Farbraum vs. Bittiefe und Verschachtelung

Ein Farbraum ist im Grunde alle möglichen Farben innerhalb eines bestimmten begrenzten begrenzten Volumens. Es gibt zahlreiche Farbräume, die normalerweise durch eine Reihe von Variablen definiert werden. sRGB zum Beispiel sind alle Farben, die durch lineare Kombinationen seiner 3 Grundfarben möglich sind.

Ein Farbraum bezieht sich normalerweise auf alle möglichen Farben, die ein Monitor anzeigen kann. Diese sind einem Farbraum sehr ähnlich, außer dass ein Farbraum konzeptionell ist, der Farbraum jedoch praktisch ist. Es ist die Grenze dessen, was bei der Konstruktion eines Displays erreicht wurde. Mehrmals gibt es eine große Überlappung, aber es könnte Bereiche eines Farbraums geben, die nicht von der Farbskala abgedeckt werden und umgekehrt. Das Verhältnis von Farbraum zu Gamut wird als Abdeckung bezeichnet. Sie sehen oft einen guten Monitorzustand mit einer Abdeckung von 98 %, aber Sie können auch einige sehen, die 108 % von sRGB angeben (zum Beispiel), was bedeutet, dass ihr Farbumfang größer als der Farbraum ist.

Farbtiefe ist die Körnigkeit von Farben mit dem Farbumfang, der die Grenzen dessen definiert, was ein Bildschirm anzeigen kann. Alle Bildschirme haben einen bestimmten Farbraum, ob vom Hersteller angegeben oder nicht. Digitale Displays haben auch ihre eigene Bittiefe, die sich manchmal von der vom Betriebssystem wiedergegebenen Farbtiefe unterscheidet.

Farbtiefe ist im Wesentlichen Präzision. Es ist, als würde man die Entfernung zwischen zwei Punkten messen und sie als 102 km angeben, während sie auch in Metern gemessen werden könnte, was zu einer genaueren Entfernung führen würde, sie könnte 102.207 m betragen. Farbtiefe ist notwendig, weil Computer Bilder digital erzeugen. Selbst bei analogen Displays, bei denen das Display keine Farbtiefe hatte, musste das Betriebssystem oder zumindest die Anwendung ihr Signal mit einer bestimmten Farbtiefe ausgeben. Die Grafikkarten hatten damals DAC (Digital-to-Analog Converters), die ein Signal mit einer bestimmten Bittiefe in eine analoge Welle umwandeln. Analoge Monitore selbst konnten jedoch mit beliebiger Genauigkeit betrieben werden, und obwohl Desktop-Computer normalerweise 6-8 bps ausgaben, gab es leistungsstärkere Computer, die 12-bpp auf denselben Displays verwendeten.

Palettenfarben , wie Sie sie nennen, sind eine weitere Variante davon. Der gebräuchliche Begriff ist indizierte Farbe , was gleich Sinn machen wird, aber lassen Sie uns es zuerst aufschlüsseln:

• Die meisten Computerbildschirme bestehen aus einer Hintergrundbeleuchtung und einer Flüssigkristallanzeige, bei der jedes Subpixel die Lichtmenge variieren kann, die es durchdringt. Die Schnittstelle zum Panel ist digital und legt die maximale Bittiefe des Bildschirms fest. Die meisten modernen Bildschirme verwenden 8 Bit pro Subpixel, aber es gibt 6-Bit-Bildschirme, die in Laptops üblich waren, sowie mindestens 10-, 12- und 14-Bit-Bildschirme.

• Wenn Sie die Bittiefe des Betriebssystems festlegen, definieren Sie, wie Farben in der Software angegeben werden, aber das Betriebssystem übersetzt sie in die Farbtiefe Ihres Bildschirms. Displays können dies auch intern tun, und High-End-Monitore tun dies oft, um die Genauigkeit zu verbessern. Während also im Betriebssystem 24-Bit-Farbe (8 Bit pro Kanal) ausgewählt werden kann, kann ein Monitor dies mithilfe einer von einem Kalibrierungsgerät festgelegten Look-Up-Table in 14 Bit übersetzen. Viele Panels mit nur 6-Bit-Tiefe ermöglichen es dem Betriebssystem, sie als 8-Bit zu adressieren, aber sie lassen die unteren zwei Bits fallen.

• Eine Look-Up-Table (LUT) übersetzt Eingangsfarben, die vom Betriebssystem empfangen werden, in Farben, die an das Anzeigefeld gesendet werden. Diese Übersetzung kann im Monitor oder in der Grafikkarte erfolgen. Die Implementierungen unterscheiden sich, aber im Allgemeinen werden diese LUTs interpoliert und spezifizieren nicht wirklich eine Zuordnung von jeder möglichen Eingangsfarbe.

• Indizierte Farbe ist eine Vereinfachung davon, um die Speichernutzung zu reduzieren. Die Tiefe der Palette definiert, wie viele Einträge sie hat. Eine 4-Bit-Farbpalette kann also 16 Farben adressieren. Normalerweise beginnt ein Programm mit dem Einstellen der Palette, die eine Farbe definiert, die für jede mögliche 4-Bit-Zahl ausgegeben werden soll. Wenn dann eine Farbe angegeben wird, wird der Index in der Palette verwendet, und die angezeigte Farbe ist der in der Palette gespeicherte Wert.

Die möglicherweise am häufigsten indizierte Farbe sind GIF-Bilder. Jedes Pixel in einem Bild kann eine von 256 Farben sein, aber jedes Bild kann einen anderen Satz von 256 Farben aus 16 Millionen verwenden. Während Sie also Farben einer Palette gleichmäßig über einen Farbraum verteilen können, ist dies selten der Fall.

Wäre es richtig zu sagen, dass ich einen Farbumfang haben und die Darstellungsmöglichkeiten dieses Farbumfangs in einer beliebigen Anzeige gemäß der Bittiefe aufteilen könnte?

Ja, ein Mensch könnte das tun.

Aus fotografischer Sicht lohnt es sich wahrscheinlich nicht, weil die menschliche Wahrnehmung aus mathematischer Sicht nicht linear ist. Die menschliche Wahrnehmung ist normalerweise das Problem, das ein Foto lösen muss, um erfolgreich zu sein.

Die Wissenschaft der menschlichen visuellen Wahrnehmung ist die Photometrie . Farbräume beinhalten bereits photometrische Überlegungen, um nützlich zu sein.