從事數(shù)字視頻創(chuàng)作時(shí)，我們經(jīng)?？梢钥吹揭?-bit、10-bit 甚至是12-bit 表示圖像處理器的規(guī)格，還有錄制設(shè)備上以4:4:4、4:2:2、4:2:0表示規(guī)格，究竟以上數(shù)字代表什么意思，又究竟對(duì)視頻的畫質(zhì)和色彩詮釋有何影響，以下文章將為您解開疑惑。

　　什么是色深 – 8-bit、10-bit、12-bit

　　色深(Color Depth)亦可稱為色位深度，是指每個(gè)像素可以顯示的色階數(shù)，并以位(bit) 數(shù)表示數(shù)字視頻色階數(shù)目的單位。

　　RGB 技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字視頻中，以 0 – 255級(jí)共256個(gè)灰階表示色階的變化。如果您熟悉二的指數(shù)，應(yīng)該對(duì)于「256」這個(gè)數(shù)字不會(huì)感到陌生，「256」剛好是2的8次方 (2^8)，而這也就是所謂的八比特(8-bit)位深，代表光的原色—紅、綠、藍(lán)各自帶有256階灰度，再將256乘以三次方 (256^3)，就是8-bit 位深所能呈現(xiàn)的色階數(shù)量，一共是16,777,216 色。

　　8-bit 能夠呈現(xiàn)1600 萬以上個(gè)色階，看似是一個(gè)非常龐大的數(shù)量，但是當(dāng)你將8-bit 與10-bit 相比， 那可算是小巫見大巫。10-bit 位深所能呈現(xiàn)的色階數(shù)量是1024的三次方 (1024^3)，得到的數(shù)字是驚人的1,073,741,824，足足是8-bit 位深的64倍!而12-bit 位深所能呈現(xiàn)的色階數(shù)量是4096的三次方 (4096^3) 更是超過680億以上!由此可知，色深的位數(shù)越高，越能細(xì)膩詮釋色彩的色階變化。

　　什么是色彩采樣比 – 4:4:4、4:2:2、4:2:0

　　我們?？吹?4:4:4、4:2:2、4:2:0 表示錄制設(shè)備的色彩采樣比(Chroma Sampling)規(guī)格，在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中，色彩采樣比直接影響拍出來影片的顏色完整度，但究竟4:4:4、4:2:2、4:2:0 分別代表什么呢?

　　在進(jìn)一步解釋色彩采樣比前，我們首先必須了解一個(gè)像素包含了「亮度」與「色度」兩組信息—若將像素中的「色度」抽離，得到的是黑白的畫面，若將像素中的「亮度」抽離，得到的會(huì)是全黑的畫面。另外，研究發(fā)現(xiàn)，人眼對(duì)「亮度」的敏感程度高于對(duì)「色度」的敏感程度，因此可藉由保留像素上的「量度」信息，壓縮「色度」信息，讓多個(gè)像素共享一個(gè)色度值呈現(xiàn)顏色，如此可以大幅降低數(shù)據(jù)量卻又能兼顧視覺質(zhì)量。

　　在壓縮視頻中，以Y’CbCr 表示「色彩采樣比」，第一個(gè)「Y」表示亮度(Luma)，占據(jù)一個(gè)像素1/3的信息量，亮度信息予以保留，不壓縮;「Cb」、「Cr」則表示兩個(gè)不同顏色(Chroma) 分量，占據(jù)一個(gè)像素2/3的信息量，可藉由壓縮降低像素的數(shù)據(jù)量。以4:4:4 為例，第一個(gè)數(shù)字「4」代表的是像素的橫向采樣數(shù)量，第二個(gè)「4」代表的是第一行的色度采樣值，第三個(gè)「4」代表的是第二行的色度采樣值，畫面中每個(gè)像素都有與之對(duì)應(yīng)的色度和亮度采樣信息。同理，4:2:2 表示第一排的色度采樣有2個(gè)顏色值，第二排的色度采樣也有2個(gè)顏色值，每個(gè)像素都有對(duì)應(yīng)的亮度采樣，但色度采樣數(shù)只有4:4:4的一半;4:2:0 表示第一排的色度采樣有2個(gè)顏色值，第二排的色度采樣則是沿用鄰近第一排的色值，色度采樣數(shù)剩下4:4:4的四分之一了。

　　專業(yè)廣電級(jí)攝像機(jī)強(qiáng)在哪?

　　雖然每個(gè)像素是相當(dāng)微小的單位，單一枚 4:4:4、4:2:2、4:2:0 的像素難以用肉眼察覺顏色上的差異，但是畢竟4:2:0、4:2:2 所含有的色彩訊息不比4:4:4 豐富，因此4:4:4 對(duì)于色彩細(xì)節(jié)的詮釋仍較4:2:0和4:2:2具有優(yōu)勢(shì)。

　　市場(chǎng)上大多數(shù)的消費(fèi)型數(shù)字單反相機(jī)和無反相機(jī)為了壓縮影片的檔案大小，普遍是以4:2:0 拍攝視頻，雖然在大多數(shù)的情況下使用4:2:0 拍攝視頻也能得到不錯(cuò)的畫質(zhì)效果，但是當(dāng)您進(jìn)一步執(zhí)行摳像(Chromakey)和后期調(diào)色時(shí)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)因?yàn)橄袼厝狈Ω_的色度值，所以相較于4:4:4 的視頻，使用4:2:0 視頻進(jìn)行摳像將會(huì)變得更困難、更費(fèi)時(shí)，而且摳像效果還不若4:4:4 視頻的畫面干凈利落。因此，專業(yè)的影視工作者仍習(xí)慣以4:4:4或4:2:2 規(guī)格拍攝視頻，畢竟擁有較多色彩信息的源文件利于后期制作，最終視頻成品再壓縮為4:2:0 規(guī)格呈現(xiàn)。這個(gè)道理就如同專業(yè)攝影師必定會(huì)拍攝RAW文件，利用RAW格式文件修圖后，再將圖片以JPG格式輸出作為后續(xù)應(yīng)用。

　　洋銘B(tài)C-100天鷹攝像機(jī)

　　了解了色彩采樣的原理之后，讀者們應(yīng)該就能理解為何消費(fèi)型相機(jī)、手機(jī)、小型DV拍不出電視上專業(yè)影片的色彩質(zhì)感，以及廣播級(jí)的影視器材到底貴在哪里。以Datavideo 旗下的BC-100 可交換式鏡頭的魔方攝像機(jī)為例，BC-100即是一款專用于虛擬攝影棚所設(shè)計(jì)的廣電級(jí)攝像機(jī)，BC-100 搭載的感光組件具備12-bit 圖像處理能力，能夠記錄下極大量的色彩訊息，忠實(shí)詮釋細(xì)膩的色彩層次，另外具備HDR技術(shù) (High Dynamic Range，高動(dòng)態(tài)范圍成像)，在明、暗曝光反差極大的環(huán)境下，也能還原亮部和暗部的畫面細(xì)節(jié)及其豐富的色彩，宛如人眼所見。豐富的色彩層次與鮮銳的畫質(zhì)不僅是視覺上的饗宴，更重要的是有利于用戶進(jìn)行綠幕摳像時(shí)區(qū)分像素中的綠色和其他顏色，因此能夠得到相當(dāng)純凈的摳像畫面，即便在虛擬攝影棚中拍攝極具挑戰(zhàn)的題材，例如玻璃酒杯和發(fā)絲，也能夠?qū)O細(xì)微的細(xì)節(jié)與虛擬背景完美地結(jié)合。