عمق رنگ چیست و چگونه بر کیفیت تصویر تأثیر می‌گذارد

عمق رنگ، عمق پیکسل یا عمق بیت به تعداد بیت در هر پیکسل صفحه‌نمایش اشاره دارد که نشان‌دهنده یک رنگ خاص است. هرچه تعداد بیت در هر پیکسل بیشتر باشد، تنوع و کیفیت رنگ صفحه‌نمایش بیشتر است.

احتمالاً هنگام خرید تلویزیون یا راه‌اندازی کنسول جدیدتان به اصطلاح عمق رنگ برخورد کرده‌اید. عمق رنگ یک واحد اندازه‌گیری است که مستقیماً به تعداد رنگ‌های قابل نمایش یک صفحه‌نمایش مربوط می‌شود و می‌تواند بر کیفیت تصویر تأثیر بگذارد.

عمق بیت، تعداد بیت‌های مورد استفاده برای نشان دادن رنگ یک پیکسل واحد در یک تصویر بیت‌مپ‌ یا ویدئوی فریم‌بافر یا تعداد بیت‌های مورد استفاده برای هر یک پیکسل است. اولین کارت‌های گرافیک‌ و مانیتورها از رنگ مونوکروم ۱ بیتی پشتیبانی می‌کردند که همان سیاه و سفید بود؛ کامپیوترهای قدیمی مانند مکینتاش اپل و آتاری ST از این نوع بودند. امروزه اکثر رایانه‌ها حداقل از عمق رنگ ۳۲ بیتی پشتیبانی می‌کنند که نمایش ۱۶٫۷ میلیون رنگ مختلف را امکان‌پذیر می‌کند.

عمق رنگ به چه معنا است

هر پیکسل از سه زیرپیکسل با رنگ‌های اصلی ساخته شده است؛ این یعنی نمایشگرهای مدرن برای ایجاد تصویری که روی صفحه می‌بینید، از کانال‌ها یا زیرپیکسل‌های قرمز (R)، سبز (G) و آبی (B) استفاده می‌کنند. هرچه عمق رنگ بالاتر باشد، رنگ‌های بیشتری قابل نمایش خواهند بود. در یک نمایشگر با قابلیت رنگ ۸ بیتی، هر رنگ (RGB) یک رشته ۸ بیتی دارد که در مجموع می‌تواند ۲۵۶ طیف رنگی مختلف به ازای هر کانال به وجود بیاورد. با ترکیب این کانال‌ها، رنگ‌هایی که از مقادیر بین ۰ تا ۲۵۵ استفاده می‌کنند، ایجاد می‌شوند. به عنوان مثال رنگ آبی خالص دارای مقدار قرمز ۰، مقدار سبز ۰ و مقدار آبی ۲۵۵ است. یک صفحه ۸ بیتی می‌تواند با ترکیب کردن مقادیر مختلف در سطح زیر پیکسل‌ها در مجموع ۱۶٫۷ میلیون (۲۵۶x۲۵۶x۲۵۶) رنگ را به نمایش دربیاورد.

این ویژگی به نام بیت به ازای کانال (BPC)، بیت به ازای اجزا یا بیت به ازای رنگ شناخته می‌شود. گاهی اوقات این مقادیر به‌ شکل بیت به ازای پیکسل (BPP) بیان می‌شوند؛ در این مواقع مقدار بیت‌ به ازای هر کانال، سه برابر می‌شود (یک برابر به ازای هر کانال). به همین دلیل است که ۸ بیت به ازای هر کانال و ۲۴ بیت به ازای هر پیکسل، هر دو به یک مقدار واحد اشاره می‌کنند.

یک افزایش کوچک در عمق رنگ می‌تواند تفاوتی بزرگ در تصویر و تعداد کل رنگ‌های ممکن ایجاد کند. برای مثال یک ویدیوی ۱۰ بیتی می‌تواند ۱۰۲۴ طیف رنگی (۴ برابر فضای رنگی ۸ بیتی) را به ازای کانال‌های قرمز، سبز و آبی به نمایش در بیاورد و در نهایت ۱٫۰۷ میلیارد رنگ (۱۰۲۴x۱۰۲۴x۱۰۲۴) ایجاد کند.

عمق رنگ در دنیای واقعی

تا اینجا دانستیم که هرچه عمق رنگ بیشتر باشد، تعداد رنگ‌های قابل نمایش بیشتر خواهد بود و هرچه تعداد رنگ‌های قابل نمایش بیشتر باشد، کیفیت تصویر بالاتر می‌رود؛ برای مثال رنگ عکسی که از یک جسم در صفحه‌نمایش مشاهده می‌کنیم به رنگ حقیقی آن بیشتر شباهت خواهد داشت. در دنیای واقعی، عمق رنگ بالاتر به معنای تصویر بهتر است؛ زیرا هرچه عمق رنگ بیشتر باشد، قابلیت انتخاب بین سایه‌های قرمز، سبز و آبی بالاتر خواهد بود. این موضوع لزوماً باعث نمی‌شود که تصویر اشباع‌تر یا رنگارنگ به نظر برسد؛ اما تنوع رنگ‌های موجود را بالاتر می‌برد. به‌عنوان مثال برای ایجاد تصویری از یک جنگل سرسبز هرچه دستمان در انتخاب طیف‌ها و سایه‌های سبز و قهوه‌ای بیشتر باشد، تصویر طبیعی‌تر و زنده‌تر به نظر می‌رسد. گاهی اوقات برای هنرمندی که قصد فروش کار خود را دارد، ایجاد تصاویر واقعی‌تر باعث جذب مشتری‌های بیشتری خواهد شد.

معمولاً وقتی به طیف‌های یک رنگ واحد نگاه می‌کنیم، درک معنی عمق تصویر برایمان قابل لمس‌تر می‌شود. برای فهم بهتر این موضوع به تصویر آسمان در بالا دقت کنید. زمانی که عمق رنگ پایین‌تر است، قسمت‌هایی که سایه رنگ تغییر می‌کند به شکل منقطع و خطی قابل تشخیص است؛ زیرا تعداد سایه‌های قابل انتخاب کمتر و محدودتر است. از طرف دیگر هرچه عمق تصویر بالاتر باشد، تغییر طیف رنگی نامحسوس‌تر و نرم‌تر صورت خواهد گرفت. از آنجا که در فضای رنگی ۱۰ بیتی طیف رنگی بیشتر و سایه‌های بیشتری وجود دارد، تغییرات ظریف رنگی کمتر به چشم می‌آیند. در این موارد انتقال از یک طیف روشن به یک طیف تیره‌تر کمتر قابل توجه خواهد بود.

در تصویر بالا می‌توانید تفاوت بین طیف‌های رنگ سیاه و سفید را در عمق بیت‌های مختلف مشاهده کنید. همان‌طور که مشخص است، ترکیب رنگ در عمق رنگ‌های بالاتر بسیار نرم و روان صورت گرفته و قابل تشخیص نیست.

 تکامل عمق رنگ

با پیشرفت تکنولوژی و افزایش منابع موجود سیستم‌ها، عمق رنگ نیز پیشرفت کرد. در ادامه فهرستی از تمام عمق‌ رنگ‌های مختلف در گذر زمان را می‌بینید:

۱ بیت (۲۱ یا ۲ رنگ): نمایشگر مونوکروم

۲ بیت (۲۲ یا ۴ رنگ): نمایشگر  CGA

۴ بیت (۲۴ یا ۱۶ رنگ): نمایشگر  EGA

۸ بیت (۲۸ یا ۲۵۶ رنگ): نمایشگر  VGA

۱۶ بیت (۲۱۶ یا ۶۵,۵۳۶ رنگ): نمایشگر   XGA

۲۴ بیت (۲۲۴ یا ۱۶,۷۷۷,۲۱۶ رنگ): نمایشگر   SVGA

۳۲ بیت (۱۶,۷۷۷,۲۱۶ رنگ + کانال آلفا (۲۳۲ یا ۴,۲۹۴,۹۶۷,۲۹۶ ترکیب رنگی))

۴۸ بیت (۲۴۸ یا ۲۸۱,۴۷۴,۹۷۶,۷۱۰,۶۵۶ رنگ)

عمق رنگ در تلویزیون

اکثر تلویزیون‌ها فقط قادر به نمایش تصاویر ۸ بیتی هستند؛ اما بسیاری از تلویزیون‌های جدیدتر به پنل‌ ۱۰ بیتی مجهز هستند.در آینده پنل‌های ۱۲ بیتی نیز وارد میدان خواهند شد. بر خلاف تفاوت زیادی که بین تلویزیون‌های ۸ بیتی و ۱۰ بیتی وجود دارد، تفاوت بین پنل‌های ۱۰ بیتی و ۱۲ بیتی چندان قابل توجه نیست.