10 bit技术在视频领域的应用优势

10 bit在数字电影制作领域并不是陌生的新名词,早在上个世纪90年代前期就开始广泛使用,现在,随着HDTV的逼近,关于“10 bit“这一视频技术指标的描述越来越多地出现在我们面前,这里,让我们一起探讨一下关于10 bit的一些问题。

10 bit深度

我们了解,目前主要使用的图像质量是24 bit或32 bit颜色深度,它等于每通道8 bit的R、G、B或每通道8 bit R、G、B、A色彩通道的相加,而8 bit表示每个原色具有256个灰阶,即0-255对应色彩从黑到白的灰度级别,10 bit表示单色彩通道具有1024个灰度级别,色阶范围是0-1023。

  通常的我们使用的显示器色彩是24 bit,那么现在提出的10 bit单通道色彩,两者是怎样一种关系呢?

这是一个非常容易混淆的概念,实际上,可以这样计算,1位单通道色彩的图像只是黑色和白色两种色彩,而单通道8 bit实际相当于显示器定义的24 bit或32 bit,显示器定义只是简单的色彩通道相加,而不是单通道色彩深度;单通道16 bit具有65536个灰度级别,和显示器的色彩定义不同,显示器是两个5 bit通道加上1个6 bit通道,色彩还没有达到单通道8 bit的图像显示质量。

下图所使用的位深表示1 bit、2 bit、3 bit以及8 bit图像的灰度级别,随着位深的增加,色彩梯度更加平滑,色阈也更加宽广,8 bit和10 bit也是这样。高位深表示在一个色阈中更多的采样数值,8 bit提供256个采样点,而10 bit提供1024个采样点,其色彩精度是8 bit的4倍。

  也就是说,显示器和图像深度之间是一个单通道色深与颜色数量之间的关系,24 bit真彩色显示器显示数量是单通道10 bit色彩数量的六十四分之一。如果按照三原色计算,10 bit单色彩通道相加为30 bit色彩,或者说10亿色。

那么,10 bit的意义何在呢?

举一个很简单的例子,显示器所显示的色彩分辨率是72 dpi,足够日常使用了,但在印刷的时候,却还是需要300 dpi的图像,并且在印刷高质量的印刷品时,可能需要更高的分辨率,比如1200 dpi。

视频也是如此,虽然肉眼不足以分辨高动态范围的色彩,但在一些专业领域,普遍存在高位深色彩的需要,最明显的应用比如胶片的扫描和输出以及三维动画序列输出。从人眼能分辨的量化来说最高是在8-10bit,使用14 bit采样保留胶片制作和图像数据的余量已经完全够了,而14 bit的采样数据能够完美地保留到10 bit Cin、DPX或者OpenEXR文件格式当中。

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