引自“www.oxygentec.com"
' m$ E2 \1 j' l$ a7 G北京强氧科技的技术贴: c( s9 |; [2 k# y" Z# Q) U
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   整帖作者:UNIAF
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10 bit 在数字电影制作领域并不是陌生的新名词，早在上个世纪 90 年代前期就开始广泛使用，现在，随着 HDTV 的逼近，关于“ 10 bit “这一视频技术指标的描述越来越多地出现在我们面前，这里，让我们一起探讨一下关于 10 bit 的一些问题。 $ M3 K# a5 z" \# h  ]  _  Q  {' X

' {' c& n5 _: U6 w( K2 Z10 bit 深度
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6 I9 x5 O( x& p# p. `% N1 L我们了解，目前主要使用的图像质量是 24 bit 或 32 bit 颜色深度，它等于每通道 8 bit 的 R 、 G 、 B 或每通道 8 bit R 、 G 、 B 、 A 色彩通道的相加，而 8 bit 表示每个原色具有 256 个灰阶，即 0 － 255 对应色彩从黑到白的灰度级别， 10 bit 表示单色彩通道具有 1024 个灰度级别，色阶范围是 0-1023 。9 J$ _& ~+ q% |( N7 n
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[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:37 编辑 ]

通常的我们使用的显示器色彩是 24 bit ，那么现在提出的 10 bit 单通道色彩，两者是怎样一种关系呢？
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# I7 U/ x$ F; V9 x& {" m这是一个非常容易混淆的概念，实际上，可以这样计算， 1 位单通道色彩的图像只是黑色和白色两种色彩，而单通道 8 bit 实际相当于显示器定义的 24 bit 或 32 bit ，显示器定义只是简单的色彩通道相加，而不是单通道色彩深度；单通道 16 bit 具有 65536 个灰度级别，和显示器的色彩定义不同，显示器是两个 5 bit 通道加上 1 个 6 bit 通道，色彩还没有达到单通道 8 bit 的图像显示质量。
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下图所使用的位深表示 1 bit 、 2 bit 、 3 bit 以及 8 bit 图像的灰度级别，随着位深的增加，色彩梯度更加平滑，色阈也更加宽广， 8 bit 和 10 bit 也是这样。高位深表示在一个色阈中更多的采样数值， 8 bit 提供 256 个采样点，而 10 bit 提供 1024 个采样点，其色彩精度是 8 bit 的 4 倍。
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  e( L& i% K% p, t! _4 ?[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:37 编辑 ]

也就是说，显示器和图像深度之间是一个单通道色深与颜色数量之间的关系， 24 bit 真彩色显示器显示数量是单通道 10 bit 色彩数量的六十四分之一。如果按照三原色计算， 10 bit 单色彩通道相加为 30 bit 色彩，或者说 10 亿色。 0 O3 u' G. h0 E9 K; \7 R( ], [

% P! y# o: e9 }0 k那么， 10 bit 的意义何在呢？
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4 |3 y$ k1 c# b举一个很简单的例子，显示器所显示的色彩分辨率是 72 dpi ，足够日常使用了，但在印刷的时候，却还是需要 300 dpi 的图像，并且在印刷高质量的印刷品时，可能需要更高的分辨率，比如 1200 dpi 。
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# M0 u$ d% k8 u& v( ?5 ^视频也是如此，虽然肉眼不足以分辨高动态范围的色彩，但在一些专业领域，普遍存在高位深色彩的需要，最明显的应用比如胶片的扫描和输出以及三维动画序列输出。从人眼能分辨的量化来说最高是在 8-10bit ，使用 14 bit 采样保留胶片制作和图像数据的余量已经完全够了，而 14 bit 的采样数据能够完美地保留到 10 bit Cin 、 DPX 或者 OpenEXR 文件格式当中。 . N6 H5 S% A6 k- _: B. ?# Y5 ^
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工业光魔开发的 10 bit openEXR 图像用于他们的后期特效制作
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' J- P4 C; V# a2 L  V! t4 _[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:38 编辑 ]

目前，主流的 3D 应用程序和合成系统对于 10 bit Cin 、 DPX 和 OpenEXR 文件格式都非常好。 : e6 [' ~! R1 a4 L: Y( O5 P- W* `) y$ F

; F4 H  n* Y0 i; [6 r10 bit 应用 9 K3 @, @  H- T0 s' ^5 v  J! G
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在影视编辑合成领域，数字 Betacam 的量化就是 10 bit ，而多数数字视频卡的 8 bit 采样输入输出都不能达到数字 Betacam 的色彩精度。
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$ _* J5 b: M) p) N9 ~* ^+ M单通道 16 bit 目前在视频领域没有被使用，电影胶片的采样也只在 10 bit 到 14 bit 之间，这是因为，无论设备和计算机处理性能、还有磁盘存储都远远没有达到能够处理 16 bit 数字视频的能力， 10 bit 是电影胶片质量和计算机处理性能，分辨率以及磁盘存储之间的一个比较好的平衡点。
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$ z# W. G, p& b2 a4 J; b下面的例子模拟了 8 bit 图像在视频特效处理过程中丢失细节的一些情况。在 Digital Fusion 流程中，给 FastNoise 节点添加 Filter 特效工具的浮雕效果，左图流程中 FastNoise 图像为 8 位深度，右图流程中 FastNoise 为 32 位浮点，其他设置相同。可以看到， Filter 特效工具在不同位深下由于采样细节不同，而得到了两种不同的结果，只是因为使用 8 bit 滤镜的限制导致高亮和暗部图像细节被裁切。! o1 F) b2 k) m, h. h) R
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[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:38 编辑 ]

因此，需要更高采样的视频卡最大地保留色彩信息以保证复杂特效的处理和多代复制过程。 % e% M, w% M, G; t" V: z' Z
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高精度在合成工作中的简单应用包括： 2 _; P& [" I( t2 X% K7 P0 v

* L, u% k; p% h6 _1 ）校色
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10 bit 提供更精确的选色范围，使校色更加方便。在对 10 bit 高动态范围图像进行处理的时候， 10 bit 提供非常宽广的颜色范围，使色彩校准变得更加自由。在下面的例子中，对左边的源图像高进行 Gama 调整，可以发现高亮部分仍然保持图像信息。而在普通 8 bit 图像中，高亮部分降低 Gama 值会变为灰色。" E" q7 o5 }2 q

9 v; `/ ?5 {2 [0 z+ q9 e7 r- n; I! R[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:38 编辑 ]

10 bit 为抠像工作提供更宽广的色度范围，更精确的 Alpha 控制，以及更平滑的 Matter 边缘。下图显示了不同精度的视频在抠像处理中的差别，低精度图像有严重的锯齿，使得抠像很难达到理想的边缘。
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[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:41 编辑 ]

3 ）跟踪
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  b8 D' `- {- V5 o( h对于跟踪解算，跟踪点的设置最为重要，如果图像压缩太高，放大后马赛克太大，或在序列播放中像素点变化太快，就会导致跟踪点无法确定而失败。高质量、高精度图像为跟踪提供更容易辨识的像素和色彩，使跟踪结果更为精确。7 g' D* x7 h/ \, K
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[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:41 编辑 ]

10 bit 流程
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10 bit YUV 和 10 bit RGB 是工业标准，这一标准来自于北美电视电影工程师协会的标准： ( ?! f1 g7 ?/ P

' H7 W" z6 i2 m$ Y; l4 V" V7 u# ]9 fSMPTE 259M
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SMPTE 292M 1 {4 j+ I! F- P- Y: Z

. }) O! f: y% PSMPTE 296M 2 d) D3 @- Y3 C3 x, e. _

( m- r' p- A" ]SMPTE 372M
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; B6 e9 R# m, r( t# GSMPTE 虽然严格地说是美国的标准，但由于其兼容性和影响力，多数 SMPTE 标准成为实际的国际标准。 Sony Digital Betacam 和 Panasonic D5 录机都是采用了完全 10 bit 标准，新一代的非编卡如 Decklink
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* C$ i9 U& i6 c% d目前主要 10 bit 后期制作设备 " o  V- v; _: Z2 i
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作为高清的一个重要标准之一， 10 bit 似乎与 SD 无关，那么对于 SD 电视的制作是不是没有一点意义呢？ ( R5 s$ ]* b# p0 S3 U
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首先， 10 bit 解决了在 SD 视频中 YUV 色彩空间转换为 RGB 色彩空间时可能出现带状线和轮廓线的问题，这个问题是色彩空间转换时二次取整造成的，而 10 bit 能够很好地解决这个问题。 . a& \- m) j8 g# L8 n

4 o( E+ P' a; y- ?3 g其次，从整个数字制作环境来考虑， 10 bit 同样也是很有意义的。从 10 bit 和 12 bit 量化的数字摄像机、到 10 bit 量化的数字 Betacam 以及最后采集、制作到输出磁带，标清电视已经可以建立完全 10 bit 的数字环境。
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我们了解，在数字图像技术中，采样本身就是信号损失的过程，越大的采样值使图像更精确，并且能够降低噪波的产生，在需要后期处理的图像中，从校色、抠像到跟踪技术都需要更精细的图像，高采样图像得到更加柔和的边缘，而低采样的图像会得到很严重锯齿和噪波，甚至导致数字处理失败。与目前市场上的非编工作站相比， 10 bit 制作环境在对图像信息的保留和多代复制来说具有质的变化。 % |& F/ e7 R# V

9 T: N& }+ d" B# r- p存储和数据量
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1 m6 Q  q) r7 G( U5 k* T: _' T一般传送标清无压缩 10 bit YUV 文件的数据速率大约是 30MB 每秒，所以，采集一分钟序列文件将需要 1800 MB 或者 1.8 GB 存储空间， 1 小时将需要 180 GB 存储空间，而 HD 完全不同，与 HD 相比需要大得多的存储空间。 + |# n0 o+ Y4 h! ]3 I1 T7 B
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下图列表是 10 bit 存储空间的最低要求，由于硬盘使用物理寻道，在计算硬盘系统的数据传输速率时，需要考虑到硬盘速度的波动，应增加一定的安全余量，通过增加硬盘数量可以减小安全量度。
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& |9 J* h$ V! S: R! d# Z" \6 A" M5 m5 \# k[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:42 编辑 ]

分割楼!!!$ m! t# ~7 u& S' A8 [
--------------------分割楼!!!------------------
( B/ {0 g7 a' \" h2 [" \0 [. G% F9 N/ d注意啦注意啦~~~. m+ o# C) o& Z* v

; D6 A. q0 D5 a2 [以下是关于基础校色要注意问题的解释

我前面说过关于校色的问题2 V- ~9 F* ^( M% m# [1 g" P

$ ?+ a' z: [$ ?; g( x左边是编辑情况下的素材及波形RGB
0 P( a0 ?8 s) F8 \右边为实际电视播出的PAL格式颜色: B- o7 t1 A" }. e. A

5 J( b. b* H9 i/ {& ]可以看到，左侧在编辑时，面部暴白部位有细节的地方，在实际输出时也会出现很大的摔减（头发部位最直观）6 b' y/ z8 [8 x  n
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电视播出时一般都是以模拟信号输出，这样就会使得左边图噪波部位，在实际播出时变成一点细节都没有，而成为一片白色/ w& T3 i) B8 l& u6 F% N; f3 {

5 X; |) e# [* N4 Q颜色也会因为噪波的原因出现偏色（波形偏振）
+ [- }4 S2 S4 ?' z而且颜色发色级别会有所下降* }" n. L; e1 ?6 T# l

% ~6 ~7 k; _/ P. L1 q- D; q[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:42 编辑 ]

而经过严格的降噪处理的素材，在实际播出时却不会发生这样的现象2 \# G7 g" p. c9 p* ]0 \( Q( z
这就是要求我们后期工作者，要对颜色噪波进行相应的处理
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5 P! R& f' D- p- k+ r4 f7 E% G& @0 C[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:42 编辑 ]

也就是说
1 H# A6 b( {$ i/ c一般的编辑情况（非4：4：4）编辑下，远10BIT素材就被压缩为8BIT素材来编辑
9 ]4 C) B2 n+ \1 P, ^+ o而这4：2：2的素材又会在输出后，再在电视上又被压缩了一次
1 O, I' _& F& c0 z: \- E8 V; h9 ]0 E这就会造成颜色引号的多次损失
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这样，我们就不得不需要考虑将颜色输出波形严格的控制在8BIT范围内; u+ b& T2 I9 c0 x9 V. o6 e* J

2 G* E5 m' c% j; W. n% j: l5 s如图，1-8为8BIT可输出可视范围，一般输出到电视上是不会有任何问题的，不会衰减7 j3 M0 D" b3 K6 z0 [5 x" e
9-10的范围，如果你不是输出为DPX胶片格式，那些部分的波即被定义为高频噪波
8 D: J. }8 z- B2 W是不可被显示出来的。而这里的色波过多的话，势必造成占用过多的细节部分象素，所以会造成输出后，细节暴白的后果
- V! ~/ K9 S$ U9 B" ^) w, h要尽量避免色波出现在图中1，9，10的位置。因为这些地方（被虚线隔开）是不被输出和显示的
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5 X+ C1 Z3 T' t这里是要注意的7 n) h& f, p. V& t# H
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[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:43 编辑 ]

噪波控制的越好，衰减越小
3 ~$ Q( E- B6 B0 i这个是校色非常好的，基本无衰减的范例1 }* Y2 B& S* Y( [. J

& k% b' y% h- T[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:43 编辑 ]

至于你的显示器究竟用什么颜色来搞制作比较靠谱
& v8 b: y! T7 Y# i" \给你几个常见的显示器可用的颜色和输出颜色对比的参考
* n4 Z/ z! W# Z% T3 S1 P6 k
% {* a5 {: C! [/ E) g- M0 _仅供参考) h( ]5 G0 v* O, x

$ @& Z( ]9 T4 I% J. D（好象SRGB和APPLE RGB相对来说比较靠谱）
$ a; z( h# a; q/ T9 P& H
% x) o* J/ w7 s. H* g3 L[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:44 编辑 ]

可以让你的显示器“尽量”靠谱些的方式~
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0 l$ H- [* R3 u9 M% q) r6 Y
[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:44 编辑 ]

对于“PAL/SECAM”制示颜色的解释" f/ c& t) A" o2 _' e5 F8 |

* Q0 C9 `" _1 ?  A! eSECAM制式：
/ K. }% J- D; R) r1 h% ~又称塞康制，法文Sequentiel Couleur A Memoire缩写，意为"按顺序传送彩色与存储"，1966年法国研制成功，它属于同时顺序制。
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, p& H1 m& _, O9 z( V# Y在信号传输过程中，亮度信号每行传送，而两个色差信号则逐行依次传送，即用行错开传输时间的办法来避免同时传输时所产生的串色以及由其造成的彩色失真。
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# t1 q4 s9 h; SSECAM制式特点是不怕干扰，彩色效果好，但兼容性差。
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( p/ ~6 @* o. z' T/ _帧频每秒25帧，扫描线625行，隔行扫描，画面比例4：3，分辨率720x576。
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采用SECAM制的国家主要为俄罗斯、法国、埃及等等。 & s9 ]/ Y' [" Y7 ]4 }/ x
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国内也是使用的PAL/SECAM制式

THE END~~
. Q  s/ i! T" w4 G: t7 |; uwww.oxygentec.com7 i: B/ T/ q5 j* k* j
  很不错,不论是基础的学习的还是浮云的讨论都可以去那里.
0 |' x9 A9 v6 K0 U6 S% P9 w% B# d# ^7 G, L9 A9 `# T( N
[ 本帖最后由 jy00123 于 2007-4-6 18:02 编辑 ]

好东西!学习了不少!