Co to jest głębia kolorów i jak wpływa na jakość obrazu?

Najczęściej reklamowaną cechą monitora, obrazu lub wideo jest rozdzielczość lub częstotliwość odświeżania. Nie są to jednak jedyne czynniki decydujące o jakości obrazu. Inną kluczową cechą jakości obrazu jest głębia kolorów.

Co oznacza głębia koloru?

Głębia koloru jest mierzona w bitach i opisuje liczbę bitów używanych do wyświetlania koloru każdego piksela. Bity działają binarnie, więc każdy dodatkowy bit podwaja liczbę obsługiwanych kolorów.

Na obrazku jednobitowym możliwe są tylko dwa kolory, na obrazku dwubitowym są cztery kolory, obrazek czterobitowy ma szesnaście kolorów i tak dalej. Standardowym formatem obrazu, wideo i wyświetlania w 2020 r. jest 24-bitowy format „True colour”, który jest używany w prawie wszystkich urządzeniach i kodekach.

True Color ma 8 bitów danych dla każdego czerwonego, zielonego i niebieskiego piksela. Ogólnie jest 224lub 16 777 216 kolorów, które można wyświetlić za pomocą 24 bitów. Jest to uważane za prawdziwy kolor, ponieważ ludzkie oko jest w stanie rozróżnić tylko około dziesięciu milionów kolorów.

Wskazówka: kilka kodeków obsługuje kolor 32-bitowy; jednak dodatkowe 8 bitów jest używanych tylko jako kanał „alfa” lub przezroczystość i tak naprawdę nie dodaje żadnych „nowych” kolorów, które moglibyśmy zobaczyć.

Problemy z przestrzenią kolorów RGB

Projekt przestrzeni kolorów RGB używany przez większość urządzeń nie rozkłada równomiernie kolorów, które mogą być postrzegane przez ludzkie oko. W przypadku niebieskich i żółtych jest mniej opcji kolorystycznych niż w przypadku czerwieni i zieleni, więc ludzie są bardziej skłonni do zauważenia efektu prążkowania w tych kolorach.

Wskazówka: prążkowanie ma miejsce, gdy kolory, które powinny być oddzielone, „stapią się” razem w ton, który nie jest do końca właściwy, ponieważ nie ma wystarczającej liczby dostępnych tonów, aby wyświetlić rzeczy poprawnie. Może to być również spowodowane silnym skompresowaniem plików i jest wyświetlane jako postrzępiona krawędź lub plamy na obrazie.

Podczas wyświetlania czerni i szarości przestrzeń kolorów RGB ustawia wszystkie trzy kolory na tę samą wartość, co oznacza, że ​​jest tylko 256 odcieni szarości. Dzięki temu bardziej prawdopodobne jest wykrycie problemów z pasami w cieniach i ciemniejszych obrazach.

Po lewej: banding.
Po prawej: wygładzone odcienie szarości.

Algorytmy kompresji generalnie zmniejszają dokładność kolorów, starając się zmniejszyć ilość miejsca zajmowanego przez obraz – więc usuń kolory, które raczej nie będą używane lub są łatwe do zastąpienia – ale jeśli usuniesz zbyt dużo, na zdjęciu pojawi się prążek efekt.