Barevná hloubka je pouze jedním z aspektů barevné reprezentace, vyjadřující přesnost, s jakou lze vyjádřit množství každé primární; druhým aspektem je, jak široká škála barev může být vyjádřena ( gamut ). Definice přesnosti barev a gamutu se dosahuje specifikací barevného kódování, která přiřadí hodnotu digitálního kódu umístění v barevném prostoru.
24 bitů
16 777 216 barev
98 kB
8 bitů
256 barev
37 kB
4 bity
16 barev
13 kB
2 bity
4 barvy
6 kB
1 bit
2 barvy
4 kB
Staré grafické čipy, zejména ty, které se používají v domácích počítačích a herních konzolách, často mají schopnost použít jinou paletu, aby se zvýšil maximální počet současně zobrazených barev a zároveň se minimalizovalo využití tehdy drahé paměti (a šířka pásma). Například ve spektru ZX je obraz uložen ve dvoubarevném formátu, ale tyto dvě barvy lze samostatně definovat pro každý obdélníkový blok 8 × 8 pixelů.
Samotná paleta má barevnou hloubku (počet bitů na položku). Zatímco nejlepší systémy VGA nabízely pouze 18bitovou (262 144 barevnou) paletu, ze které bylo možné vybrat barvy, veškerý barevný video hardware Macintosh nabídl 24bitovou (16 milionů barevných) palet. 24bitové palety jsou do značné míry univerzální na jakémkoli nedávném hardwaru nebo formátu souboru, který je používá.
- 1bitová barva
- 2bitová barva
- 3bitová barva
- 4bitová barva
- 5bitová barva
- 8bitová barva
- 12bitová brva
- 18bitová barva
- 24bitová barva
- 30bitová barva
- 36bitová barva
- 48bitová barva
8bitová barva
256 barev, obvykle z plně programovatelné palety. Většina raných barevných pracovních stanic Unix, VGA při nízkém rozlišení, Super VGA , barevné Macintoshes, Atari TT, čipová sada Amiga AGA, Falcon030, Acorn Archimedes. X i Windows poskytly propracované systémy, aby se pokusily umožnit každému programu vybrat si vlastní paletu, což často vedlo k nesprávným barvám v jakémkoli jiném okně, než v okně se zaměřením.
18-bit
Téměř všechny nejlevnější LCD (například typické zkroucené ne-matické typy) poskytují 18bitové barvy (64 × 64 × 64 = 262 144 kombinací), aby dosáhly rychlejších barevných přechodových časů, a k přiblížení 24 bitů používají buď dithering, nebo frame rate control. -per-pixel true color, nebo zcela vypustit 6 bitů barevných informací. Dražší LCD (obvykle IPS ) mohou zobrazit 24bitovou barevnou hloubku nebo větší.
24 bitů
Téměř vždy používají každá ze skupin R, G a B. Od roku 2018 8 bitů, 24 bitů barevná hloubka je využíván prakticky každým displejem počítače a telefonu a drtivou většinu formátů paměťových image . Téměř všechny případy 32 bitů na pixel přiřazují barvě 24 bitů a zbývajících 8 je alfa kanál nebo nepoužíváno.
2 24 poskytuje 16 777 216 barevných variací. Lidské oko dokáže rozlišit až deset milionů barev a protože gamut displeje je menší než rozsah lidského vidění, znamená to, že by tento rozsah měl pokrývat podrobněji, než lze vnímat. Displeje však rovnoměrně nerozdělují barvy v prostoru lidského vnímání, takže lidé mohou vidět změny mezi některými sousedními barvami jako pruhy barev.
Hluboká barva (30 bitů)
Hluboká barva se skládá z miliardy nebo více barev. 2 30 je přibližně 1.073 miliardy. Obvykle je to 10 bitů každé z červené, zelené a modré. Pokud je přidán alfa kanál stejné velikosti, pak každý pixel obsahuje 40 bitů.
Některé dřívější systémy umístily tři 10bitové kanály do 32bitového slova , přičemž 2 bity nebyly použity (nebo byly použity jako 4úrovňový alfa kanál); formát souboru Cineon například použit tento. Některé systémy SGI měly 10 (nebo více) bitových digitálně-analogových převaděčů pro video signál a mohly být nastaveny tak, aby interpretovaly takto uložená data pro zobrazení. Soubory BMP to definují jako jeden ze svých formátů a společnost Microsoft jej nazývá „HiColor“ .
Specifikace HDMI 1.3 definuje bitovou hloubku 30 bitů (stejně jako 36 a 48 bitovou hloubku). V tomto ohledu grafické karty Nvidia Quadro vyrobené po roce 2006 podporují 30bitové hluboké barvy a karty Pascal nebo novější GeForce a Titan, když jsou spárovány s ovladačem Studio stejně jako některé modely Radeon HD 5900 série, jako je HD 5970. ATI FireGL V7350 grafická karta podporuje 40- a 64-bitové pixelů (30 a 48 hloubka barev s alfa kanálem).
Specifikace DisplayPort také podporuje barevné hloubky větší než 24 bpp ve verzi 1.3 prostřednictvím „ VESA Display Stream Compression, která využívá vizuálně bezztrátový algoritmus s nízkou latencí založený na prediktivním barevném prostoru DPCM a YCoCg-R a umožňuje zvýšené rozlišení a barevné hloubky a snížený výkon spotřeba.” High Efficiency Video Coding (HEVC nebo H.265) definuje profil Main 10, který umožňuje 8 nebo 10 bitů na vzorek s pod vzorkováním chroma 4: 2: 0 . Profil Main 10 byl přidán HEVC v říjnu 2012 na základě návrhu JCTVC-K0109, který navrhoval přidání 10bitového profilu do HEVC pro spotřebitelské aplikace. Návrh uvedl, že to mělo umožnit lepší kvalitu videa a podpořit Rec. 2020 barevný prostor, který bude UHDTV využívat. Druhá verze HEVC má pět profilů, které umožňují bitovou hloubku od 8 bitů do 16 bitů na vzorek.
48-bit
Použití 16 bitů na barevný kanál produkuje 48 bitů, přibližně 281,5 bilionu barev. Pokud je přidán alfa kanál stejné velikosti, pak je to 64 bitů na pixel.
Software pro úpravu obrázků, jako je Photoshop, začal používat 16 bitů na kanál poměrně brzy, aby snížil kvantizační mezilehlých výsledků (tj. Pokud je operace rozdělena na 4 a poté vynásobena 4, ztratila by spodní 2 bity 8bitových dat , ale pokud by bylo použito 16 bitů, neztratilo by žádné z 8bitových dat). Kromě toho byly digitální fotoaparáty schopné ve svých nezpracovaných datech vyprodukovat 10 nebo 12 bitů na kanál; protože 16 bitů je nejmenší adresovatelná jednotka větší než ta, její použití by umožnilo manipulaci se surovými daty.
Phase Alternating Line ( PAL ) je systém barevného kódování pro analogovou televizi používaný ve vysílacích televizních systémech ve většině zemí vysílající rychlostí 625 řádků / 50 pole (25 snímků) za sekundu ( 576i ). Byl to jeden ze tří hlavních analogových standardů pro barevnou televizi, ostatní byly NTSC a SECAM.
V padesátých letech začaly západoevropské země plánovat zavedení barevné televize a potýkaly se s problémem, že norma NTSC prokázala několik slabin, včetně posunu barevného tónu za špatných podmínek přenosu, který se stal hlavním problémem s ohledem na geografické a meteorologické podmínky zvláštnosti. K překonání nedostatků NTSC byly navrženy alternativní standardy, které vedly k vývoji standardů PAL a SECAM. Cílem bylo poskytnout barevný televizní standard pro evropskou frekvenci obrazu 50 polí za sekundu (50 Hz ) a najít způsob, jak eliminovat problémy s NTSC.
NTSC barevné kódování se používá spolu s systém M televizního signálu, který sestává z 30 / 1.001 (přibližně 29,97) prokládané rámce videa za sekundu. Každý snímek se skládá ze dvou polí, z nichž každé obsahuje 262,5 řádků skenování, tedy celkem 525 řádků skenování. Viditelný rastr tvoří 483 řádků skenování. Zbytek ( interval vertikálního zatemnění ) umožňuje vertikální synchronizaci a vysledovat. Tento interval stmívání byl původně navržen tak, aby jednoduše stmíval elektronový paprsek CRT přijímače, což umožnilo jednoduché analogové obvody a pomalé vertikální vysledování časných televizních přijímačů. Některé z těchto řádků však nyní mohou obsahovat další data, jako jsou skryté titulky a časový kód vertikálního intervalu (VITC). V celém rastru (bez ohledu na poloviční řádky kvůli prokládání ) jsou vykresleny sudé řádky skenování (každý druhý řádek, který by byl, i kdyby se počítal ve video signálu, např. {2, 4, 6, …, 524}) v prvním poli a liché číslo (každý druhý řádek, který by byl lichý, pokud by se započítal do videosignálu, např. {1, 3, 5, …, 525}), jsou nakresleny ve druhém poli, čímž se získá bez blikání obrázek v poli obnovovací frekvence z 60 / 1,001 Hz (přibližně 59,94 Hz). Pro srovnání, systémy 576i, jako jsou PAL-B / G a SECAM, používají 625 řádků (576 viditelných), a proto mají vyšší vertikální rozlišení, ale nižší časové rozlišení 25 snímků nebo 50 polí za sekundu.
Vysílaný televizní kanál NTSC zaujímá celkovou šířku pásma 6 MHz. Skutečný obrazový signál, který je modulován amplitudou , je přenášen mezi 500 kHz a 5,45 MHz nad spodní hranicí kanálu. Nosič videa je 1,25 MHz nad spodní hranicí kanálu. Stejně jako většina signálů AM generuje nosič videa dvě postranní pásma , jedno nad nosičem a druhé dole. Postranní pásma jsou široká 4,2 MHz. Vysílá se celé horní postranní pásmo, ale přenáší se pouze 1,25 MHz spodního postranního pásma, známého jako pozůstatek postranního pásma. Barevná nosná, jak je uvedeno výše, je 3,579545 MHz nad nosičem videa a je kvadraturně amplitudově modulovaná potlačeným nosičem. Zvukový signál je frekvenčně modulovaný , stejně jako zvukové signály vysílané rádiovými stanicemi FM v pásmu 88–108 MHz, ale s maximální odchylkou frekvence 25 kHz , na rozdíl od 75 kHz, jak se používá v pásmu FM , čímž vytváří analogovou televizi zvukové signály znějí tišší než rádiové signály FM přijímané širokopásmovým přijímačem
PAL má obvykle 576 viditelných řádků ve srovnání s 480 řádky s NTSC , což znamená, že PAL má o 20% vyšší rozlišení, ve skutečnosti má dokonce vyšší rozlišení než standard Enhanced Definition (852×480). Většina televizních výstupů pro PAL a NTSC používá prokládané rámce, což znamená, že sudé řádky se aktualizují na jednom poli a liché řádky se aktualizují na dalším poli. Prokládání snímků poskytuje plynulejší pohyb s poloviční snímkovou frekvencí. NTSC se používá s rychlostí snímků z 60i nebo 30p zatímco PAL obecně používá 50i nebo 25p ; oba používají dostatečně vysokou snímkovou frekvenci, aby poskytli iluzi pohybu tekutiny. To je způsobeno skutečností, že NTSC se obecně používá v zemích s a užitečná frekvence 60 Hz a PAL v zemích s 50 Hz, i když existuje mnoho výjimek. PAL i NTSC mají vyšší snímkovou frekvenci než film, který používá 24 snímků za sekundu.
Systém SECAM neobsahuje chyby odstínu ani sytosti. Není citlivý na fázové posuny mezi barevným výbojem a chrominančním signálem, a proto se někdy používal při počátečních pokusech o záznam barevného videa, kde by kolísání rychlosti pásky mohlo dostat do problémů ostatní systémy. V přijímači to nevyžadovalo křemenný krystal (který byl v té době drahou složkou) a obecně to mohlo dělat s nižší přesností zpožďovacích čar a komponent. Přenosy SECAM jsou robustnější na delší vzdálenosti než NTSC nebo PAL. Vzhledem k jejich povaze FM však zůstává barevný signál přítomen, i když se sníženou amplitudou, a to i v monochromatických částech obrazu, čímž podléhá silnější křížové barvě.
Jednou z vážných nevýhod studiové práce je to, že přidání dvou signálů SECAM nepřináší platné informace o barvě kvůli použití frekvenční modulace. Bylo nutné demodulovat FM a zacházet s ním jako AM pro správné míchání, než nakonec re modulovat jako FM, za cenu nějaké další složitosti a degradace signálu. V pozdějších letech to již nebyl problém kvůli širšímu používání komponentních a digitálních zařízení.
PAL-B / G / D / K / I
Mnoho zemí vyplo analogové přenosy, takže následující již neplatí, s výjimkou použití zařízení, která vysílají vysílané signály, například videorekordérů. Většina zemí, které používají nebo používaly PAL, mají televizní standardy s 625 linkami a 50 poli za sekundu, rozdíly se týkají nosné frekvence zvuku a šířky pásma kanálu. Varianty jsou:
- Standardy B / G se používají ve většině západní Evropy, Austrálie a Nového Zélandu
- Standard I ve Velké Británii, Irsku, Hongkongu, Jižní Africe a Macau
- Standardy D / K (spolu s SECAM) ve většině střední a východní Evropy
- Standard D v Číně. Většina analogových CCTV kamer je Standard D.
PAL-M
PAL-M je analogový televizní systém používaný v Brazílii od 19. února 1972. V té době byla Brazílie první jihoamerickou zemí, která vysílala barevně. Přechod z černé a bílé na barvu byl dokončen až v roce 1978. O dva roky později, v roce 1980, bylo v Brazílii celoplošné barevné vysílání.
Mezi analogovými televizními systémy je jedinečný tím, že kombinuje systém 525 řádků 30 snímků za sekundu System M se systémem kódování barev PAL (s použitím téměř frekvence NTSC barevného nosného kmitočtu), na rozdíl od všech ostatních zemí, které spárují PAL s 625- linkové systémy a NTSC s 525 linkovými systémy.
PAL 60
Barevný systém PAL (buď základní pásmo, nebo jakýkoli RF systém s normální nosnou 4,43 MHz na rozdíl od PAL-M) lze také použít na obraz podobný 525 řádkům ( 480i ) typu NTSC, aby vytvořil něco, co je často známé jako „PAL- 60 “(někdy” PAL-60/525, “” Pseudo-PAL “nebo” Quasi-PAL “). Tento nestandardní signál je metoda používaná v evropských domácích videorekordérech a DVD přehrávačích pro přehrávání materiálu NTSC na televizorech PAL.
PAL-N (Argentina, Paraguay a Uruguay)
V Argentině, Paraguay a Uruguay se používá varianta PAL-N. Využívá křivku 625 linky / 50 pole za sekundu PAL-B / G, D / K, H a I, ale na kanálu 6 MHz s frekvencí chrominanční pomocné nosné 3,58 2056 MHz (917/4 * H) velmi podobnou na NTSC (910/4 * H). PAL-N používá barevný prostor YDbDr.
VHS pásky zaznamenané z PAL-N nebo PAL-B / G, D / K, H nebo I vysílání jsou k nerozeznání, protože downconverted subcarrier na pásku je stejný. VHS nahrávaný mimo televizi (nebo vydaný) v Evropě bude barevně přehráván na jakémkoli videorekordéru PAL-N a PAL-N v Argentině, Paraguay a Uruguay.
PAL-L
Standard PAL L (Phase Alternating Line with L-sound system) používá stejný video systém jako PAL-B / G / H (625 řádků, rychlost pole 50 Hz, rychlost vedení 15 625 kHz), ale spíše s šířkou pásma videa 6 MHz než 5,5 MHz. To vyžaduje přesunutí nosné zvukové vlny na 6,5 MHz. Pro PAL-L se používá kanálová rozteč 8 MHz.
Systém A
BBC otestovala svůj předválečný černobílý systém 405 se všemi třemi barevnými standardy včetně PAL, než bylo rozhodnuto opustit 405 a přenášet barvy pouze na 625 / System I.
NTSC-M
Na rozdíl od PAL a SECAM, s mnoha různými základními vysílacími televizními systémy používanými po celém světě, se barevné kódování NTSC téměř vždy používá u vysílacího systému M , což dává NTSC-M.
NTSC-N / NTSC50
NTSC-N / NTSC50 je neoficiální systém kombinující 625řádkové video s 3,58 MHz NTSC barvami. Software PAL spuštěný na NTSC Atari ST se zobrazuje pomocí tohoto systému, protože nedokáže zobrazit barvu PAL. Televizory a monitory s knoflíkem V-Hold mohou tento systém zobrazit po úpravě vertikálního držení.
NTSC-J
Pouze japonská varianta „ NTSC-J “ se mírně liší: v Japonsku je úroveň černé a úroveň potlačení signálu stejná (při 0 IRE ), stejně jako v PAL, zatímco v americkém NTSC je úroveň černé mírně vyšší ( 7,5 IRE ) než úroveň zatemnění. Vzhledem k tomu, že rozdíl je poměrně malý, je zapotřebí pouze mírné otočení knoflíku jasu, aby bylo možné správně zobrazit „jinou“ variantu NTSC na libovolné sadě, jak má být; většina pozorovatelů si rozdíl vůbec nemusí všimnout. Kódování kanálu na NTSC-J se mírně liší od NTSC-M.
NTSC 4.43
V tom, co lze považovat za opak PAL-60 , je NTSC 4.43 pseudo-barevný systém, který přenáší kódování NTSC (525 / 29,97) s barevnou 4,43 MHz místo 3,58 MHz. Výsledný výstup je viditelná pouze pro televizory, které podporují výsledný pseudo-systém (jako je většina PAL TV od okolo poloviny 1990). Použití nativního televizoru NTSC k dekódování signálu nepřináší žádnou barvu, zatímco použití nekompatibilního televizoru PAL k dekódování poskytuje systém nepravidelné barvy (pozorováno, že chybí červená a náhodně bliká).
