Как сделать цветность 256 в оттенках серого 8 битами на пиксель

Обновлено: 20.11.2024

Покупая новый дисплей или проектор, как определить, какая модель имеет наилучшее качество изображения или даже просто наилучшее качество для вашего ограниченного бюджета? Если вы не можете сравнить две модели в непосредственной перестрелке, вам придется основывать свою покупку на проверенных обзорах продуктов с таких сайтов, как этот, или на рекламе и брошюрах производителя. В любом случае вы столкнетесь с множеством технических терминов, используемых для описания потенциального качества изображения, включая люмены ANSI, мощность белого света, разрешение в пикселях, контрастность, точность цветопередачи и глубину цвета в битах.

Хорошо, возможно, вам будет трудно найти последний. Битовая глубина цвета часто скрыта на странице характеристик или описана каким-то непонятным образом. Однако битовая глубина становится все более важным показателем для сравнения проекторов, которые заявляют о способности воспроизводить контент с широкой цветовой гаммой (WCG) и расширенным динамическим диапазоном (HDR). На самом деле, он может рассказать вам больше о потенциальном качестве изображения проектора, чем о его контрасте, разрешении в пикселях или даже о рейтингах точности цветопередачи, которые можно варьировать в зависимости от режимов отображения или точности фокусировки.

Что такое битовая глубина и почему она важна?

Как перевести разрядность проектора в количество цветов, которые он может воспроизвести? Давайте сначала возьмем пример монохромного проектора, который формирует на экране одно изображение в градациях серого. Его числовое значение битовой глубины («x» бит на цвет) можно использовать для быстрого расчета всего диапазона уникальных значений шкалы серого проектора, от самого глубокого черного до самого яркого белого. Все, что вам нужно сделать, это применить формулу логарифмической функции. Для расчета оттенков серого это: 2 x = количество значений серого. На приведенной ниже диаграмме (рис. 1) показаны результаты математических расчетов как для оттенков серого, так и для цветов RGB. А пока просто взгляните на значения оттенков серого; мы обсудим цвет позже. Рис. 1. Значения оттенков серого и цвета с глубиной цвета

Использование анимации ProjectorCentral 10 Bit-HDR в градациях серого

К счастью, у любого серьезного видеоэнтузиаста есть простой способ загрузить и просмотреть 10-битные тестовые шаблоны, чтобы оценить их отображение. Все проигрыватели Blu-ray 4K UHD имеют встроенную графическую функцию 10 бит на цвет для воспроизведения фильмов Blu-ray 4K UHD — все они хранятся в видео в формате HEVC с 10 битами на цвет. Большинство из этих проигрывателей Blu-ray 4K UHD и несколько медиаплееров 4K, включая Roku 4K HDR, имеют вход USB, который позволяет им воспроизводить анимированные тестовые объекты с глубиной цвета 10 бит, сохраненные в формате 10 бит HEVC. .

Чтобы загрузить цель на ПК с Windows, необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши ссылку ниже, выбрать «Сохранить ссылку как» и сохранить ее в предпочтительном месте. В эту папку будет загружен 10-битный файл HEVC. В MacIntosh щелкните правой кнопкой мыши и выберите "Загрузить связанный файл" или "Загрузить связанный файл как".

Чтобы просмотреть тестовую таблицу на дисплее, скопируйте ее на флэш-накопитель USB и вставьте его в разъем USB на проигрывателе UHD Blu-ray. Когда вы воспроизводите файл с помощью встроенного медиаплеера проигрывателя дисков, он должен распознаваться вашим дисплеем как видео с разрешением UHD, глубиной цвета 10 бит, HDR и цветовым пространством BT.2020.

Как показано на следующей странице, явные полосы на вращающихся колесах указывают на то, что ваш дисплей воспроизводит с глубиной цвета менее 10 бит.

Добавить цвет

В отличие от монохромных дисплеев, цветные мониторы должны формировать как минимум три изображения в градациях серого, которые представляют красный, зеленый и синий каналы данных в стандартном цветовом сигнале SMPTE. Большинство трехчиповых проекторов, независимо от того, используют ли они ЖК-дисплеи, LCoS или DLP-чипы изображения, начинают с использования данных из каждого из входящих каналов данных R, G и B для формирования связанных изображений в градациях серого. Затем они подсвечиваются красным, зеленым и синим светом (создаваемым путем фильтрации белого света или использования цветных светодиодов или лазеров) для формирования перекрывающегося полноцветного изображения на экране (рис. 4). Рис. 4. Данные сигнала в оттенках серого для каждого основного цвета при освещении светом этого цвета объединяются для формирования полноцветного изображения.

Одночиповые DLP-проекторы распределяют фрагменты данных R, G и B для формирования до семи изображений в градациях серого в быстрой последовательности на микрозеркальном устройстве DLP. Хотя ни одно из этих отдельных изображений в градациях серого не содержит полного количества тональностей, найденных в трех отдельных изображениях в градациях серого на основе RGB, в итоге общее количество должно быть одинаковым.Белый свет от лампы, цветного светодиода или лазерного диода затем отражается от DMD и проходит через до семи соответствующих цветов на вращающемся колесе, чтобы сформировать полноцветное изображение на экране.

Как выглядит битовая глубина?

Итак, теперь у вас есть некоторое представление о том, как характеристики битовой глубины связаны с количеством градаций серого или цветов, которые могут быть созданы дисплеем. Но как на самом деле выглядят вариации битовой глубины на экране?

Тип артефакта, наиболее тесно связанного с битовой глубиной или, скорее, ее отсутствием, — это артефакт полосатости. Это похоже на то, на что это похоже: области изображения, которые в идеале должны выглядеть гладкими и демонстрировать равномерные переходы света и цвета, вместо этого демонстрируют заметные полосы или очертания, где яркость или цвет явно перескакивают с одного уровня на другой. Дисплей просто не способен воспроизвести все точные градации, требуемые сигналом.

Рис. 5. 10-битный черно-белый шаблон HDR без полос (вверху) и с видимыми полосами, вызванными недостатком битовой глубины (внизу).

Как и в случае с диаграммой глубины цвета в оттенках серого, показанной на рис. 1, и образцом в градациях серого выше, различия в глубине цвета также могут визуально проявляться в виде полос, хотя глаз более снисходителен к одним цветам, чем к другим. На приведенном ниже рисунке (рис. 6), например, легко показаны полосы на большинстве дисплеев между 12-битным и 24-битным цветом, но их было бы труднее увидеть при сравнении 20- и 24-битных цветов. Рис. 6. 12-битный и 24-битный цвета

Понимание спецификаций битовой глубины

Основного понимания того, как битовая глубина связана с качеством изображения, недостаточно, когда приходит время покупать проектор. Вот еще несколько важных вещей, которые нужно знать, прежде чем вы начнете просматривать маркетинговые отчеты и обзоры продуктов.

X-бит на цвет, X-бит на пиксель, X-бит на цвет. К сожалению, все эти термины широко используются для описания возможностей битовой глубины в дисплеях, что создает путаницу. Они не всегда означают одно и то же.

Проблема с заявлениями о миллиардах цветов в том, что на самом деле их нет! По мнению экспертов по зрению, средний человек может различать только около 12 миллионов отдельных цветов, в то время как лишь горстка людей во всем мире (все женщины) могут различать около 100 миллионов цветов. Их расширенные способности связаны с генетической мутацией, в результате которой в их глазах образовались четвертые колбочки, чувствительные к цвету. Большинство обладателей этой способности даже не подозревают об этом, пока не протестируют ее, но держу пари, что они наслаждаются хорошим закатом или радугой, когда увидят ее.

Samsung — едва ли не единственный производитель, который попытался исправить положение, заявив, что его 10-битные дисплеи способны отображать «миллиарды комбинаций цветовых данных». Это технически точное утверждение. Немногие последовали за ним.

Пусть покупатель остерегается

Уже более десяти лет опытные фотографы, видеооператоры и режиссеры знают о преимуществах захвата и обработки цветных изображений и видео с разрядностью не менее 10 бит на цвет (30 бит на пиксель). Режимы RAW на всех цифровых зеркальных камерах сохраняют фотографии с 10- или даже 12-битным цветом на каждый цвет, и доступные видеокамеры 4K теперь имеют аналогичные возможности. Что касается компьютеров, то каждый Mac, продаваемый в настоящее время, имеет графическую поддержку не менее 10 бит на цвет, как и большинство ПК, программ для редактирования изображений и видео, а также мониторы с разрешением 4K или выше, используемые для редактирования изображений и продвинутых игр.

  • EOTF: SMPTE ST2084
  • Подвыборка цвета: 4:2:0 (для сжатых источников видео)
  • Разрядность: 10 бит
  • Основные цвета: ITU-R BT.2020
  • Метаданные: SMPTE ST 2086, MaxFALL, MaxCLL

Телевизионная индустрия всегда отдавала приоритет обратной совместимости, и в этом случае это можно сделать с помощью некоторых внутренних приемов обработки на стороне дисплея или проектора, либо в компьютере, либо в автономном медиаплеере. В результате некоторые дисплеи с ограниченной глубиной цвета помечены как поддерживающие HDR, но на самом деле не соответствуют критериям и не обеспечивают всех преимуществ качества изображения 10-битных HDR-дисплеев.

К сожалению, в дополнение к только что описанным ограничениям цветовой гаммы, понижение частоты дискретизации и сглаживание также вызывают артефакты качества изображения, включая эффекты постеризации, потерю деталей в тенях и светлых участках, полосы в тонких цветовых градациях и контуры, появляющиеся по краям тонких тональных переходов ( как показано выше на рисунках с 6 по 8). Все эти проблемы решаются с помощью дисплея или проектора с истинной 10-битной обработкой цвета и способностью воспроизводить цветовую гамму, приближающуюся или превышающую 100 % цветового пространства DCI-P3.

Майкл Дж.Макнамара — бывший исполнительный редактор журнала Popular Photography и известный эксперт в области цифровых технологий захвата, хранения и отображения. Он также является отмеченным наградами фотографом и видеооператором, а также владельцем In-Depth Focus Labs в Хоупвелл-Джанкшен, штат Нью-Йорк.

Принеси знания, Майкл. Ваша фантастическая статья, наполненная отличной информацией, заставляет меня процитировать покойного великого Тедди Пендерграсса: «Чем больше я получаю, тем больше я хочу» (Дискотека, около 1977 года). Качественная информация приведет к созданию более мудрой и избирательной базы потребителей, что, в свою очередь, будет способствовать конкуренции между производителями. Конкуренция в области разработки проекторов приводит к лучшему качеству по более выгодным ценам. Отличный рабочий ПК для информирования и связи ваших читателей. Вы продолжаете укреплять наше доверие к вашему сайту. Я говорю всем вашим рекламодателям: инвестируйте свои маркетинговые доллары в Projector Central, и вы пожнете плоды.

Спасибо за комментарии, Дэвид. Я согласен, что Майк проделал потрясающую работу, освещая для наших читателей основы важной новой темы. Мы будем рады представить вам его будущие работы.

Дэвид: Спасибо за комплименты и высокую оценку. Надеюсь, что в будущих статьях я смогу поднять планку немного выше.

Просто интересно. Итак, с практической точки зрения, как это связано со старым проектором, таким как Optoma HD80, который заявляет о 10-битной обработке цвета, хотя он явно не поддерживает HDR.

Цитаты из брошюры HD80. (Это стая быков?)

"В настоящее время кинематографисты записывают и обрабатывают фильмы с большей глубиной цвета, чем может воспроизвести большинство бытовых устройств для домашних кинотеатров. Киностудии были вынуждены уменьшать глубину цвета своих фильмов для домашнего распространения, чтобы они были совместимы с оборудованием для домашних кинотеатров. Чистые 10 битовый цифровой сигнальный тракт HD80 прокладывает путь к отображению контента фильмов и игр практически без потерь, обеспечивая уровень остроты зрения и реализма, невиданный ранее в домашних условиях"

«Управляя более чем двумя миллионами отдельных пикселей, яркость и яркие цвета плавно сочетаются с ThemeScene ® HD80. В основе проектора лежит новейшая технология 1080p DLP ®. Чистый 10-битный путь прохождения сигнала и архитектура обработки в сочетании с усовершенствованное цветовое колесо с технологией NDG (нейтральный зеленый цвет). NDG увеличивает визуальное цветовое разрешение, создавая изображение более высокого качества, которое значительно уменьшает артефакты низкоуровневого дизеринга."

"Технология обработки 10-битных цветов DNX Rich Color увеличивает количество отображаемых цветов с 16 миллионов до более 1 миллиарда, предлагая в 4 раза больше цветовой информации для каждого пикселя".

Спасибо за материал. Можно ли добавить глубину цвета в базу данных в качестве параметра поиска? Спасибо.

Джейсон, производители не всегда сразу предоставляют эту информацию в спецификациях, которые мы используем для создания базы данных. Но мы обсуждаем, как мы могли бы включить эту информацию. На данный момент почти все новые 4K-дисплеи должны поддерживать полную 10-битную обработку, хотя я полагаю, что некоторые бюджетные модели могут этого не делать.

Понравилась эта статья. Всегда учусь. Можете ли вы объяснить разницу между 4:4:4, 4:4:2 и 4:2:0 в целом и как это связано с визуальными различиями? Это была бы отличная следующая статья. Что-то по частоте кадров и интерполяции (эффект мыльной оперы) также было бы замечательно, например, 60 кадров в секунду против 24 кадров в секунду, против 30 кадров в секунду.

Майк, у нас действительно есть статья, объясняющая подвыборку цветности в работе прямо сейчас, и я согласен, что частота кадров, методы интерполяции кадров и их влияние на качество изображения заслуживают внимания. Спасибо.

Большое спасибо за это, я бы хотел, чтобы для фильмов/устройств/проекторов было доступно больше шаблонов калибровки/тестирования. Попытка воспроизвести диск 4K HDR через xbox one x на моем проекторе просто надеется на лучшее, ни одна из этих вещей не имеет хороших тестовых шаблонов, которые могли бы вам помочь. Все наладится, но прямо сейчас. не хорошо.

Так у Optoma HD20 есть или нет 10-битная цветопередача (потому что я хочу купить подержанную)? Как насчет Optoma 142x? (Потому что в описании я вижу 10-битный, а также Rec709, который является стандартным цветом)

Спасибо за прекрасную статью. Много ли проекторов с поддержкой Dolby Vision? Я понимаю смысл поиска настоящих 10-битных проекторов и проекторов DCI-P3, но есть ли что-то, что выделяет или могло бы выделить реализацию Dolby Vision на проекторе?

Я думаю, людям будет полезна статья о цветовых пространствах. Например, я понимаю, что фильмы мастерятся для домашнего просмотра с использованием мониторов с цветовым пространством P3. Зачем их тогда помещают в контейнеры Rec.2020? Учитывая, что большая часть контента обрабатывается на P3, есть ли смысл ждать проектора Rec.2020?

Кстати, я читаю примерно с 2000 года.Все еще на моем втором основном проекторе (попутно экспериментировал с двумя игрушками), и теперь на рынке для моего третьего главного проектора. Все эти годы я не использовал проекторы (без телевизора). Без вашего сайта этого бы не было.

Нитин, единственные проекторы Dolby Vision, которые нам известны на планете, — это цифровые кинопроекторы Christie, созданные специально для кинотеатров Dolby Vision. Для этого может быть несколько возможных причин, все предположения с моей стороны, а не то, что я слышал: 1) стоимость лицензирования для проектора непомерно высока для производителей проекторов, или 2) то, что я думаю, более Вероятная причина в том, что у Dolby просто нет версии этой технологии для лицензирования производителей проекторов. Компания Dolby была очень заинтересована в том, чтобы технология была хорошо реализована, чтобы зрители положительно относились к ней, в отличие от кинотеатров Dolby Vision, где они непосредственно знают размер экрана, материалы и условия освещения и участвуют в процессе. установка и настройка этих систем (которые я думаю двухпроекторные) они не могут знать как это будет смотреться в домашних кинотеатрах. Учитывая, что HDR10 по сути является технологией с открытым исходным кодом, они не могут продавать лицензии на то, что не может быть уверено, что выглядит явно лучше или, по крайней мере, выполнено на уровне, который они считают удовлетворительным. Они могут делать это с телевизорами, но не с проекторами.

Вы верите, что мы когда-нибудь получим 36-битные цветные проекторы? Если да, то когда вы могли предположить, когда у нас будут такие вещи? Какая система лучше всего сможет работать в будущем, лазерная, жидкокристаллическая и т. д.?

Меня интересует использование временного сглаживания для многих панелей, которые являются настоящими 8-битными панелями, но хотят "показывать" 10-битные цвета. У всех производителей, которых я исследую, я не могу найти, какие у них родные панели. Я ищу современный настоящий 10-битный проектор, но я не знаю, где искать. Многие говорят, что они выполняют 10-битную обработку цвета, но это не обязательно означает, что панели 10-битные. Я бы очень хотел услышать ваши мысли по этому поводу. Спасибо за отличную статью.

Глубина цвета также известна как битовая глубина, которая относится к числу битов, используемых для определения цветовых каналов (красного, зеленого или синего) для каждого пикселя.

Что такое выборка цветности и числа 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0?

Мы часто видим числа 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0 на записывающих устройствах, и это известно как субдискретизация цветности. Вы когда-нибудь задумывались, как субдискретизация цветности влияет на цвета изображения? И что именно означают эти числа 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0?

Прежде чем мы углубимся в субдискретизацию цветности, давайте сначала поговорим о пикселях изображения. Пиксель изображения определяется компонентами яркости и цветности. Без компонентов цветности яркость каждого пикселя создает представление изображения в оттенках серого. Кроме того, исследования показывают, что человеческие глаза более чувствительны к свету или яркости, чем к цветам.

YCbCr — это семейство цветовых пространств, используемых как часть конвейера цветных изображений в системах видео и цифровой фотографии. Y относится к яркости пикселя и разделяет 1/3 количества сигнала. Сигнал яркости всегда сохраняется без сжатия. Cb и Cr — это два сигнала цветности, которые делят 2/3 количества сигнала. Сигналы цветности могут быть сжаты для уменьшения объема загружаемых данных.

Для примера возьмем 4:4:4. Первые 4 представляют собой количество пикселей, которые мы подвергаем субдискретизации. Вторые 4 означают, что 4 цвета дают в первой строке выборки цветности, а третьи 4, опять же, означают, что 4 цвета дают во второй строке выборки цветности. С технической точки зрения, 4:4:4 означает, что каждый пиксель имеет свое собственное значение цвета, которое включает в себя всю информацию о цветности, поэтому это не субдискретизация цветности. Теперь давайте посмотрим на 4:2:2. Вторые 2 означают две субдискретизации цветности в первой строке. А третья 2 означает тоже два подвыборки цветности во втором ряду. Таким образом, изображение 4:2:2 сохраняет только половину выборок цветности, что и изображение 4:4:4. Что касается 4:2:0, это указывает на две подвыборки цветности в первой строке и отсутствие подвыборки цветности во второй строке, поэтому пиксели во второй строке копируют то же значение цветности, что и в первой строке. В результате изображение 4:2:0 сохраняет только четверть цветовой подвыборки по сравнению с изображением 4:4:4.

Почему видеокамера вещательного уровня такая мощная?

Пиксели представляют собой очень маленькие цветные точки, поэтому очень сложно обнаружить заметную визуальную разницу в том, записано ли видео в формате 4:4:4, 4:2:2 или 4:2:0. Однако 4:4:4 может записывать больше информации о цвете, чем 4:2:2 и 4:2:0, поэтому модель субдискретизации цветности 4:4:4 по-прежнему имеет преимущества перед 4:2:0 и 4:2. :2 с точки зрения качества цвета.

Большинство доступных на рынке цифровых зеркальных и беззеркальных камер используют модель субдискретизации цветности 4:2:0 для сжатия видеофайлов. Несмотря на то, что вы можете получить хорошее качество изображения из видео 4:2:0, вы все равно можете столкнуться с проблемами при выполнении хроматического кеинга или постредактирования из-за низкого разрешения для информации о цветности. По сравнению с изображениями 4:4:4 будет сложнее и труднее добиться чистого результата хромакея с видео 4:2:0. Вот почему профессиональные видеопроизводители по-прежнему предпочитают работать с видео формата 4:4:4 или 4:2:2, которое содержит больше информации о цветности, что облегчает постредактирование, только финальное видео сжимается в формате 4:2:0 для сохранения размера. файла. Эта производственная процедура похожа на то, что профессиональный фотограф всегда снимает фотографии с файлами RAW, а затем выводит изображения после редактирования в формате JPG для последующих приложений.

Зная теорию субдискретизации цветности, зрители уже должны знать, почему только профессиональное видеооборудование вещательного уровня способно воспроизводить изображение очень высокого качества и почему оно дороже потребительских цифровых камер и мобильных телефонов. Возьмем в качестве примера видеокамеру со сменными объективами BC-100 компании Datavideo. BC-100 — это видеокамера вещательного уровня, предназначенная для виртуальной студии. Камера оснащена 12-битным датчиком обработки изображений, способным захватывать огромное количество информации о цвете и отображать мельчайшие цветовые различия. Насыщенные цвета и четкое качество изображения нужны не только для визуального удовольствия, но и для получения четких и чистых объектов на фоне с помощью хромакея. С помощью продвинутой техники вы можете легко выполнить цветовой ключ сложных объектов, таких как стекло или волосы, представляя мельчайшие детали в сочетании с виртуальным фоном. Кроме того, технология расширенного динамического диапазона (HDR) позволяет видеокамере записывать детали ярких и темных частей изображения в условиях высокой контрастности, делая изображения более реальными для человеческого глаза.

Как вы можете здесь заметить, цвета различаются не только количеством бит на пиксель, но и способом хранения: индексом в палитре (т.е. индексированные растровые изображения) или прямым значением цвета.

Индексированные изображения всегда содержат палитру — специальную таблицу цветов. Каждый пиксель является индексом в этой таблице. Обычно палитра содержит 256 или менее записей. Поэтому максимальная глубина проиндексированного пикселя составляет 8 бит на пиксель. Использование палитр является обычной практикой при работе с небольшой глубиной цвета.

В отличие от индексированных изображений, пиксели неиндексированных непрерывных изображений сохраняют фактические значения цвета вместо индекса палитры. Каждый пиксель состоит из компонентов (также называемых каналами). Каналы можно интерпретировать по-разному, в зависимости от цветового пространства пикселя. Например, изображения в градациях серого имеют только один канал яркости. Изображения RGB имеют три канала — красный, зеленый и синий. Изображения CMYK имеют четыре канала — голубой, пурпурный, желтый и черный. Кроме того, пиксели могут содержать дополнительный компонент, называемый альфа-каналом. Альфа-канал не содержит никакой информации о цвете или яркости, он определяет степень непрозрачности пикселя при наложении на другое изображение. Чем меньше значение альфа, тем более прозрачным является пиксель.

1-битные индексированные изображения (палитра)

1-битные изображения (также называемые битональными) могут состоять только из двух цветов. Обычно это черный и белый цвета (однако, поскольку у него есть палитра, вы можете указать любые другие два цвета). Основное преимущество двухцветных изображений — чрезвычайно компактный размер, однако обычно двух цветов недостаточно. Но тем не менее, есть виды изображений, где широко используется 1-битная глубина цвета: документы, документы, факсы и тому подобные изображения.

5(6) бит на канал RGB-изображения

Изображения 8 бит на канал

  • 8 бит на пиксель в оттенках серого (Format8bppGrayScale);
  • 24 бита на пиксель в формате RGB (Format24bppRgb);
  • 32 бита на пиксель в формате CMYK (Format32bppCmyk);
  • 16 бит на пиксель в оттенках серого + альфа-формат (Format16bppAGrayScale);
  • 32 бита на пиксель в формате ARGB (RGB + альфа-канал) (Format32bppArgb );
  • 32 бита на пиксель в формате RGB (без альфа-канала) (Format32bppRgb). Лишний байт не используется, нужно только выровнять пиксель по 4-х байтному слову (из соображений производительности);
  • 40 бит на пиксель в формате ACMYK (CMYK + альфа-канал) (Format40bppAcmyk).

Изображения 16 бит на канал

Битовая глубина указывает, сколько информации о цвете доступно для каждого пикселя изображения.Чем больше битов информации на пиксель, тем больше доступных цветов и более точное представление цвета в изображении, что влияет на размер изображения. Проще говоря, размер файла изображения увеличивается с глубиной цвета, потому что больше информации о цвете хранится на пиксель в изображении с большей глубиной цвета.

  • Изображение с битовой глубиной 1 имеет пиксели с двумя возможными значениями: черным и белым.
  • Изображение с битовой глубиной 8 имеет 2 8 или 256 возможных значений.
  • Изображения в режиме "Оттенки серого" с глубиной цвета 8 имеют 256 возможных значений серого.
  • Изображения в режиме RGB состоят из трех цветовых каналов. RGB-изображение с глубиной цвета 8 бит на пиксель имеет 256 возможных значений для каждого канала, что означает более 16 миллионов возможных значений цвета.

Выберите битовую глубину изображения в Photoshop

Изображения RGB с 8 битами на канал (бит/канал или бит/канал) иногда называют 24-битными изображениями (8 бит x 3 канала = 24 бита данных для каждого пикселя). В дополнение к 8-битным изображениям на канал Photoshop также может работать с изображениями, которые содержат 16 или 32 бита на канал. Изображения с 32-битами на канал также известны как изображения с высоким динамическим диапазоном (HDR).

Разрядность 1

Разрядность 8

Чтобы преобразовать свои битовые предпочтения, выполните одно из следующих действий:

Чтобы преобразовать 8 бит/канал в 16 бит/канал, выберите "Изображение" > "Режим" > "16 бит/канал" или "8 бит/канал" .

Чтобы преобразовать 8 или 16 бит/канал в 32 бит/канал, выберите "Изображение" > "Режим" > "32 бит/канал".

Поддержка 16-битных изображений на канал в Photoshop

Photoshop предоставляет следующую поддержку для работы с 16-битными изображениями на канал:

Работа в режимах "Оттенки серого", "Цвет RGB", "Цвет CMYK", "Лабораторный цвет" и "Многоканальный".

Используйте все инструменты из набора инструментов, кроме инструмента "Архивная художественная кисть" с изображениями 16 бит/канал.

Применить команды настройки цвета и тона.

Работа со слоями, включая корректирующие слои, в изображениях 16 бит/канал.

Применяйте многочисленные фильтры Photoshop, которые можно использовать с 16-битными изображениями на канал.

Чтобы воспользоваться преимуществами некоторых функций Photoshop, таких как некоторые фильтры, можно преобразовать 16-битное изображение на канал в 8-битное изображение на канал. Лучше всего выполнить команду "Сохранить как" и преобразовать копию файла изображения, чтобы в исходном файле сохранялись полные 16-битные данные изображения на канал.

Вы думали о том, чтобы стать профессиональным оператором или пользователем медиасервера? Не знаете, какие технические навыки вам нужны? Это блог номер три в нашей серии статей о профессионалах медиасерверов, и на этот раз мы углубимся в детали содержимого медиасервера (да, видео) для воспроизведения на медиасерверах, основываясь на рекомендациях замечательных людей из медиасервера. Группа профессионалов (Facebook).

Давайте продолжим с того, с чего закончили в предыдущем посте!

    • Разрядность видео или глубина цвета
    • Понятие субдискретизации цветности
    • Расчет видеопространства и скорости передачи данных
    • Рассчитать влияние субдискретизации цветности на размер файла
    • С пропуском кадров и без пропуска кадров
    • Кадровая точность и ключевые кадры
    • Заключение

    Разрядность видео или глубина цвета

    Помимо частоты кадров и битрейта, еще одним параметром качества видео является битовая глубина или глубина цвета, как ее еще называют. Битовая глубина видеофайла или изображения определяется количеством битов, используемых для определения отдельных пикселей. При более высокой битовой глубине вы можете отображать большее количество цветов или оттенков серого.

    Черно-белое изображение представлено 1 битом (который имеет 2 значения: 1 для черного и 0 для белого — или наоборот). Почти для всех целей большинство изображений и видео традиционно представляются от 8 до 24 бит. Но возможна и более высокая битовая глубина, как вы увидите позже.

    Прежде чем мы пойдем дальше, позвольте мне немного объяснить. Бит — это двоичный переключатель. Каждый дополнительный бит удваивает информацию:

    1-бит = 2 значения (0 и 1)

    4 бита = 16 значений

    5 бит = 32 значения

    6 бит = 64 значения

    7 бит = 128 значений

    10-бит = 1024 значения

    12-бит = 4096 значений

    14 бит = 16 384 значения

    16-бит = 65 536 значений

    Давайте проделаем те же вычисления для 10, 12, 14 и 16-битных изображений:

    8 бит на цветовой канал: всего 16 777 216 цветов

    10 бит на цветовой канал: всего 1 073 741 824 цвета

    12 бит на цветовой канал: всего 68 719 476 736 цветов

    14 бит на цветовой канал: всего 4 398 046 511 104 цвета

    16 бит на цветовой канал: всего 281 474 976 710 656 цветов

    Но если ваш дисплей поддерживает 10- или 12-битный формат, медиасерверу может быть целесообразно поддерживать и выводить 10- или 12-битный контент.

    Но, как и в случае с частотой кадров, высокая битовая глубина увеличивает нагрузку как на производство контента, так и на его хранение, а также на поиск для воспроизведения с более высокими требованиями к скорости чтения.

    Понятие субдискретизации цветности

    Иногда вы увидите такие числа, как 4:4:4, 4:2:2 или 4:2:0. Это называется субдискретизацией цветности и относится к тому, сколько цветовой информации хранится в каждом пикселе. В зависимости от содержимого вашего видео/изображения вам может подойти менее чем полное цветовое разрешение, потому что для создания изображения вы выбираете цвет из ближайших пикселей.

    • 4:4:4 — это наивысший уровень качества. Здесь нет подвыборки и каждый пиксель имеет свою информацию о цвете.
    • 4:2:2 — это половина разрешения по горизонтали при полном разрешении по вертикали.
    • 4:2:0 — это половина разрешения как по вертикали, так и по горизонтали.

    Числа следует интерпретировать следующим образом: первое число — это ширина образца в пикселях (почти всегда 4). Второе число – это количество пикселей в верхней строке, которые будут содержать информацию о цвете (образцы цветности), а третье – количество пикселей в нижней строке, которые будут содержать образцы цветности.

    Расчет видеопространства и скорости передачи данных

    Давайте рассмотрим несколько примеров размеров файлов в зависимости от типов файлов и форматов. Чтобы рассчитать это, я использовал калькулятор видеопространства от DigitalRebellion.

    H.264 @ 30 кадров в секунду = 7,23 ГБ данных

    H.264 при 50 кадрах в секунду = 12,06 ГБ данных

    H.264 при 60 кадрах в секунду = 14,47 ГБ данных

    ProRes 422 LT @ 30 кадров в секунду = 7,48 ГБ данных

    ProRes 422 LT @ 50 кадров в секунду = 12,46 ГБ данных

    ProRes 422 LT @ 60 кадров в секунду = 14,96 ГБ данных

    ProRes 4444 при 30 кадрах в секунду = 24,19 ГБ данных

    ProRes 4444 при 50 кадрах в секунду = 40,32 ГБ данных

    ProRes 4444 при 60 кадрах в секунду = 48,39 ГБ данных

    Рассчитать влияние субдискретизации цветности на размер файла

    Хороший способ расчета субдискретизации цветности — это сказать, что полноцветное изображение с соотношением сторон 4:4:4 составляет 100 %. Сложите числа 4+4+4 = 12, и 12 равно 100%. Взяв это за отправную точку, вы сможете вывести все остальное:

    4:2:2 = 4+2+2 = 8 – или 66,7% от 4:4:4 (12)

    4:2:0 = 4+2+0 = 6 – или 50 % от 4:4:4 (12)

    Как применить это к файлу? Вот формула, которая также учитывает разрядность, дискретизацию цветности и разрешение:

    Цветовые каналы * Битовая глубина * Процент субдискретизации цветности * Разрешение = Количество бит

    Чтобы преобразовать биты в килобайты, нужно разделить количество битов на (8 * 1024). Чтобы преобразовать в мегабайты, вы делите количество битов на (8*1024*1024). Википедия может рассказать вам больше о битах и ​​байтах, но один байт представлен 8 битами.

    Здесь:
    вычисления 4:4:4

    12-бит = (3 * 12 * 1 * 1920 * 1080) / (8 * 1024) = 9112 килобайт = 8,89 мегабайт

    4:2:2 (это на 66,7% меньше, чем 12, помните)

    12-бит = (3 * 12 * 0,667 * 1920 * 1080) / (8 * 1024) = 6078 килобайт = 5,93 мегабайта

    Пропускание кадров и отсутствие пропуска кадров

    Вы что-то потеряли? Как вы видели ранее, частота кадров NTSC составляет 29,97 кадра в секунду, а не 30. Это означает, что каждую секунду вам не хватает 0,03 кадра. Таймкод (будет рассмотрен позже) считает только целые кадры, и через час у вас будет видимое несоответствие. Вот математика:

    1 час видео с 30 кадрами – это 108 000 кадров (30 * 60 * 60). Но при 29,97 это 107 892 (29,97*60*60). Вы потеряли 108 кадров. В этом случае тайм-код записи будет 108 кадров или 3,6 секунды (108/30 = 3,6).

    Чтобы компенсировать это, у вас есть возможность создавать видео без пропуска кадров (тайм-код с пропуском кадров), который работает путем пропуска двух кадров с каждой минуты, кроме каждой десятой минуты. Вы удаляете количество (номера кадров), но не содержимое, поэтому само содержимое не изменяется.

    Тайм-код и другие методы синхронизации будут рассмотрены позже, но у Frame.io Insider есть отличная статья о тайм-коде, частоте кадров и т. д.

    Точность кадра и ключевые кадры

    При сжатии видеофайлов в определенные форматы, такие как H.264, MPEG-2 и MPEG 4, можно задать количество ключевых кадров (i-frame) и неключевых кадров. IBM опубликовала отличную статью о видеокадрах в целом и пишет о ключевых кадрах:

    «Ключевой кадр (i-кадр) — это полный кадр изображения в видео. Последующие кадры, дельта-кадры, содержат только измененную информацию. Ключевые кадры будут появляться в потоке несколько раз, в зависимости от того, как он был создан или как он транслируется».

    Возможность правильно находить и отображать каждый видеокадр, независимо от того, ключевой он или нет, называется кадровой точностью. Без точности кадра вы не сможете начать отображение именно с того кадра, который вам нужен.

    Заключение

    Понимание видео и видеоформатов, безусловно, является одним из наиболее важных аспектов работы медиасервера. Это одна из причин для того, чтобы копаться в этом на этом уровне. И все же я легко мог бы пойти еще глубже. Эту серию статей следует рассматривать как руководство к тому, С ЧЕГО НАЧАТЬ, а не как конец пути… В следующий раз мы начнем с изображений и форматов неподвижных изображений, углубляясь в область несжатого воспроизведения!

    Как всегда, большое спасибо замечательным людям, которые прокомментировали мою публикацию, поэтому написание этих статей очень полезно. Большое спасибо!

    Патрик Кэмпбелл, Ян МакКлейн, Ола Фреденлунд, Мэтт Ардин, Марек Папке, Эрик Газзилло, Аксель Сандботтен, Джо Блисдейл, Паркер Лангвардт, Алекс Мистерио Мюллер, Кристофер Джон Болтон, Энди Бейтс, Дэвид Джиллетт, Чарли Купер, Том Басс, Фред Ланг, Нхой Йелниф, Хью Дэвис-Уэбб, Маркус Байер, Арран Виджей-Эйр, Мэнни Конде, Джоэл Адриа, Алекс Олишевски, Рубен Лейн, Ян Хьювел, Маджид Юнис, Эрнст Зиллер, Марко Пастуович, Джеффри Платт, Тед Паллас, Дейл Ребайн, Майкл Колер, Джо Данкли, Джон Булвер, Джек Бэнкс, Стюарт Макгоуэн, Тодд Невилл Скратчфилд

    Дэвид Александерсен имеет большой опыт работы в аудиовизуальной индустрии и активно ведет блог. Более 20 лет он отвечал за разработку и осуществление маркетинга, продаж и инициатив по передаче знаний и обучению партнеров. Дэвид занимал такие должности, как менеджер по маркетингу Dataton, менеджер по маркетингу продуктов в Barco/projectiondesign и в настоящее время является директором по продажам в Techweb.

    Читайте также: