色深度

ビット深度としても知られる色深度は、ビットマップ画像またはビデオフレームバッファ内の単一ピクセルの色を示すために使用されるビット数、または単一ピクセルの各色成分に使用されるビット数のいずれかです。 高効率ビデオ符号化(H.265)のような民生用ビデオ規格では、ビット深度は各色成分に使用されるビット数を指定する。 ピクセルを参照する場合、概念は、使用されるビット数を指定するビット/ピクセル(bpp)として定義できます。 カラーコンポーネントを参照する場合、コンセプトは、コンポーネントごとのビット数、チャネル当たりのビット数、1ビットあたりのビット数(すべてbpcと略記されます)、1ピクセルあたりのビット数、1ビットあたりのビット数、1ビットあたりのビット数(bps) 色深度は、表現できる色の細かさを表す表現(色精度ともいう)を表す、色表現の1つの側面に過ぎません。 もう1つの側面は、広範囲の色をどの程度広範囲に表現できるか(ガマット)です。 色精度と色域の両方の定義は、色空間内の位置にデジタルコード値を割り当てる色符号化仕様によって達成される。

インデックス付きの色
主な記事:インデックスカラー
比較的低い色深度では、格納された値は、典型的には、カラーマップまたはパレット(ベクトル量子化の一形式)へのインデックスを表す数である。 パレット自体で利用可能な色は、ハードウェアによって固定されるか、またはソフトウェアによって変更可能である。 変更可能なパレットは、擬似カラーパレットと呼ばれることもあります。 最高のVGAシステムでは、色を選択できる18ビット(262,144色)のパレットのみが提供されていましたが、すべてのカラーMacintoshビデオハードウェアは24ビット(16ビット)百万色)パレット。

1ビットカラー(21 = 2色):モノクロ、しばしば白黒、コンパクトマッキントッシュ、 アタリST 。
2ビットカラー(22 = 4色):CGA、グレースケール初期のNeXTstation、カラーマチントッシュ、 アタリST 。
3ビットカラー(23色= 8色):ZXスペクトラムやBBCマイクロ
4ビットカラー(24 = 16色):EGAおよび高解像度、カラーマチントス、 アタリST 、Commodore 64、Amstrad CPC。
5ビットカラー(25色= 32色):Original Amigaチップセット
6ビットカラー(26色= 64色):Original Amigaチップセット
最も早い色のUnixワークステーション、低解像度VGA、Super VGA、カラーマチック、Atari TT、Amiga AGAチップセット、Falcon030、Acorn Archimedesの8ビットカラー(28 = 256色)。
12ビットカラー(212 = 4096色):HAMモードのSilicon Graphicsシステム、Color NeXTstationシステム、およびAmigaシステムの一部。
古いグラフィックスチップ、特に家庭用コンピュータおよびビデオゲーム機で使用されるグラフィックスチップは、同時に表示される色の最大数を増加させるためにスプライトおよびタイルごとに異なるパレットを使用することが多く、帯域幅)。 たとえば、ZXスペクトルでは、画像は2色形式で保存されますが、これらの2色は8×8ピクセルの各矩形ブロックごとに別々に定義することができます。

ダイレクトカラー
典型的なコンピュータモニタおよびビデオカードは、全体的な24ビット色空間(または32ビット空間、アルファ透明ビットあり、R / G / Bカラーチャネル当たり8ビットの色精度(256出力レベル)以前の規格ではチャネルあたり6ビット(64レベル)以下が提供されていましたが、 DVDビデオおよびBlu-rayディスク規格は、4:2:0クロマサブサンプリングを使用して、1ビットあたり8ビットのYCbCrビット深度のビデオをサポートしています。

8ビットカラー
非常に限られていますが、真のダイレクト・カラー・システムでは、R成分とG成分のそれぞれに3ビット(8つの可能なレベル)があり、バイト・ピクセルの残りの2ビットがB成分(4レベル) 8×4)の異なる色。 通常の人間の目は、赤色または緑色(眼のレセプタの2/3がより長い波長を処理する)よりも青色成分に対して感受性が低いため、他のものよりも1ビット少ない。 とりわけ、1990年代前半から中半期にかけてのMSX2シリーズのコンピュータで使用されていました。

8bppのインデックス付き色深度と混同しないでください(適切なテーブルを選択することで、このようなシステムでシミュレートできます)。

ハイカラー(15/16ビット)
ハイカラーは3つのRGBカラーに対して15/16ビットをサポートします。 16ビットのダイレクトカラーでは、R、G、Bコンポーネントのそれぞれに4ビット(16の可能なレベル)があり、アルファ(透過)の場合は4ビットがあり、4,096(16×16×16) 16レベルの透明性を備えています。 あるいは、いくつかのシステムでは、色成分ごとに5ビットと1ビットのアルファ(32768色、完全に透明かどうか)があります。 透明でない65536色の場合、赤色は5ビット、緑色は6ビット、青色は5ビットがあります。 これらの色深度は、携帯電話などのカラーディスプレイを備えた小型デバイスで使用されることがあります。

色成分あたり5ビット以上のバリアントは、しばしばハイカラーと呼ばれ、写真画像を表示するのに十分であると考えられることがある。

18ビット
より高速なカラートランジションタイムを実現するために、最も安価なLCD(一般的なねじれネマチックタイプなど)のほとんどすべてが18ビットカラー(64×64×64 = 262,144の組み合わせ)を提供し、ディザリングまたはフレームレートコントロールを使用して、 – パーピクセルの真の色、または6ビットの色情報を完全に捨てる。 より高価なLCD(通常はIPS)では、24ビット以上の色深度が表示されます。

トゥルーカラー(24ビット)
トゥルーカラーは、3つのRGBカラーに対して24ビットをサポートします。 非常に多くの色、陰影、および色相を画像内に表示することができるような、RGB色空間における(特にコンピュータ処理における)画像情報を表現し、格納する方法を提供する。例えば、高品質写真画像や複雑なグラフィックス。 通常、トゥルーカラーは、合計224、または2563、または16,777,216の色の変化に対して、赤、緑および青の256階調を意味するように定義される。 人間の目は最大1000万色を識別することができます。 赤色、緑色および青色の色相には対応していないが、眼内の色処理は3種類の網膜円錐細胞を介して生じる。

「トゥルーカラー」は、カラールックアップテーブル(CLUT)を必要としないRGBディスプレイモードを指す場合もあります。

各ピクセルごとに、一般に1つのバイトが各チャンネルに使用され、4番目のバイト(存在する場合)はアルファチャンネル、データ、または無視されて使用されます。 バイト順序は、通常RGBまたはBGRです。 チャネルごとに8ビット以上のシステムが存在するシステムもあります。これらは、トゥルーカラー(48ビットトゥルーカラースキャナなど)とも呼ばれています。

真の色であっても、単一チャネルのために256レベルに制限された単色画像は、時には目に見えるバンディングアーチファクトを明らかにすることがある。

トゥルーカラーは、他のRGBカラーモデルと同様に、RGBカラースペース(一般的にはsRGB)のガモットの外にカラーを表現することはできません。

Macintoshシステムでは、24ビットカラーを「何百万もの色」と呼びます。

RGBA色空間(32ビットカラー)は、真の色の変形であり、追加の8ビットが透明に割り当てられ、他の要素にオーバーレイされるときに、その要素がどの色に割り当てられるかを示します。

ディープカラー(30/36/48ビット)
深い色は10億色以上の色から成っています。 xvYCC、sRGB、YCbCrのカラースペースは、ディープカラーシステムで使用できます。

ディープカラーは、3つのRGBカラーにわたって1ピクセルあたり30/36/48ビットをサポートします。 10/12/16 チャネル/色/コンポーネント/サンプルあたりのビット数。 同じ精度のアルファチャンネルでは、1ピクセルあたり40/48/64ビットになります。 コンポーネントあたり10ビット(30ビットカラーRGB)のビデオカードは、1990年代後半に発売され始めました。 初期の例は、30ビットイメージの編集をサポートするQuickDrawとAdobe Photoshopプラグインの拡張を含むMacintosh用のRadius ThunderPowerカードでした。

実際の色データには32ビットのピクセルで24ビット以上を使用するシステムが存在しますが、そのほとんどは2ビットのパディングを使用して30ビットの実装を選択し、同様の各チャネルに対して10ビットの色を持つことができます多くのHiColorシステムに 10ビットのプロフェッショナルビデオディスプレイは、実際にはカラーチャンネルあたり10ビットを提供しており、黒は95、白は685の値を使用しています。 685から1023までの値は、グレア、鏡面ハイライトなどの「白よりも白い」画像に使用されます。

いくつかのハイエンドグラフィックスワークステーションシステムとそのようなシステムでSGIから使用されるように市販されているアクセサリは、12または16(36ビットまたは48ビットカラー)などのチャネルあたり8ビット以上を常に使用していましたが、最近では深みが一般市場に進出したばかりです。

ビット深度がチャネル当たり8ビットを超えると、一部のシステムでは、高ダイナミックレンジイメージング(HDRI)のように、余分なビットを使用して一度に表示できるよりも多くの強度範囲を格納します。 浮動小数点数は、「フル」白と黒を超える数です。 これにより、画像を集中的に編集した後の歪みが少なくなるように、同じ色空間内の太陽と深い影の強度を正確に表現することができます。 さまざまなモデルがこれらの範囲を記述しており、チャネルごとに32ビットの精度を多く採用しています。 1999年、Industrial Light&Magicは、チャンネルあたり16ビットの半精度の浮動小数点数をサポートするOpenEXRイメージファイル形式をオープンスタンダードとしてリリースしました。

高効率ビデオ符号化(HEVC)は、4:2:0クロマ・サブサンプリングで8ビットから10ビットのビット深度を1サンプル当たりビット深度にすることができるメイン10プロファイルを定義する。 サンプルあたり8ビットで原色あたり256シェード(合計1678万色)が可能であり、1サンプルあたり10ビットで原色あたり1024シェード(合計10億7000万色)が可能です。 ザ メイン 10プロファイルは、コンシューマ向けHEVCに10ビットプロファイルを追加することを提案したJCTVC-K0109提案に基づいて、2012年10月のHEVC会議で追加されました。 この提案は、ビデオ品質の向上とRec。 UHDTVで使用される2020色空間。 HEVCの第2バージョンは、1サンプルあたり8ビットから16ビットのビット深度を可能にする5つのプロファイルを有する。

業界のサポート
HDMI 1.3仕様では、30ビット(10.373億色)、36ビット(687.1億色)、48ビット(281.5兆色)のビット深度が定義されています。 その点で、2006年以降に製造されたNvidia Quadroグラフィックスカードは、HD 5970などのRadeon HD 5900シリーズの一部のモデルと同様に30ビットのディープカラーをサポートします.ATI FireGL V7350グラフィックカードは40ビットおよび48ビットカラーをサポートします。

DisplayPort仕様では、24 bppを超える色深度もサポートされています。

WinHEC 2008では、マイクロソフトでは、30ビットと48ビットの色深度が、Windows 7でサポートされることを、xvYCC出力に変換できる広色域scRGBとともに発表しました。

テレビの色
実質的にすべてのテレビディスプレイとコンピュータディスプレイは、赤、緑、青の3原色の強さを変えることで画像を形成します。 例えば、鮮やかな黄色は、赤色と緑色のおおよその寄与によって形成され、青寄与はほとんどまたは全くない。

色の原色の数を増やすことで、ディスプレイが再現できる色域を増やすことができますが、人間が主に三色彩であるため、人間の目との差異はまだ証明されていません。 テキサス・インスツルメンツのBrilliantColorなどの最近の技術は、シアン、マゼンタ、イエローの3つまでの他のプライマリで代表的な赤、緑、青のチャンネルを補強します。 三菱とサムスンは、とりわけ、この技術をいくつかのテレビで使用して、表示可能な色の範囲を広げています。 シャープ・アクオスのテレビジョンはQuattron技術を導入しました。これは通常のRGBピクセルコンポーネントを黄色のサブピクセルで補強します。 カラーパレットのリストも参照してください。

アナログCRTは、カラーであれモノクロであれ、一定数の強度を持たない連続的な電圧信号を使用します。