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人们对色彩的追求从来就没有停止过,从黑白电影中呼啸的火车,到1935年,历史上第一部彩色电影问世:马摩里安在他执导的《浮华世界》中首次使用了彩色技术。多媒体电脑的发展使得我们在家里享受数字化的多媒体体验,色彩从最初的16色、256色一直到支持8bit真彩色。如今,随着对资料数字储存质量要求的提高,最新的高清电影储存标准HDTV中规定的每个颜色通道以10bit色彩即30位真彩色来保存彩色图象。
什么是bit?10bit有多好?
光在物理学上是一种电磁波。从0.39微米到0.77微米波长之间的电磁波我们人眼可以看到,称之为可见光。随着数字技术的发展,我们要求把记录的信号都量化。其中彩色光线就是由三基色光互相配比混合产生。
一般我们说得三原色,是组成不同颜色颜料的混合分别为红、黄、蓝三色,而组成彩色光线的则为红R、绿G、蓝B三基色。我们定义三基色中,每一个颜色从纯色(如纯红)不断变暗到黑的过程中的变化级别成为色彩的灰阶。数字信息存贮中,我们用了2进制数来表示,表示颜色时的2进制数字的位数(bit)决定了颜色的灰阶级别。
2bit相当于4级灰阶,6bit相当于64级灰阶,8bit则相当于256级灰阶。每增加一个bit,灰阶级别就增加为原来的两倍。当三基色混合成彩色光线,增加1 bit就意味色彩数增加8倍。10bit就相当于1024级灰阶,即1024种变化,相互组合时,能够组成的彩色光总数就是1024的三次方——1073741824,约为10.7亿色。。
当人眼看10亿种色彩时,色彩过渡会更加平滑细腻,色彩更加丰富艳丽,层次丰富,并且也能够更准确的还原物体真实的色彩。比常规8bit色彩增加了64倍。色彩的艳丽与丰富达到惊人的程度,这也就是为什么最新的影片格式HDTV要求用10bit来记录颜色。
图像采集设备是多少bit?
随着数码相机技术的日趋成熟,使得很多单反数码相机可以支持10bit、甚至14bit以上的精度;而商业应用的扫描仪更是可以以36bit以上的精度来扫描图像保存颜色信息;
计算机图形处理中的色彩
目前,普通计算机图形处理芯片均已经采用8bit色彩芯片,每个色彩通道8位的处理能力。所以施行的24位真彩色其实就是每个色彩通道8Bit。
在高端图形工作站中,早就已经开始使用10bit甚至高于10bit色彩芯片处理技术,在进行CAD、3D建模、动画制作、影片编辑和医学生物图形等方面的应用时,都需要更高精度和更大的动态范围。
专业设计和出版业等商业应用领域对图像质量要求的进一步提高,也促使了家用级别的应用也提出高的精度要求。而就传统的PC及设备仅仅能处理、显示8bit精度的图像,这样就使到一些具有高色彩精度表现力的扫描仪、数码相机等设备无法充分的发挥出最佳的效果。
因此,对于与显示色彩有密切相关的显卡,就如专业显卡Matrox于2002年5月14日正式推出的全新Parhelia“幻日”显示芯片年,首款具备10bit色彩处理和输出的显示芯片。ATI也于2003年推出10bit色彩处理和输出显卡。
首款支持10bit色彩的显卡 Parhelia-512
图形软件的色彩
在PC的操作系统、部分软件已经开始支持较高精度的色彩,比如Microsoft DirectX8.1可以支持10bit颜色精度的材质采样,最新版的DirectX 9.0可支持的颜色渲染能力就更高;即使网页也需要比以前更精确的颜色来表现其赏心悦目的界面;而对于PC游戏来说要求更高,更高精度的颜色格式同新的渲染技术结合,可以生成更加逼真的场景和对像。
用户对于设备具有高精度的色彩表现能力的需求,是现在和未来的应用中更是倍受关注的重要因素。目前,这些专业应用领域图形工作站都开始转向了基于PC的解决方案,所以对于PC及其周边设备亦已经提出了更高的要求。
最后的瓶颈
显示器是画面进入人眼前的最后一个设备。在CRT显示器时代人们说可以显示无限色彩,就是显卡能够输出的都能显示。但是LCD风行的今天,人们对LCD显示器的色彩要求越来越高,8bit的色彩显示并不能算是液晶显示器色彩的最高终结。
EIZO(艺卓)就率先提出对高色彩精度的标准,将专业图型工作站上应用的色彩处理技术应用到显示器上,而现时EIZO的FlexScan系列显示器和夏普的专业CG设计液晶LL-T2020-H/B等上就采用10bit色彩驱动芯片。
刚进入中国市场的ENVISION,在新最新推出的Alpine系列液晶里也应用了10bit运算技术,ENVISION就成为首个将10bit运算技术应用到非专业应用的液晶的品牌。
我们看到一种趋势,10bit色彩技术不仅将在专业液晶领域成为标准,也很有可能在民用级别产品上有更多的应用。将多媒体色彩处理提高到10bit,更有效的发挥其他图象设备的显示性能。
在不久之前EIZO更推出14bit色彩驱动芯片,也就是说可以获得4万亿种色彩。是否又会成为下一次色彩革命的标准呢?
EIZO FlexScan L568
ENVISION ALPINE
如今,计算机从图像采集、处理分析和显示输出设备都有能够支持10bit色彩技术的硬件,10bit色彩的技术瓶颈突破之后,将会是一场10bit色彩普及运动,表达人们对享受色彩的追求。再加上HDTV标准推行的呼声也越来越高,其同样要求10bit色彩。更让人有理由相信,推行10Bit色彩将是必行之举。
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