Означает ли более высокое разрешение изображения большее количество бит на пиксель?

Question

Я пытался понять, как лучший спектр цветов может быть представлен на изображении, и чтобы избежать полос, звучит так, как будто изображение должно иметь больше битов на пиксель. Когда разрешение изображения увеличивается, увеличивается ли число бит на пиксель?

Answer 1

Пиксель можно понимать как трехмерную вещь.

Пиксель содержит информацию. Насколько «глубокой» может быть эта информация - вот в чем дело.

Глубина пикселей

Вот представление одного пикселя. Слева потенциально может храниться информация о любом из 4 этапов.

Справа может быть больше вариантов или уровней на выбор.

Но у «разрешения» больше пикселей, но это не зависит от того, сколько глубин имеет каждый из них.

Здесь у меня 9 с той же глубиной, что и раньше.

Итак, разрешение и битовая глубина не зависят.

---

Steps

лучше спектр цветов

Хорошо, здесь мы говорим о чем-то более широком.

То, насколько тонкими могут быть эти градиенты, зависит от контраста между ступенями. В этих примерах контраст между краями, конечно, больше в верхнем регистре, но при его уменьшении вам может потребоваться меньше шагов для его рендеринга.

Здесь мы можем перейти к другой проблеме - динамическому диапазону. Но это был бы текст для другого случая.

Разрешение

@ Сзулат сделал замечание. Но я думаю, что это нужно изучить немного подробнее.

Да, это может помочь, но особенно если вы добавите другую переменную ... Шум, дрожание или экранирование.

Здесь у меня есть базовое изображение в градациях серого с 256 уровнями серого.

Если бы у меня не было достаточно битов, чтобы было достаточно серого для градиентов, я бы закончил что-то вроде этого. Это крайний случай полосатости.

На печатном изображении (где у нас нет 256 различных оттенков серых чернил) мы используем несколько различных типов рисунков.

На струйном принтере у нас обычно есть шаблон рассеяния или диффузии ошибок:

_{(Я немного обманываю, на изображении все еще есть оттенки серого, но на экране они выглядят лучше)}

В некоторых коммерческих системах печати у нас есть проверка полутонов

Итак, несмотря на то, что у вас есть только 1-битные изображения, у вас все еще есть градиенты ... при просмотре на расстоянии.

Именно здесь в игру вступает разрешение ... Чем выше разрешение, тем меньше точек, тем лучше иллюзия.

Добавить шум

На обычных 24-битных изображениях, таких как голубое небо в файле JPG, полоса может быть уменьшена, добавляя некоторый шум. Это может привести к эффекту, похожему на дизеринг в предыдущем примере.

Answer 2

Разрешение изображения (количество пикселей) и битовая глубина (бит на пиксель) могут быть изменены независимо. Возможна любая комбинация высокого / низкого разрешения и большего / меньшего количества бит на пиксель.

Иногда, однако, более высокое разрешение может компенсировать меньшую битовую глубину. Отдельные пиксели становятся невидимыми, и мы начинаем воспринимать шаблоны пикселей как оттенки, как если бы глубина цвета была увеличена.

Это также относится к пленочной фотографии, где отдельные «пиксели» могут быть только черными или белыми, и все же мы можем четко видеть оттенки серого, потому что отдельные элементы изображения настолько крошечные. (игнорируя цветную пленку для простоты)

Answer 3

Не в общей терминологии цифровых изображений. Вместо этого мы называем биты на пиксель битовая глубина .

После распаковки из любого формата сжатия, в котором они были сохранены, цифровые изображения обычно представляются в виде тройки красного, зеленого и синего цветов - каждое из них является «каналом». (Может также существовать канал, представляющий прозрачность, хотя это больше относится к редактированию изображений или графическому дизайну, чем к фотографии.) Если у вас больше таких триплетов (например, 6000 × 4000 вместо 3000 × 2000), мы говорим у вас больше разрешение . Если у вас больше битов на канал (скажем, 16 вместо 8), мы говорим, что у вас больше битовая глубина .

Это становится сложнее, чем это, если учесть нелинейное кодирование, цветовые пространства и т. Д., Но это основы. Для вашей цели действительно, что большая битовая глубина может помочь уменьшить полосу. Имейте в виду, однако, что большинство устройств могут показывать только 8 бит на канал, и многие потребительские устройства намного хуже. И распространенные форматы файлов онлайн только 8 бит. Таким образом, вы, вероятно, захотите сократить до 8 бит в вашей собственной системе, даже если вы работаете с большей битовой глубиной, чтобы вы могли контролировать то, как выглядит полоса.

Один из подходов состоит в том, чтобы ввести шаблон дизеринга . Фактически, здесь может помочь более высокое разрешение - вы в основном обмениваете некоторые пространственные детали на цвета.

Answer 4

Разрешение представляет собой меру пикселей на единицу физической длины. Таким образом, чтобы увеличить разрешение изображения, вам нужно увеличить количество пикселей.

Количество бит на пиксель (a.k.a глубина пикселя ) не меняет разрешение. Однако любое глобальное изменение цвета вызывает потерю цвета (несколько разных значений отображаются на одно и то же выходное значение), и полосы появляются, когда это создает большие однородные области рядом друг с другом. В обычном 8-битном канале потеря цвета происходит быстро, потеря 10–20% значений цвета не редкость. Увеличение битовой глубины уменьшает относительную потерю цвета, поэтому вероятность появления полос гораздо меньше.

Это одна из целей «съемки в сыром виде», выходной сигнал датчика составляет от 12 до 14 бит на канал (в зависимости от модели камеры), что несколько лучше, чем у 8-битной камеры JPEG, поэтому у вас больше материала для продолжайте работать (хотя на практике вы учитываете шум датчика и демозапись, вы ближе к 10-12 бит / канал).

Но высокая битовая глубина в основном предназначена для хранения и обработки, большинство форматов изображений - 8-битные / канальные, а многие дисплеи едва годятся для 8-битных глубин.