Die Farbtiefe, auch bekannt als Bittiefe, ist entweder die Anzahl der Bits, die verwendet werden, um die Farbe eines einzelnen Pixels anzuzeigen, in einem Bitmap-Bild oder Videoframe-Puffer oder die Anzahl der für jede Farbkomponente eines einzelnen Pixels verwendeten Bits. Bei Videostandards für Verbraucher, z. B. High Efficiency Video Coding (H.265), gibt die Bittiefe die Anzahl der für jede Farbkomponente verwendeten Bits an. Wenn auf ein Pixel Bezug genommen wird, kann das Konzept als Bits pro Pixel (bpp) definiert werden, was die Anzahl der verwendeten Bits angibt. Wenn auf eine Farbkomponente Bezug genommen wird, kann das Konzept definiert werden als Bits pro Komponente, Bits pro Kanal, Bits pro Farbe (alle drei abgekürzten bpc) und auch Bits pro Pixelkomponente, Bits pro Farbkanal oder Bits pro Abtastwert (bps). Die Farbtiefe ist nur ein Aspekt der Farbdarstellung und gibt an, wie fein die Farbnuancen ausgedrückt werden können (aka Farbgenauigkeit). der andere Aspekt ist, wie breit eine Farbpalette ausgedrückt werden kann (der Gamut). Die Definition sowohl der Farbgenauigkeit als auch des Farbumfangs wird mit einer Farbcodierungsspezifikation bewerkstelligt, die einem Ort in einem Farbraum einen digitalen Codewert zuweist.

Indizierte Farbe
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Bei der relativ niedrigen Farbtiefe ist der gespeicherte Wert typischerweise eine Zahl, die den Index in eine Farbkarte oder Palette (eine Form der Vektorquantisierung) darstellt. Die in der Palette verfügbaren Farben können durch die Hardware festgelegt oder durch Software geändert werden. Veränderbare Paletten werden manchmal als Pseudofarbpaletten bezeichnet. Die Palette selbst hat eine Farbtiefe (Anzahl der Bits pro Eintrag), während die besten VGA-Systeme nur eine 18-Bit-Palette (262.144 Farben) aus denen Farben gewählt werden konnten, alle Farben Macintosh-Hardware bietet eine 24-Bit (16 Millionen Farben).

1-Bit-Farbe (21 = 2 Farben): monochrome, oft schwarze und weiße, kompakte Macintoshs, Atari ST .
2-Bit-Farbe (22 = 4 Farben): CGA, Graustufen frühe NeXTstation, Farbe Macintoshes, Atari ST .
3-Bit-Farbe (23 = 8 Farben): viele frühe Heimcomputer mit TV-Displays, einschließlich ZX Spectrum und BBC Micro
4-Bit-Farbe (24 = 16 Farben): wie von EGA verwendet und durch den kleinsten gemeinsamen Nenner VGA-Standard bei höherer Auflösung, Farbe Macintoshes, Atari ST , Kommodore 64, Amstrad CPC.
5-Bit-Farbe (25 = 32 Farben): Original-Amiga-Chipsatz
6-Bit Farbe (26 = 64 Farben): Original Amiga Chipsatz
8-Bit-Farbe (28 = 256 Farben): die meisten frühen Farb-Unix-Workstations, VGA mit niedriger Auflösung, Super VGA, Farbe Macintoshs, Atari TT, Amiga AGA-Chipsatz, Falcon030, Acorn Archimedes.
12-Bit-Farbe (212 = 4096 Farben): einige Silicon Graphics-Systeme, Color NeXTstation-Systeme und Amiga-Systeme im HAM-Modus.
Alte Grafikchips, insbesondere solche, die in Heimcomputern und Videospielkonsolen verwendet werden, können oft eine andere Palette pro Sprites und Kacheln verwenden, um die maximale Anzahl gleichzeitig angezeigter Farben zu erhöhen, während die Verwendung von dann teurem Speicher minimiert wird. Bandbreite). Im ZX-Spektrum wird das Bild z. B. in einem Zweifarbenformat gespeichert, aber diese beiden Farben können für jeden rechteckigen Block von 8×8 Pixeln separat definiert werden.

Direkte Farbe
Ein typischer Computermonitor und eine Videokarte können 8 Bit Farbgenauigkeit (256 Ausgangspegel) pro R / G / B-Farbkanal für einen gesamten 24-Bit-Farbraum (oder 32-Bit-Raum mit Alpha-Transparenzbits, die wenig Einfluss auf die Farbgenauigkeit), obwohl frühere Standards 6 Bits pro Kanal (64 Stufen) oder weniger bieten; Die DVD-Video- und Blu-ray Disc-Standards unterstützen Video mit einer Farbtiefe von 8 Bit pro Farbe YCbCr mit 4: 2: 0 Chroma Subsampling.

8-Bit-Farbe
Ein sehr begrenztes aber wahres direktes Farbsystem, es gibt 3 Bits (8 mögliche Stufen) für jede der R- und G-Komponenten und die zwei verbleibenden Bits im Byte-Pixel zur B-Komponente (vier Stufen), was 256 (8 × 8 × 4) verschiedene Farben. Das normale menschliche Auge ist für die blaue Komponente weniger empfindlich als für die rote oder grüne (zwei Drittel der Rezeptoren des Auges verarbeiten die längeren Wellenlängen), so dass es ein Bit weniger als die anderen zugeordnet ist. Es wurde unter anderem in der MSX2-Systemserie von Computern Anfang bis Mitte der 90er Jahre verwendet.

Verwechseln Sie nicht eine indizierte Farbtiefe von 8 bpp (obwohl sie in solchen Systemen durch Auswahl der entsprechenden Tabelle simuliert werden kann).

Hohe Farbe (15/16-Bit)
Hohe Farbe unterstützt 15/16-Bit für drei RGB-Farben. In 16-Bit-Direktfarbe können 4 Bits (16 mögliche Pegel) für jede der R-, G- und B-Komponenten plus optional 4 Bits für Alpha (Transparenz) vorhanden sein, was 4.096 (16 × 16 × 16) verschiedene Farben ermöglicht mit 16 Transparenzstufen. Oder in einigen Systemen kann es 5 Bits pro Farbkomponente und 1 Bit Alpha geben (32768 Farben, nur vollständig transparent oder nicht); oder es können 5 Bits für Rot, 6 Bits für Grün und 5 Bits für Blau für 65536 Farben ohne Transparenz vorhanden sein. Diese Farbtiefen werden manchmal in kleinen Geräten mit einem Farbdisplay, wie beispielsweise Mobiltelefonen, verwendet.

Varianten mit 5 oder mehr Bits pro Farbkomponente werden manchmal als hohe Farbe bezeichnet, was manchmal als ausreichend angesehen wird, um fotografische Bilder anzuzeigen.

18-Bit
Fast alle der billigsten LCDs (wie zum Beispiel typische verdrillte nematische Typen) liefern eine 18-Bit-Farbe (64 × 64 × 64 = 262.144 Kombinationen), um schnellere Farbübergangszeiten zu erzielen, und verwenden entweder eine Dithering- oder Bildratensteuerung, um 24 Bit zu approximieren -per-pixel wahre farbe, oder wegwerfen 6 bits von farbinformationen völlig. Teurere LCDs (typischerweise IPS) können eine Farbtiefe von 24 Bit oder mehr anzeigen.

Wahre farbe (24-bit)
True Color unterstützt 24 Bit für drei RGB-Farben. Sie stellt ein Verfahren zum Darstellen und Speichern von graphischen Bildinformationen (insbesondere bei der Computerverarbeitung) in einem RGB-Farbraum bereit, so dass eine sehr große Anzahl von Farben, Schattierungen und Farbtönen in einem Bild angezeigt werden kann, beispielsweise in einer hochwertigen Fotografie Bilder oder komplexe Grafiken. Gewöhnlich ist wahre Farbe definiert als 256 Schattierungen von Rot, Grün und Blau für insgesamt 224 oder alternativ 2563 oder 16.777.216 Farbvariationen. Das menschliche Auge kann bis zu zehn Millionen Farben unterscheiden. Die Farbverarbeitung im Auge erfolgt durch Netzhautkegelzellen, die von drei Arten sind, obwohl sie nicht den roten, grünen und blauen Farbtönen entsprechen.

„True Color“ kann sich auch auf einen RGB-Anzeigemodus beziehen, der keine Farb-Lookup-Tabelle (CLUT) benötigt.

Für jedes Pixel wird im Allgemeinen ein Byte für jeden Kanal verwendet, während das vierte Byte (falls vorhanden) entweder als ein Alpha-Kanal, Daten oder ignoriert verwendet wird. Die Byte-Reihenfolge ist normalerweise entweder RGB oder BGR. Einige Systeme existieren mit mehr als 8 Bits pro Kanal, und diese werden oft auch als echte Farbe bezeichnet (z. B. ein 48-Bit-True-Color-Scanner).

Auch bei echten Farben können monochromatische Bilder, die aufgrund ihres einzigen Kanals auf 256 Stufen beschränkt sind, manchmal sichtbare Bandenartefakte zeigen.

True Color kann, wie andere RGB-Farbmodelle, keine Farben außerhalb des Farbraums seines RGB-Farbraums (in der Regel sRGB) ausdrücken.

Macintosh-Systeme beziehen sich auf 24-Bit-Farben als „Millionen von Farben“.

Der RGBA-Farbraum oder die 32-Bit-Farbe ist eine Variante der Echtfarbe, bei der die zusätzlichen 8 Bits der Transparenz zugeordnet sind und angeben, wie transparent das Element ist, dem die Farbe zugewiesen wird, wenn andere Elemente überlagert werden.

Tiefe Farbe (30/36/48-Bit)
Tiefe Farbe besteht aus einer Milliarde oder mehr Farben. Die Farbräume xvYCC, sRGB und YCbCr können für tiefe Farbsysteme verwendet werden.

Deep Color unterstützt 30/36/48 Bit pro Pixel über drei RGB-Farben, auch bezeichnet als 12.10.16 Bits pro Kanal / Farbe / Komponente / Probe. Bei einem Alpha-Kanal der gleichen Genauigkeit wird dies 40/48/64 Bits pro Pixel. Videokarten mit 10 Bit pro Komponente (30-Bit-Farb-RGB) kamen in den späten 1990er Jahren auf den Markt. Ein frühes Beispiel war die Radius ThunderPower-Karte für den Macintosh, die Erweiterungen für QuickDraw- und Adobe Photoshop-Plugins zur Unterstützung der Bearbeitung von 30-Bit-Bildern enthielt.

Systeme, die für tatsächliche Farbdaten mehr als 24 Bits in einem 32-Bit-Pixel verwenden, existieren, aber die meisten von ihnen entscheiden sich für eine 30-Bit-Implementierung mit zwei Padding-Bits, so dass sie für jeden Kanal ähnliche 10 Bit Farbe haben können zu vielen HiColor-Systemen. Professionelle 10-Bit-Videoanzeigen bieten tatsächlich 10 Bit pro Farbkanal und verwenden einen Wert von 95 für Schwarz und 685 für Weiß; Die Werte von 685 bis 1023 werden für „weißere als weiße“ Bilder wie Blendung, Glanzlichter und ähnliche Details verwendet.

Während einige High-End-Grafik-Workstation-Systeme und das Zubehör, das für die Verwendung mit solchen Systemen vermarktet wird, wie von SGI, immer mehr als 8 Bits pro Kanal verwendet haben, wie beispielsweise 12 oder 16 (36-Bit oder 48-Bit-Farbe) Tiefen haben sich erst in jüngster Zeit in den allgemeinen Markt eingearbeitet.

Wenn die Bittiefe über 8 Bit pro Kanal steigt, verwenden einige Systeme die zusätzlichen Bits, um mehr Intensitätsbereiche zu speichern, als auf einmal angezeigt werden können, wie bei der Bildgebung mit hohem Dynamikbereich (HDRI). Fließkommazahlen sind Zahlen, die über „voll“ weiß und schwarz liegen. Dies ermöglicht einem Bild, die Intensität der Sonne und tiefe Schatten im selben Farbraum genau darzustellen, um nach intensiver Bearbeitung weniger Verzerrungen zu erzeugen. Verschiedene Modelle beschreiben diese Bereiche, viele mit einer Genauigkeit von 32 Bit pro Kanal. Im Jahr 1999 veröffentlichte Industrial Light & Magic das OpenEXR-Bilddateiformat als offenen Standard, der Fliesskommazahlen mit halber Fließkommazahl von 16 Bit pro Kanal unterstützt.

High Efficiency Video Coding (HEVC) definiert das Main 10-Profil, das eine Bittiefe von 8 Bit bis 10 Bit pro Sample mit 4: 2: 0 Chroma-Subsampling ermöglicht. 8 Bits pro Abtastwert ermöglichen 256 Schattierungen pro Primärfarbe (insgesamt 16,78 Millionen Farben), während 10 Bits pro Abtastwert 1024 Schattierungen pro Primärfarbe ermöglichen (insgesamt 1,07 Milliarden Farben). Das Main Auf der HEVC-Sitzung vom Oktober 2012 wurde ein 10-Profil hinzugefügt, das auf dem Vorschlag JCTVC-K0109 basierte, der vorschlug, dass HEVC ein 10-Bit-Profil für Verbraucheranwendungen hinzugefügt wird. Der Vorschlag gab an, dass dies eine verbesserte Videoqualität ermöglichen und die Aufnahme unterstützen sollte. 2020 Farbraum, der von UHDTV genutzt wird. Die zweite Version von HEVC hat fünf Profile, die eine Bittiefe von 8 Bits bis 16 Bits pro Abtastwert ermöglichen.

Unterstützung der Industrie
Die HDMI 1.3-Spezifikation definiert Bittiefen von 30 Bit (1,073 Milliarden Farben), 36 Bit (68,71 Milliarden Farben) und 48 Bit (281,5 Billionen Farben). In dieser Hinsicht unterstützen die Nvidia Quadro-Grafikkarten, die nach 2006 hergestellt wurden, 30-Bit-Farbtiefe, wie einige Modelle der Radeon HD 5900-Serie wie die HD 5970. Die ATI FireGL V7350-Grafikkarte unterstützt 40-Bit- und 48-Bit-Farbe.

Die DisplayPort-Spezifikation unterstützt auch Farbtiefen über 24 bpp.

Auf der WinHEC 2008 gab Microsoft bekannt, dass Farbtiefen von 30 Bit und 48 Bit in Windows 7 unterstützt werden, zusammen mit dem großen Farbraum scRGB (der in die xvYCC-Ausgabe konvertiert werden kann).

Fernsehfarbe
Praktisch alle Fernsehbildschirme und Computeranzeigen bilden Bilder, indem sie die Stärke von nur drei Primärfarben variieren: Rot, Grün und Blau. Zum Beispiel wird helles Gelb durch ungefähr gleiche Rot- und Grünanteile mit wenig oder keinem Blauanteil gebildet.

Die Erhöhung der Anzahl der Primärfarben kann die Farbskala erhöhen, die eine Anzeige reproduzieren kann, obschon dies zu einem Unterschied zum menschlichen Auge führt, ist noch nicht bewiesen, da Menschen hauptsächlich Trichromate sind, obwohl Tetrachromate existieren. Neuere Technologien wie die BrilliantColor von Texas Instruments erweitern die typischen Rot-, Grün- und Blaukanäle um bis zu drei weitere Primärfarben: Cyan, Magenta und Gelb. Mitsubishi und Samsung nutzen diese Technologie unter anderem bei einigen Fernsehgeräten, um die Palette der darstellbaren Farben zu erweitern. Die Sharp Aquos-Serie von Fernsehern hat die Quattron-Technologie eingeführt, die die üblichen RGB-Pixel-Komponenten mit einem gelben Subpixel ergänzt. Siehe auch Liste der Farbpaletten.

Analoge CRTs, ob farbig oder monochrom, verwenden kontinuierliche Spannungssignale, die keine feste Anzahl von Intensitäten haben.