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·色深”影响画面显示细腻程度

点击数:    更新时间:2021/6/5 12:55:50

相机屏幕所占的篇幅也在逐渐提高,除了高刷新率,10bit、10亿色等参数也被频频提及,他们有什么意义呢?接下来,我们就来进行科普一番。

▍10bit色深让显示效果更加细腻

10bit是一个计算机领域的计量单位,类似于表示重量的“kg”、表示长度的“米”。我们在手机电脑上看到的图像,实际上是由无数个像素点共同组成的,计算机存储一个像素的颜色所用的二进制位数被称之为“色深”,而“色深”单位就是“bit”。

·色深”影响画面显示细腻程度

就屏幕而言,其是由无数个像素所组成的,我们平常所能看到的图像,正是由这无数个像素所显示的对应的不同色彩所共同组合而成的。而就显示而言,我们所能看到的不同的颜色,实际上都是由三原色R(红)G(绿)B(蓝)以不同比例混合后所得到的结果。


而每一种颜色又有不同的亮度,被称之为“灰阶”,而色深就是对灰阶的定义。不同灰阶的同一种颜色,实际上已经不是同一种颜色了。

在描述亮度时,最亮就是纯白,最黑就是纯黑,而最亮和最暗之间,就像白天与黑夜,并非白天之后就是黑夜,而是分凌晨、清晨、早晨、上午、中午、下午、黄昏、傍晚、夜晚、午夜等不同时段的;最亮和最暗之间分得越细,灰阶层级也就越多,色深也就越高。

将纯黑看成“0”,纯白看成“1”,前文提到“色深”单位为“bit”,对于1bit色深而言拥有的灰阶数为2^1,即2;同理2bit色深而言拥有的灰阶数为2^2,为4;常见的8bit色深的灰阶数为256,也就是相当于有256种不同的颜色,而一个像素又是由RGB三原色构成的,因此256^3得到16777216,约1600万色。因此同理,10bit色深的屏幕,就能显示约10亿种色彩。
·10bit色深的在极限场景下感知明显
  
能显示的色彩越多,显示的图像也就越细腻。但是对多数用户和大多数场景而言,可能很难分辨出8bit和10bit内容的区别。那是否10bit就感知不强呢?当然不是,比如在即将落日时的大逆光场景下,分别使用10bit和8bit拍摄一段4K视频并放大200%,能够很明显地看到,8bit的视频画面很明显出现了“断层”现象,这是由于整个画面橘黄色都比较接近,8bit由于色彩数量较少,难以精确显示,进而出现“断层”问题;而反观10bit画面,依然保持非常细腻的过渡效果。
·专业用户期待更准确的显示?升级10bit是目前的最优选择

10bit对于画面的提升效果,在普通场景下则与8bit区别不大,而在极限状态下则感知非常明显。因而对个人而言,如果您希望有更准确的显示效果,那支持10bit显示的手机就是最好的选择,如果您对显示效果没有特别严格的要求,那目前广泛使用的8bit的屏幕已然足够用了。不过作为色彩显示效果的未来趋势,10bit色深的屏幕在未来一定会不断普及,不过就像5G一样,普及需要一个过程,就看您是想做尝鲜者,还是一点不着急,等价格降下来之后再使用。

▍屏幕支持10bit并非就能准确显示图像

当然,屏幕能显示的色彩多,并不意味屏幕就能准确的显示图像,这里就不得不提及一个概念了——色域。

·色域是设备能显示的色彩总和

色域也就是我们的设备所能够显示的色彩的总和。国际照明委员会(CIE)以RGB三原色为基准,将人眼可见光的色彩范围定义为了一个CIE1931色域标准,于是就得到了“CIE1931-xy色度图”。
这个呈“三角”形态的图即为人眼所有可见光的集合或汇总。尽管我们都知道色域越高包含的颜色范围越大,越接近人眼所见的真实色彩,但受限于技术,无论是显示还是印刷,都无法100%还原CIE1931-xy色域中的全部颜色,于是出现了相对CIE1931-xy色度图所包含的范围更小的色彩标准,比较常见的有sRGB、NTSC、DCI-P3、Adobe RGB等,他们可以看做是CIE1931-xy色域的子集。
·色域是面,色深是点

说到这,大家可能会觉得色深和色域似乎是差不多的概念。来,我来帮大家做一个区分。色域表示的是颜色的范围,而色深表示颜色数量的多少,这俩就像色域表示的是“面”,而色深表示的是“点”,色域的“面”里有无数的“点”,而色深的“点”则是有限的。此刻可以联想义务教育阶段所学的点线面的关系:点动成线、线动成面。当然这里只是便于理解而做的形象化的比喻。由于显示画面是由一个个像素点组成的,而不同像素点又是由RGB三原色以不同比例混合而成的,因此在描述具体的颜色的时候,通常以RGB三个不同的色深取值以代表某种颜色,例如(0,0,0)表示纯黑,(255,255,255)表示纯白。

·屏幕适应内容色域标准才能正确显示
  
前文提到,屏幕能显示的色彩多,并不意味屏幕就能准确的显示图像,比如屏幕支持DCI-P3标准,但显示的图像本身是sRGB标准的,二者所涵盖的色域范围是不同的,最终显示效果必然会引起失真。因此如果能对内容的色域标准进行识别,然后屏幕自动切换为对应的色域标准以适应内容,那这样不就能在DCI-P3的屏幕上正确的显示sRGB的内容了吗?以此类推,其他色域标准同样做类似的转化,不就能保证在优秀的屏幕上显示的图像都能避免失真,从而让用户观看到最准确的图像?
▍全链路10bit才能真正拥有10bit体验

是的,并非屏幕支持10bit就绝对能享受到10bit色彩。进一步讲,为什么屏幕本身支持DCI-P3,而内容本身不能是DCI-P3呢?因此为了匹配支持DCI-P3的屏幕,用以记录图像的相机所拍摄的内容,最好也应该是DCI-P3标准的。而这还远远不够,因为目前的一些手机屏幕已经支持了10bit色深,相对于8bit色深来讲,照片色彩的细腻程度依然大大提升,因此照片为什么不能是支持10bit的呢?

于是思路一下子被打开,是否可以将拍摄>运算>编码>存储>解码>显示的整个流程或链路,都以10bit进行处理,让用户最终能够享受到相对8bit的1600万色细腻得多的10亿色图像?

而将这个猜想变为现实的,目前安卓阵营只有OPPO Find X3系列,不得不说,这或许又将是一项类似于全面屏改变手机形态一般具有重大意义的技术升级,期待更多厂商能够跟进。

此外,我们会将自己所拍摄的内容通过网络与别人分享,我们支持10bit的内容分享出去后,如果平台却不支持10bit的内容,自动转化为8bit,一瞬间就会让前面的所有努力化为泡影。因此在这里也呼吁,平台逐渐试点对10bit内容的支持。最终在用户、平台、设备厂商的共同努力下,将10bit内容变成新的普遍标准,推动人类进入更准确的图像显示时代。

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