2024年2月15日发(作者：沙文君)
色彩关键指标 LCD色深技术解析
发布日期：2011-08-22 来源：互联网 浏览次数：31
[导读]我们无论是买液晶显示器或 者是液晶电视的时候，一般都会看到厂家资料或者听到销售人员说到：8bit、10bit、色深、256级灰阶、10
我们无论是买液晶显示器或 者是液晶电视的时候，一般都会看到厂家资料或者听到销售人员说到：“8bit、10bit、色深、256级灰阶、1024级灰阶、1670万色以及10亿 色”等等专业名词，而且你还知道这些参数跟画质、色彩有很大的关系，是很重要的参数，所以你不敢怠慢，但是你又不是很清楚它们究竟是什么，它们之间的关系 又是什么。下面笔者就详细的解释一下，希望能够帮助有需要的消费者。
(1)色深的概念以及原理
总 体来说，以上所说到的都是关于一个色深的问题。什么是色深呢?色深(Color
Depth)，也称之为色位深度，是指在某一分辨率下，每一个像点可以有多少种色彩来描述，它的单位是“bit”(位)。典型的色深是8 bit、16 bit、24 bit和32 bit，深度数值越高，可以获得更多的色彩。我们应该知道，一般所说的三原色，是组成不同颜色颜料的混合分别为红、黄、蓝三色，而组成彩色光线的则为红 R、绿G、蓝B三基色。我们定义三基色中，每一个颜色从纯色(如纯红)不断变暗到黑的过程中的变化级别成为色彩的灰阶。数字信息存贮中，我们用了2进制数 来表示，表示颜色时的2进制数字的位数(bit)决定了颜色的灰阶级别。
2bit 相当于4级灰阶，6bit相当于64级灰阶，8bit则相当于256级灰阶。每增加一个bit，灰阶级别就增加为原来的两倍。当三基色混合成彩色光线，增 加1 bit
就意味色彩数增加8倍。既然8bit就相当于256级灰阶，那么即是各个基色自身都有256种变化，相互组合时，能够组成的彩色光总数就是256的 三次方，就能再现1670万种色彩。同理，10bit就相当于1024级灰阶，即1024种变化，相互组合时，能够组成的彩色光总数就是1024的三次方 ——1073741824，约为10.7亿色。每种颜色bit数越大，其相邻的两个采样点之间的差别就越小，这样我们得到的颜色也就可以越接近于我们所希 望得到的颜色。所以当人眼看10亿种色彩时，色彩过渡会更加平滑细腻，色彩更加丰富艳丽，层次丰富，并且也能够更准确的还原物体真实的色彩。10bit比 常规8bit色彩增加了64倍，色彩的艳丽与丰富达到惊人的程度，这也就是为什么最新的影片格式HDTV要求用10bit来记录颜色的原因。
2)液晶电视色深指标现状和发展历程
液晶显示器或 者液晶电视，它们能够显示出缤纷色彩的原理也和上文所述大致如此，每一个像素(可以看做是一个小点，它是组成图像的最小单位)都由三个液晶单元格所组成， 其中每一个单元格前面都分都分别装有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的过滤器，这些过滤器都是通过内镶与液晶面板中的驱动IC来进行控制，通过对不同 单元格所能够通过的光线的控制，从而来达到不同的灰阶，最后再通过偏光板的漫射将颜色混合起来，就最终在屏幕上形成了各自不同的色彩。
目 前，液晶电视主流都是采用8bit液晶面板，有些可能用的还是6bit(16.2百万色)的面板。要液晶电视真正显示10bit色彩，离不开驱动芯片、面 板以及接口几个方面的结合。在显示行业，CRT、PDP、LCD投影机都早已经实现了真正的10bit色彩，但是LCD TV就一直迟迟不见踪影，主要是10bit的LCD面板缺乏。虽然10bit液晶面板在技术上并不难实现，但由于10bit驱动IC的 采用会让成本提升很多，因此一直以来厂商都没有将10bit面板商品化民用化，仅用于高端的出版、印刷以及医疗等专业用途。直至2006年，随着各个厂商 的陆续跟进，10bit液晶面板逐
渐丰富起来。而且渐渐实现了大规模的生产，成本也越来越便宜了，因此高色彩的液晶步伐离我们越来越近。
而 到了2007年3月28日，在这一天，索尼在日本发布了9款全新的BRAVIA液晶电视，其中的KDL-40J5000和KDL-32J5000以及 KDL-40J3000等几款产品是首次采用10 bit液晶面板的液晶电视。在新BRAVIA诞生之前，所有的液晶电视都采用了8bit液晶面板，只能够显示256级灰阶，只能再现1670万种色彩，这 也是我们所说的“真彩”。之前不管厂商在 广告中宣称他们的产品能显示多少亿乃至多少百亿种色彩，我们知道，那其实不过是在采样和处理的芯片上做了些改进而已，最终能够显示的色彩还是1670万 种，因为真正的10bit液晶面板还没有进入市场。现在，新BRAVIA采用了10bit液晶面板，这才宣布LCD TV真正进入10亿色彩的民用化年代。
(3)与色深相关的器件以及规格
10bit面板以及新的10bit驱动电路，这对目前以8bit驱动为主的液晶电视来说是个不小的进步，也是索尼力 推HDMI 1.3和BD高色深规格在显示终端作出的努力，从而完整的实现细腻灰阶变化和良好动态图像。色深改进是大尺寸LCD TV的一个发展重点。色深的表现能力与驱动IC的位宽(bit width)相关，色深与分辨率的增进，使驱动IC必须以更快的速度传输数据。换言之，驱动IC 必须具备更高的位传输率(bit rate)。
不 过，当驱动IC规格到达10bit 以上时，电路的集成度就成为很重要的问题。更详细而言，当位传输率变高时，驱动IC的数字/模拟转换器的电路就会随之增加，进而造成芯片面积(chip size)增加。如果要维持芯片面积，则输出信道数就会受到压抑而无法增加。在这种情况下，必须仰赖高集成度的设计或高阶制程技术。NEC在2006年就 推出具有12bit灰阶数及720个输出信道的LCD驱动IC，可兼顾多位宽及多输出信道的需求。高位传输率的需求牵动着另一种需求，除驱动IC的最大时钟频率外，LCD模块的时序控制器(timing controller)及驱动IC间的接口传输速率也成为另一个考察重点。
另 外，能否真正支持10位色深的因素就是看接口，它是会受到数字接口的限制的，例如用单通道DVI-D就不能传送10位数据。按照目前的主流来看，HDMI 是发展趋势，例如上文所说到的索尼J5000系列，采用的就是HDMI 1.3版本接口。HDMI
1.3版本支持10位、12位及16位(RGB或YCbCr)色彩深度，超越上一代HDMI规格的8位色深技术。而且HDMI1.3在家庭影院系 统中的应用是非常值得期待的，特别是蓝光DVD和HD-DVD带来更清晰的画面以及更逼真的多声道音质。无论是专业的家庭影院投影机还是大屏幕平板电视产 品，其画面的表现能力将会被更充分的发掘和应用。目前，已经公布的配备HDMI1.3端子的产品除了SONY液晶的电视，还有EPSON的1080p家庭 影院投影机EMP TW-1000以及SONY的游戏主机PS3等等。
总结：目前许多制片公司目前都以数字格式来录制与处理影片，其色彩深度已超出现今家庭剧院设备所能呈现的极限。电影制片公司必须寻找能重现电影色彩深度的
技术，以便在消费性装置上播放出此类高端内容。然而，10 bit数字屏幕与HDMI 1.3规格的问世，为观众带来更高精度图形、视频效果，并且可以让游戏也具备更加逼真的效果。10bit技术让HDTV与其它屏幕的色彩显示能力从数百万 种增加到数十
亿种，能消除屏幕上出现的色带，在色彩间呈现流畅的转换以及细腻的渐层，还支持更高的对比度。由于普及在即的HDTV对于每种RGB色彩均要 求10bit以上，故此选择配置10bit液晶面板的产品就十分有必要了，大家在选择的时候就要注意色深这个参数啦。
BPP
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比特每像素
一个像素所能表达的不同颜色数取决于比特每像素(BPP)。这个最大数可以通过取二的色彩深度次幂来得到。例如，常见的取值有 ： 8 bpp [28=256；(256色)]； 16
bpp [216=65536； (65,536色，称为高彩色)]； 24 bpp [224=16777216； (16,777,216色，称为真彩色)]； 48 bpp [248=2856；(281,474,976,710,656色，用于很多专业的扫描仪) 。 256色或者更少的色彩的图形经常以块或平面格式存储于显存中，其中显存中的每个像素是到一个称为调色板的颜色数组的索引值。这些模式因而有时被称为索引模式。虽然每次只有256色，但是这256种颜色选自一个选择大的多的调色板，通常是16兆色。改变调色板中的色彩值可以得到一种动画效果。视窗95（windows95）和视窗98（windows98）的标志可能是这类动画最著名的例子了。 对于超过8位的深度，这些数位就是三个分量（红绿蓝）的各自的数位的总和。一个16位的深度通常分为5位红色和5位蓝色，6位绿色（眼睛对于绿色更为敏感）。24位的深度一般是每个分量8位。在有些系统中，32位深度也是可选的：这意味着24位的像素有8位额外的数位来描述透明度。在老一些的系统中，4bpp（16色）也是很常见的。 当一个图像文件显示在屏幕上，每个像素的数位对于光栅文本和对于显示器可以是不同的。有些光栅图像文件格式相对其他格式有更大的色彩深度。例如GIF格式，其最大深度为8位，而TIFF文件可以处理48位像素。没有任何显示器可以显示48位色彩，所以这个深度通常用于特殊专业应用，例如胶片扫描仪和打印机。这种文件在屏幕上采用24位深度绘制。
2024年2月15日发(作者：沙文君)
色彩关键指标 LCD色深技术解析
发布日期：2011-08-22 来源：互联网 浏览次数：31
[导读]我们无论是买液晶显示器或 者是液晶电视的时候，一般都会看到厂家资料或者听到销售人员说到：8bit、10bit、色深、256级灰阶、10
我们无论是买液晶显示器或 者是液晶电视的时候，一般都会看到厂家资料或者听到销售人员说到：“8bit、10bit、色深、256级灰阶、1024级灰阶、1670万色以及10亿 色”等等专业名词，而且你还知道这些参数跟画质、色彩有很大的关系，是很重要的参数，所以你不敢怠慢，但是你又不是很清楚它们究竟是什么，它们之间的关系 又是什么。下面笔者就详细的解释一下，希望能够帮助有需要的消费者。
(1)色深的概念以及原理
总 体来说，以上所说到的都是关于一个色深的问题。什么是色深呢?色深(Color
Depth)，也称之为色位深度，是指在某一分辨率下，每一个像点可以有多少种色彩来描述，它的单位是“bit”(位)。典型的色深是8 bit、16 bit、24 bit和32 bit，深度数值越高，可以获得更多的色彩。我们应该知道，一般所说的三原色，是组成不同颜色颜料的混合分别为红、黄、蓝三色，而组成彩色光线的则为红 R、绿G、蓝B三基色。我们定义三基色中，每一个颜色从纯色(如纯红)不断变暗到黑的过程中的变化级别成为色彩的灰阶。数字信息存贮中，我们用了2进制数 来表示，表示颜色时的2进制数字的位数(bit)决定了颜色的灰阶级别。
2bit 相当于4级灰阶，6bit相当于64级灰阶，8bit则相当于256级灰阶。每增加一个bit，灰阶级别就增加为原来的两倍。当三基色混合成彩色光线，增 加1 bit
就意味色彩数增加8倍。既然8bit就相当于256级灰阶，那么即是各个基色自身都有256种变化，相互组合时，能够组成的彩色光总数就是256的 三次方，就能再现1670万种色彩。同理，10bit就相当于1024级灰阶，即1024种变化，相互组合时，能够组成的彩色光总数就是1024的三次方 ——1073741824，约为10.7亿色。每种颜色bit数越大，其相邻的两个采样点之间的差别就越小，这样我们得到的颜色也就可以越接近于我们所希 望得到的颜色。所以当人眼看10亿种色彩时，色彩过渡会更加平滑细腻，色彩更加丰富艳丽，层次丰富，并且也能够更准确的还原物体真实的色彩。10bit比 常规8bit色彩增加了64倍，色彩的艳丽与丰富达到惊人的程度，这也就是为什么最新的影片格式HDTV要求用10bit来记录颜色的原因。
2)液晶电视色深指标现状和发展历程
液晶显示器或 者液晶电视，它们能够显示出缤纷色彩的原理也和上文所述大致如此，每一个像素(可以看做是一个小点，它是组成图像的最小单位)都由三个液晶单元格所组成， 其中每一个单元格前面都分都分别装有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的过滤器，这些过滤器都是通过内镶与液晶面板中的驱动IC来进行控制，通过对不同 单元格所能够通过的光线的控制，从而来达到不同的灰阶，最后再通过偏光板的漫射将颜色混合起来，就最终在屏幕上形成了各自不同的色彩。
目 前，液晶电视主流都是采用8bit液晶面板，有些可能用的还是6bit(16.2百万色)的面板。要液晶电视真正显示10bit色彩，离不开驱动芯片、面 板以及接口几个方面的结合。在显示行业，CRT、PDP、LCD投影机都早已经实现了真正的10bit色彩，但是LCD TV就一直迟迟不见踪影，主要是10bit的LCD面板缺乏。虽然10bit液晶面板在技术上并不难实现，但由于10bit驱动IC的 采用会让成本提升很多，因此一直以来厂商都没有将10bit面板商品化民用化，仅用于高端的出版、印刷以及医疗等专业用途。直至2006年，随着各个厂商 的陆续跟进，10bit液晶面板逐
渐丰富起来。而且渐渐实现了大规模的生产，成本也越来越便宜了，因此高色彩的液晶步伐离我们越来越近。
而 到了2007年3月28日，在这一天，索尼在日本发布了9款全新的BRAVIA液晶电视，其中的KDL-40J5000和KDL-32J5000以及 KDL-40J3000等几款产品是首次采用10 bit液晶面板的液晶电视。在新BRAVIA诞生之前，所有的液晶电视都采用了8bit液晶面板，只能够显示256级灰阶，只能再现1670万种色彩，这 也是我们所说的“真彩”。之前不管厂商在 广告中宣称他们的产品能显示多少亿乃至多少百亿种色彩，我们知道，那其实不过是在采样和处理的芯片上做了些改进而已，最终能够显示的色彩还是1670万 种，因为真正的10bit液晶面板还没有进入市场。现在，新BRAVIA采用了10bit液晶面板，这才宣布LCD TV真正进入10亿色彩的民用化年代。
(3)与色深相关的器件以及规格
10bit面板以及新的10bit驱动电路，这对目前以8bit驱动为主的液晶电视来说是个不小的进步，也是索尼力 推HDMI 1.3和BD高色深规格在显示终端作出的努力，从而完整的实现细腻灰阶变化和良好动态图像。色深改进是大尺寸LCD TV的一个发展重点。色深的表现能力与驱动IC的位宽(bit width)相关，色深与分辨率的增进，使驱动IC必须以更快的速度传输数据。换言之，驱动IC 必须具备更高的位传输率(bit rate)。
不 过，当驱动IC规格到达10bit 以上时，电路的集成度就成为很重要的问题。更详细而言，当位传输率变高时，驱动IC的数字/模拟转换器的电路就会随之增加，进而造成芯片面积(chip size)增加。如果要维持芯片面积，则输出信道数就会受到压抑而无法增加。在这种情况下，必须仰赖高集成度的设计或高阶制程技术。NEC在2006年就 推出具有12bit灰阶数及720个输出信道的LCD驱动IC，可兼顾多位宽及多输出信道的需求。高位传输率的需求牵动着另一种需求，除驱动IC的最大时钟频率外，LCD模块的时序控制器(timing controller)及驱动IC间的接口传输速率也成为另一个考察重点。
另 外，能否真正支持10位色深的因素就是看接口，它是会受到数字接口的限制的，例如用单通道DVI-D就不能传送10位数据。按照目前的主流来看，HDMI 是发展趋势，例如上文所说到的索尼J5000系列，采用的就是HDMI 1.3版本接口。HDMI
1.3版本支持10位、12位及16位(RGB或YCbCr)色彩深度，超越上一代HDMI规格的8位色深技术。而且HDMI1.3在家庭影院系 统中的应用是非常值得期待的，特别是蓝光DVD和HD-DVD带来更清晰的画面以及更逼真的多声道音质。无论是专业的家庭影院投影机还是大屏幕平板电视产 品，其画面的表现能力将会被更充分的发掘和应用。目前，已经公布的配备HDMI1.3端子的产品除了SONY液晶的电视，还有EPSON的1080p家庭 影院投影机EMP TW-1000以及SONY的游戏主机PS3等等。
总结：目前许多制片公司目前都以数字格式来录制与处理影片，其色彩深度已超出现今家庭剧院设备所能呈现的极限。电影制片公司必须寻找能重现电影色彩深度的
技术，以便在消费性装置上播放出此类高端内容。然而，10 bit数字屏幕与HDMI 1.3规格的问世，为观众带来更高精度图形、视频效果，并且可以让游戏也具备更加逼真的效果。10bit技术让HDTV与其它屏幕的色彩显示能力从数百万 种增加到数十
亿种，能消除屏幕上出现的色带，在色彩间呈现流畅的转换以及细腻的渐层，还支持更高的对比度。由于普及在即的HDTV对于每种RGB色彩均要 求10bit以上，故此选择配置10bit液晶面板的产品就十分有必要了，大家在选择的时候就要注意色深这个参数啦。
BPP
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比特每像素
一个像素所能表达的不同颜色数取决于比特每像素(BPP)。这个最大数可以通过取二的色彩深度次幂来得到。例如，常见的取值有 ： 8 bpp [28=256；(256色)]； 16
bpp [216=65536； (65,536色，称为高彩色)]； 24 bpp [224=16777216； (16,777,216色，称为真彩色)]； 48 bpp [248=2856；(281,474,976,710,656色，用于很多专业的扫描仪) 。 256色或者更少的色彩的图形经常以块或平面格式存储于显存中，其中显存中的每个像素是到一个称为调色板的颜色数组的索引值。这些模式因而有时被称为索引模式。虽然每次只有256色，但是这256种颜色选自一个选择大的多的调色板，通常是16兆色。改变调色板中的色彩值可以得到一种动画效果。视窗95（windows95）和视窗98（windows98）的标志可能是这类动画最著名的例子了。 对于超过8位的深度，这些数位就是三个分量（红绿蓝）的各自的数位的总和。一个16位的深度通常分为5位红色和5位蓝色，6位绿色（眼睛对于绿色更为敏感）。24位的深度一般是每个分量8位。在有些系统中，32位深度也是可选的：这意味着24位的像素有8位额外的数位来描述透明度。在老一些的系统中，4bpp（16色）也是很常见的。 当一个图像文件显示在屏幕上，每个像素的数位对于光栅文本和对于显示器可以是不同的。有些光栅图像文件格式相对其他格式有更大的色彩深度。例如GIF格式，其最大深度为8位，而TIFF文件可以处理48位像素。没有任何显示器可以显示48位色彩，所以这个深度通常用于特殊专业应用，例如胶片扫描仪和打印机。这种文件在屏幕上采用24位深度绘制。