есть несколько значений. Важно то, что машина не может прочитать один бит. За раз ей нужно прочитать целый байт, а только потом из него выделить бит. То же с записью - за раз можно записать только один целый байт, но не бит. Если нам надо поменять один бит, мы должны считать весь байт, заменить там бит с помощью логических операций, перезаписать байт обратно.

Про изображения

Существует масса способов записать картинку только ноликами и единичками. В школе проходят растровый и векторный. К векторному, возможно, я обращусь ещё, а вот про растровый расскажу подробнее. Суть проста: изображение разбивается на одинаковые клеточки. Эти клеточки называются "пиксели" или "пикселы". Кто как привык. Каждый пиксель имеет один единственный цвет. Получается мозаика.

Читайте также: