位解析度

位解析度

位解析度(Bit Resolution)又稱色彩深度或位深度,在點陣圖圖像或視頻視頻緩衝區,指一個像素中,每個顏色分量(Red、Green、Blue、Alpha通道)的比特數。所謂“位”指的是二進制位或是比特。位解析度決定可以標記為多少種色彩等級的可能性。當提到一個像素的概念可以定義為每像素的位數(BPP),指所使用的比特數。當提到一個顏色分量的概念可以定義為比特/組件、位/通道或位顏色(這三個定義簡BPC)。

位解析度在計算機領域表示在點陣圖或者視頻幀緩衝區中儲存1像素的顏色分量所用的位數或比特數(BPC);也可表示每像素的位數(位/像素,bpp)。色彩深度越高,可用的顏色就越多。

位深度計算是以2為底數的指數的冪。常見的有:

•1位:2種顏色,單色光,黑白二色,用於compact Macintoshes。

•2位:4種顏色,CGA,用於gray-scale早期的NeXTstation及color Macintoshes。

•3位:8種顏色,用於大部分早期的電腦顯示器。

•4位:16種顏色,用於EGA及不常見及在更高的解析度的VGA標準,color Macintoshes。

•5位:32種顏色,用於Original Amiga chipset。

•6位:64種顏色,用於Original Amiga chipset。

•7位:128種顏色

•8位:256種顏色,用於最早期的彩色Unix工作站,低解析度的VGA,Super VGA,AGA,color Macintoshes。

•灰階,有256種灰色(包括黑白)。若以24位模式來表示,則RGB的數值均一樣,例如(200,200,200)。

•彩色圖像,若以24位模式來表示,則RGB的數值均一樣,例如(200,200,200)。就是常說的24位真彩,約為1670萬色。

•9位:512種顏色

•10位:1024種顏色,

•12位:用於部分矽谷圖形系統,Neo Geo,彩色NeXTstation及Amiga系統於HAM mode。

•16位:用於部分color Macintoshes( 紅色占5 個位、藍色占 5 個位、綠色占 6 個位,所以紅色、藍色、綠色各有 32、32、64 種明暗度的變化總共可以組合出 64K 種顏色 )。

•24位:有16,777,216色,真彩色,能提供比肉眼能識別更多的顏色,用於拍攝照片。

•32位:基於24位而生,增加8個位的Alpha通道。

另外有高動態範圍影像(High Dynamic Range Image),這種影像使用超過一般的256色階來儲存影像,通常來說每個像素會分配到32+32+32個bit來儲存顏色資訊,也就是說對於每一個原色都使用一個32bit的浮點數來儲存.

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深入說明

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雖然位解析度可以很高,但各種VGA的顏色深度卻受到限制。例如,標準VGA支持4位16種顏色的彩色圖像,多媒體套用中推薦至少用8位256種顏色。由於設備的限制,加上人眼解析度的限制,一般情況下,不一定要追求特別深的像素深度。此外,像素深度越深,所占用的存儲空間越大。相反,如果像素深度太淺,那也影響圖像的質量,圖像看起來讓人覺得很粗糙和很不自然。

在用二進制數表示彩色圖像的像素時,除R,G,B分量用固定位數表示外,往往還增加1位或幾位作為屬性(Attribute)位。例如,RGB 5∶5∶5表示一個像素時,用2個位元組共16位表示,其中R,G,B各占5位,剩下一位作為屬性位。在這種情況下,像素深度為16位,而圖像深度為15位。

屬性位用來指定該像素應具有的性質。例如在CD-I系統中,用RGB 5∶5∶5表示的像素共16位,其最高位(b15)用作屬性位,並把它稱為透明(Transparency)位,記為T。T的含義可以這樣來理解:假如顯示屏上已經有一幅圖存在,當這幅圖或者這幅圖的一部分要重疊在上面時,T位就用來控制原圖是否能看得見。例如定義T=1,原圖完全看不見;T=0,原圖能完全看見。

在用32位表示一個像素時,若R,G,B分別用8位表示,剩下的8位常稱為α通道(alpha通道)位,或稱為覆蓋(overlay)位、中斷位、屬性位。它的用法可用一個預乘α通道(premultiplied alpha)的例子說明。假如一個像素(A,R,G,B)的四個分量都用規一化的數值表示,(A,R,G,B)為(1,1,0,0)時顯示紅色。當像素為(0.5,1,0,0)時,預乘的結果就變成(0.5,0.5,0,0),這表示原來該像素顯示的紅色的強度為1,而現在顯示的紅色的強度降了一半。

用這種辦法定義一個像素的屬性在實際中很有用。例如在一幅彩色圖像上疊加文字說明,而又不想讓文字把圖覆蓋掉,就可以用這種辦法來定義像素,而該像素顯示的顏色又有人把它稱為混合色(key color)。在圖像產品生產中,也往往把數位電視圖像和計算機生產的圖像混合在一起,這種技術稱為視圖混合(video keying)技術,它也採用α通道(alpha通道)

套用領域

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數碼攝像頭

位解析度又稱彩色深度,數碼攝像頭的彩色深度指標反映了攝像頭能正確記錄色調有多少,色彩位數的值越高,就越可能更真實地還原亮部及暗部的細節。色彩位數以二進制的位(bit)為單位,用位的多少表示色彩數的多少。目前幾乎所有的數碼攝像頭的色彩位數都達到了24位(也就是能表達2的24次方種顏色),可以生成真彩色的圖象。總之色彩位數高,就可以得到更大的色彩動態範圍。也就是說,對顏色的區分能夠更加細膩。

數碼攝像頭最常見的是24位,30位的攝像頭極少見到。具體來說,一般攝像頭中每種基色採用8位或10位表示,三種基色紅、綠、藍總的色彩位數為基色位數乘以3,即8×3=24位或者10×3=30位。攝像頭色彩位數反映了攝像頭能正確表示色彩的多少,以24位為例,三基色(紅、綠、藍)各占8位二進制數,也就是說紅色可以分為2的8次方=256個不同的等級,綠色和藍色也是一樣。那么它們的組合為256×256×256=16777216,即大約1600萬種顏色,而30位可以表示10億種。色彩深度值越高,就越能真實地還原色彩。

掃瞄器

色彩位數(色彩深度)又稱色深。是用於表示掃瞄器所能辨析的色彩範圍的指標。 通常,掃瞄器的色彩位數越多,就越能真實反映原始圖像的色彩,掃瞄器所反映的色彩就越豐富,所掃出圖像的效果也越真實,當然所形成的數據量也隨之增大,造成圖像檔案體積也加大。對於某些套用環境,掃瞄器色彩位數指標,甚至比解析度更重要。色彩位數的具體指標是用“位”(bit,即2的多少次方)來描述,24位彩色表明掃瞄器可分辨1670萬種顏色,30位真彩是6.87億種顏色,而36位真彩色是1670億種顏色。儘管大多數顯示卡只支持24位色彩,但由於 CCD 與人眼感光曲線的不同,為了保證色彩還原的準確,就需要進行修正,這就要求掃瞄器的色彩位數至少要達到36位才能獲得比較好的色彩還原效果。因此,現在儘量應選購36位以上色彩位數的掃瞄器。

色彩位數是掃瞄器對採樣來的每一個象素點,提供的不同通道的數位化位數的疊加值。

它一般採用 RGB 三通道的數值總和來表達。常見的24bit、30bit、36bit彩色掃瞄器, 它們每通道的量化數值分別為8位,10位,12位,表示其每通道內有256、1024、4096階層次的信息。 掃瞄器的色彩位數是指對掃描進來的每一個彩色象素點的色彩位數, 這是掃瞄器與印表機指標上的一個最大的不同點。 一般,掃瞄器的色彩位數取決於掃瞄器內部的模數轉換器的精度。當色彩位數精度增加時,掃描設備可以捕捉的色彩細節也會增多。但是,如想僅僅通過增加模數轉換器的精度,來提高掃瞄器的色彩精度,其對掃描圖象品質的提高程度也較為有限。因為影響掃瞄器的色彩精度的因素,除了有較高的模數轉換精度外,還需要有完善的光路系統設計。透鏡質量、CCD 質量以及掃描時光學器件的振動,都會增加掃瞄器的噪聲,從而影響掃描品質。

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