什么是Bit Depth(位深度)?Bits per Channel和Bits per Pixel有何分别?

位深(Bit Depth)

了解位深度(Bit Depth)前,先要明白位(Bit)是什么。 位(Bit)是电脑上存储数据的最细单位,位的值只可以是 0 或 1。 由于 1 位只可以是 0 或 1,因此 1 位只能标示 2 种颜色。 而2位,有4个组合,分别是00、01、10和11,可代表4种颜色。

所谓的颜色不一定是可明确分辨的两种颜色,如红、蓝; 也可以是某种颜色的深浅色阶,如灰阶(深与浅只是简化了的称呼,电脑上,深浅都被准确地以数字表示)。

位深度(Bit Depth)是以二进制的表达方式,可标示的最大颜色或色阶数目。

相机和位深度(Bit Depth)

一张数码照片上,每一颗彩色像素(Color Pixel)都是三原色(红、绿、蓝)混合后的结果。

每种三原色(红、绿、蓝)的色阶就是一条「通道」(Channel)。

它们可表达的深浅范围取决于位深度(Bit Depth)。

每条通道(Channel)的位深度(Bit Depth)被称为「bits per channel 或 bpc」(位 / 通道)。

把每条通道(Channel)的位(bit)数目加起来就是「bits per pixel 或 bpp」(位/ 像素); 位总数可表示的最大值就是每个像素可呈现的最大颜色数目。

以三原色为例,「bits per pixel (bpp)」(位/ 像素)是「bits per channel (bpc)」(位/ 通道)的三倍。

一般的数码相机,每条通道(Channel)都是 8 位,可储存 0 或 1 组成的 8 位数字(二进位数值)。 2的8次方是256,即是每种三原色可以有256层深浅变化。

每个像素都有红、绿和蓝三条通道,因此每个像素拥有 8 x 3 = 24 个位(bits)。 2 的 24 次方可代表 16,777,216 种颜色,也被称为「真实色彩(True Colors)」。

如果每条通道(Channel)都是 10 位(10-bit)的话,每条通道可表示 210 次方色阶数目,而每个像素可表示的颜色数目就是 2(3 x 10) 次方。

假设每个通道(Channel)都是 x 位 (bits)。

通道(Channel)的最大色阶数目 = 2x

像素(Pixel)的最大颜色数目 = 23x

16 bpp 和 24 bpp 的分别不算很大; 但少于 16 bpp,人类的眼睛便可轻易发现色带(Banding)。

总之,通道(Channel)的位(bits)数目越大,可表示的颜色则越多。

眼睛与位深

人类的眼睛只可分辨1,000万种颜色,把所有零列出来即是10,000,000,比24位(24-bit)的16,777,216小。

既然 24 位像素(等于 8-bit 通道 x 3)的影像已足够有余,为何我们还要追求 48-bit 像素(16-bit 通道)? 影像后制的过程会破坏色阶,多出来的资讯有助消除肉眼看得见的瑕疵,尤其色阶的过渡。

大部分相机的 Bit Depth 都只去到 14-bit,所以 RAW 的通道都只有 14-bit。

如果相机的规格只标示「位深度」(Bit Depth)是 14 位 (14-bit),而没有显示 bpp 或 bpc 等单位,大家便要凭常识去判断那个数值指的是「位 / 像素」(bpp)还是「位 / 通道」(bpc)。

由于现今相机的「位/像素」(bpp)无可能是 14-bit 那么小,我们知道它指的是「位 / 通道」(bpc)。

注意,JPG / JPEG 文件只支持 8-bit 通道(Channel),就算相机有 14-bit 的颜色通道,但存档成 JPG 后,还是会变成 8-bit 通道的影像。 想以相机的最大位深度(Bit Depth)保存图像,便要使用 RAW 档。 后制后,则以TIFF或PSD等图像格式储存照片。

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