Barevná hloubka ( kvalita barev , bitová rychlost obrazu , barevné rozlišení ) je termín pro počítačovou grafiku , který znamená počet bitů (kapacita paměti) použitých k uložení a reprezentaci barvy při kódování nebo jeden pixel rastrové grafiky nebo video obrazu (vyjádřený jako jednotka bitů na pixel ( eng. bits per pixel , bpp )), nebo pro každou barvu, která tvoří jeden pixel (definováno jako bity na komponentu , bity na kanál , bity na barvu ( anglicky bits per component, bits per channel, bits na barvu jsou všechny tři zkráceny bpc )). Pro spotřebitelské video standardy bitová hloubka definuje počet bitů použitých pro každou barevnou složku. [1] [2]
Monochromatické obrázky jsou kódovány pomocí jednorozměrné šedé stupnice. Obvykle se jedná o sadu černé a bílé a přechodné odstíny šedé, ale lze použít i jiné kombinace: například monochromatické monitory často místo bílé používají zelenou nebo oranžovou barvu.
Obraz je zakódován pomocí diskrétní sady barev, z nichž každá je popsána pomocí palety nezávisle na sobě.
S rostoucím počtem bitů v barevné reprezentaci se počet zobrazovaných barev pro barevné palety stal neprakticky velkým (20bitová barevná hloubka vyžaduje více paměti pro uložení barevné palety než paměť pro uložení samotných obrazových pixelů ). S velkou barevnou hloubkou je v praxi zakódován jas červené , zelené a modré složky - takové kódování se nazývá RGB model.
Vysoce omezené, ale „skutečné“ barevné schéma, ve kterém jsou tři bity (každá z osmi možných hodnot) pro červenou (R) a zelenou (G) složku a dva zbývající bity na pixel pro kódování modré (B) složky ( čtyři možné hodnoty ), umožňují reprezentovat 256 (8×8×4) různých barev. Normální lidské oko je méně citlivé na modrou složku než na červenou a zelenou složku, takže modrá složka je zastoupena o jeden bit méně. Takové schéma bylo použito v počítačích řady MSX2 v 90. letech.
Toto schéma by se nemělo zaměňovat s indexovou barvou 8 bpp , která může být reprezentována výběrem různých barevných palet.
12bitová „skutečná“ barva je zakódována se 4 bity (16 možných hodnot) pro každou ze složek R, G a B, což umožňuje reprezentovat 4096 (16×16×16) různých barev. Tato barevná hloubka se někdy používá v jednoduchých zařízeních s barevným displejem (jako jsou mobilní telefony).
HighColor nebo HiColor je navržen tak, aby reprezentoval „skutečné“ odstíny, tedy ty nejpříjemnější pro lidské oko. Taková barva je kódována 15 nebo 16 bity:
TrueColor (z angl. true color – „true / skutečná barva“) se blíží barvám „skutečného světa“, poskytuje 16,7 milionů různých barev. Tato barva je nejpříjemnější pro vnímání různých fotografií lidským okem, pro zpracování obrazu.
"32bitová barva" je příkladem nesprávného pojmenování při popisu barevné hloubky. Mylná představa je, že 32bitová barva umožňuje reprezentovat 2 32 = 4 294 967 296 různých odstínů [3] .
Ve skutečnosti je 32bitová barva 24bitová (TrueColor) s dalším 8bitovým kanálem, který je buď vyplněn nulami (neovlivňuje barvu), nebo je alfa kanálem , který nastavuje průhlednost obrazu pro každý pixel. - tj. existuje 16 777 216 odstínů barev a 256 stupňů průhlednosti [3] .
Důvodem, proč používají "prázdný" kanál, je touha optimalizovat práci s videopamětí , což je nejmodernější[ kdy? ] počítače mají 32bitové adresování a 32bitovou datovou sběrnici .
Také 32bitové zobrazení barvy v systému CMYK ( 8 bitů je přiřazeno azurové, purpurové, žluté a černé) [3] .
Koncem 90. let začaly některé špičkové grafické systémy, jako je SGI , používat více než 8 bitů na kanál – například 12 nebo 16 bitů . Profesionální programy pro úpravu obrázků začaly šetřit 16 bitů na kanál a poskytovaly „ochranu“ proti hromadění chyb zaokrouhlování , chyb při výpočtu v omezené bitové mřížce čísel.
Pro další rozšíření dynamického rozsahu snímků byly vytvořeny různé modely. Například High Dynamic Range Imaging ( HDRI ) používá čísla s plovoucí desetinnou čárkou a umožňuje co nejpřesněji popsat intenzivní světlo a hluboké stíny v obrazech ve stejném barevném prostoru. Různé modely popisují takové rozsahy pomocí více než 32 bitů na kanál. Za zmínku stojí formát OpenEXR vytvořený společností Industrial Light & Magic na přelomu 20. a 21. století , který používá 16bitová ( poloviční přesnost ) čísla s plovoucí desetinnou čárkou k reprezentaci barevných odstínů lépe než 16bitová celá čísla . Očekává se, že tato barevná schémata nahradí standardní schémata, jakmile bude hardware podporovat nové formáty s dostatečnou rychlostí a efektivitou.
Podpora Deep Color (30, 36 nebo 48 bitů) byla přidána do hardwarového rozhraní digitálního videa HDMI 1.3 v roce 2006 [4] .
Standard DisplayPort podporuje barevné hloubky větší než 24 bitů [5] [6] .
Windows 7 podporuje barvy od 30 do 48 bitů [7] .
Přitom typické LCD byly schopné zobrazovat pixely s hloubkou ne větší než 24 bitů a formáty 36 a 48 bitů umožňují zakódovat více barev, než dokáže lidské oko rozlišit [8] [9] .
Mnoho moderních televizorů a počítačových displejů zobrazuje obraz změnou intenzity tří základních barev: modré, zelené a červené. Jasně žlutá je například kompozice se stejnou intenzitou červené a zelené složky bez přidání modré složky. Toto je však pouze přibližné přiblížení a ve skutečnosti nevytváří jasně žlutou. Proto nejnovější technologie, jako je Texas Instruments BrilliantColor, rozšiřují typické červené, zelené a modré kanály o nové: tyrkysový (modrozelený) , purpurový a žlutý [ 10] . Mitsubishi a Samsung používají tuto technologii v některých televizních systémech.
Za předpokladu použití 8bitových kanálů jsou 6barevné obrázky kódovány 48bitovými barvami.
Grafické adaptéry ATI FireGL V7350 podporují 40bitové a 64bitové barvy [11] .
| Barevné modely | ||
|---|---|---|