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攝影攻略與教學 >> 所有攻略與教學 影片拍攝的基礎知識- Part

攝影常見問題彙整:何謂位元深度?其將如何影響我所拍攝的影片?

2022-10-14
2
3.25 k

在查看相機的影片錄製規格時,您可能已注意到「位元深度」或「色深」此一術語,其中列出了「8 位元」、「10 位元」或「12 位元」 等各項數值。其意義何在?又將對您的檔案有何影響?深入閱讀,一看便知!

在這篇文章中:

 

關於「位元」的介紹:何謂位元深度?

讓我們從幾個基本概念開始著手:
- 數位資料,包括數位照片和影片,是以二進位碼的形式加以儲存的
- 資料的最小單位又被稱為「位元」。1 位元資料只包括一個數字:要麼是「0」,要麼是「1」。 
- 當複雜的資訊成分包含由多個位元組成的部分(我們稱其為「處理單元」)時,就更加容易處理。
在各該處理單位的資料中,位元數又被稱為位元深度。此單位之中的位元數越多,其所包含的資訊也就越多。

 

這將如何適用於影片?

位元深度
二進位數字
可行的組合數量
個別通道的顏色
個別像素的顏色 (3 ch RGB)
個別像素的位元數 (3 ch RGB)
1 位元
0/1 2 2 8
3 位元
2 位元
00/01/10/11 22 = 4 4 64
6 位元
4 位元
0000/0001/0010/0011~
1110/1111
24 = 16 16 4096
12 位元
8 位元
00000001/00000010~
11111110/11111111
28 = 256 256 16777216
24 位元
10 位元
0000000000~
1111111111
210 = 1024 1024 1073741824
30 位元
12 位元
000000000000~
111111111111
212 = 4096 4096 68719476736
36 位元
14 位元
00000000000000~
11111111111111
214 = 16384 16384 4398046511104
42 位元
16 位元
0000000000000000~
1111111111111111
216 = 65536 65536 281474976710656
48 位元

在數位成像中,各個像素的顏色是由紅、綠、藍 (RGB) 訊號的不同組合所產生的。在圖像和影片的處理中,紅、綠、藍被稱為「顏色通道」。我們在此情況下談論位元深度時,通常是指用於記錄各個顏色通道資訊的位元數(「每通道位元數」)。由於其涉及到顏色資訊,所以亦被稱為「色彩深度」。


色深如何影響色彩顯示?

0 和 1 的所有潛在組合都會轉化為不同的顏色顯示。8 位元的位元深度共包含 8 個 0 和 1。其表示,各個通道可記錄/顯示多達 28=256 種組合(顏色)。由於各個像素結合了三個通道的顏色,其表示共可顯示多達 28x3= 約 1677 萬種不同的顏色。

各個通道 8 位元意味著可記錄/顯示超過 1600 萬種顏色。其亦被稱為「真色彩」,是一種流行的圖像格式(如 JPEG)以及目前幾乎所有的消費者顯示裝置中所使用的標準位元深度。

如上圖所示,位元深度值較高表示色調變化更大且色彩梯度過渡更加平滑。人眼只能分辨出大約 1000 萬種不同的顏色。所以,10 位元和 12 位元的顏色對我們來說差別並不顯著。但我們可以看出 4 位元和 8 位元色彩圖像之間的區別。


請深入瞭解:各個像素的位元數

有時候,您也會看到色彩深度顯示為每一像素位元數(bpp),這是全部三個通道的總位元數。各個通道的 8 位元與各個像素的 24 位元相同。

 

色深是如何影響色調重現的?

有諸多因素會影響影片(和靜止圖像)的品質。正如我們在上面所看到的,色深反映出單一像素所能記錄的顏色數量。顏色是由相同顏色但不同的調性所組成。

在數位照片和影片方面,8 位元、10 位元和 12 位元顏色深度的區別在於,在其記錄當下,圖像感光元件捕捉到的光線細微程度有所不同。8 位元色彩可區分成 256 種不同的色調,10 位元色彩可區分成 1024 種色調,12 位元色彩可區分成 4096 種色調。

例如,讓我們看一下以下的日落圖像。以較高位元深度記錄的圖像具有更加平滑的梯度和更多的高光細節。

JPEG / 8位元 / sRGB

帶有雲層細節框架的 JPEG 圖像

HDR PQ HEIF / 10 位元 / BT.2020*

HEIF 拍攝的日落,周圍的雲層細節框架
雲層細節特寫,JPEG 格式
雲層細節特寫,HEIF 格式


瞭解更多關於 HDR PQ HEIF 的資訊:
HDR PQ HEIF:突破 JPEG 極限

若您有意對您的圖像進行色彩分級,以佳能對數 (Canon Log) 模式錄製可幫助您保留更多的色調細節。請參閱:
認真的影片創作者應該知道的關於影院相機的 6 件事

 

資料處理流程會是怎樣?

圖像感光元件像素所接收到的光線會根據其強度被轉換為(類比)訊號。這些類比信號然後會經由 A/D 轉換器轉換成數位訊號。在配備 DIGIC III 影像處理引擎或更新款引擎的相機上,靜止圖像將獲得轉換,然後以每通道 14 位元的深度(在某些拍攝模式下為每通道 12 位元)進行內部處理,影片則在每通道 12 位元的情況下進行處理。在內部處理完成之後,資料的位元深度會根據所選的記錄格式進行調整。

想知道 DIGIC 是做什麼用的嗎?請參閱:
佳能 (Canon) 的技術解說員:何謂 DIGIC?

 

我應該用現有最高的位元深度值來進行拍攝嗎?


更高位元深度值更的優勢

大多數消費者的電視機和顯示器都能支援 8 位元色彩。HDR 電視機和顯示器均可顯示 10 位元色彩。事實上,大多數終端用戶的視聽輸出設備支援高達 8 位元色彩。所以,一般來說,只用 8 位元格式進行錄音即已足夠。

然而,記錄位元深度值調高也表示您可以使用更多的訊號源。這有助於保存影像檔案的完整性,即使是在繁重的後期製作工作(如調色或鏡頭混合)亦是如此。這該如何做到?

比方說,您正嘗試對 8 位元的鏡頭進行調色或色彩校正。每一次調整都表示您的軟體必須將原始顏色映射到新的顏色之上。然而,確切必要的「新型」色彩可能並不存在於較小的 8 位元調色板之中。因此,軟體將其映射到其他不太精確的東西之上。這就使過渡遭到破壞,從而造成可見的色帶和其他偽影。

相比之下,在 10 位元或 12 位元的記錄格式中,較大的調色板更能允許更加精確或精準的映射,並可保持平滑的過渡和完整的圖像品質。


在 EOS 相機上套用各種影片記錄模式的位元深度

格式
伽瑪 (Gamma)
色彩深度
顏色數量(近似值)
RAW
-
12 位元
687 億
XF-AVC
佳能對數 (Canon -Log)/HDR PQ
10 位元
10 億
標準
8 位元
167.7 萬
MP4
佳能對數 (Canon -Log)/HDR PQ
10 位元
10 億
標準
8 位元
167.7 萬


但請記住:位元深度值調升,表示資料量更大

位元深度越高,產生的資料量也就越多。這會影響到檔案處理及檔案大小。您在選擇您所記錄的位元深度時,更要考慮到這一點。


瞭解影響影片品質的其他規格和模式。
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何謂 8K、4K 和全高清?若您不用 4K 進行錄製,這樣真的可以嗎?請看以下內容:
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