10bit是指什么(10bit是指什么)

关于十亿色生成和输出的话题，最早可以追溯到2002年，Matrox Parhelia512 GPU，世界上第一款支持10亿色、10bit（R:G:B:Alpha=10:10:10:2）输出的图形加速器。在过去的整整19年里，图形产业一直在为构建一个真正的端到端10bit真彩世界而努力。但即便在大部分GPU广泛使用专业驱动程序的今天（例如NVIDIA的Studio Driver），也只能在少部分广色域设计师级显示器上实现10bit色深显示。

我们必须要认清一个现实，人类从19年前研发出第一颗支持10bit色深输出的GPU到今天，也只能在PC和工作站上部分实现端到端（信号生成到显示输出）的10bit（十亿色）显示效果。

那么，到底什么是十亿色？有什么作用？如果在移动设备（典型产品就是手机）上实现端到端的10bit显示，又需要哪些条件呢？

关于10bit色输出显示的一点常识科普

用最通俗的话描述8bit和10bit色的区别就是，8bit只能显示256灰阶，1677万色，而10bit可以显示1024灰阶，10亿种颜色。如这张图显示的，10bit色彩空间更丰富，过渡更平滑自然。

那么，色深理论是怎样的呢？我们要从色深基本概念谈起。RGB以0-255级表示色阶的变化，这256个色阶刚好是2的8次方。因此，256色阶的RGB显示方案叫做8bit色。此时，Red、Green、Blue三个色彩通道各有256色阶，总色阶数就是256的三次方，为16,777,216色，也就是通俗的1600万色。

那么10bit色就很容易理解了，RGB每个通道拥有2的十次方，也就是1024个色阶，三个色彩通道加起来就是1024的三次方，为1,073,741,824色，这是8bit色的64倍，这就是人们日常说到的十亿色显示。Matrox早在2002年，就正式提出了10亿色显示这个说法，从此这个概念深入人心。

在10bit色之上，还有个12bit色，也就是RGB每通道拥有4096色阶，总发色数达到了惊人的687亿色！这是10bit发色数的68倍。

看到这里，你可能要问，那我们在电脑上看到的24位色真彩、32位色全彩是什么意思呢？简单点说，24位色就是RGB通道的（8:8:8），总计1677万色；32位色则有两种模式，一种是（8:8:8:8）的RGB:透明Alpha各8bit，总计1677万色；或者RGB:Alpha的10:10:10:2，这种模式下，透明通道采用2bit渲染。总计为1,073,741,824色。本文中说的十亿色，指的就是RGB每通道1024色阶下的10:10:10:2的32位真彩十亿色显示。这个指标目前在桌面平台上，Windows、MAC、Linux均支持，主流的中高端GPU也支持。最终是否能呈现10亿色，瓶颈在显示器上，只有购买支持原生10bit色（非8bit+Frc的假10bit面板）的显示器才能实现端到端的10亿色显示。

在手机或者平板电脑这边，也就从去年开始才普及10bit色的输出概念，目前能够以非抖动方式原生显示10bit色的AMOLED屏并不多。

10bit色在内容制作端的意义是什么？

理性地说，对于部分场景，10bit和8bit拍摄和录制的内容在视觉上并没有什么太大的区别。就像下面这个Vlog视频，我在Youtube上看这个4K的视频看了半天，也就只能在部分细节上看到10bit色深下色彩更平滑。

而在对于动态范围要求较为苛刻的场景，比如逆光，落日，10bit色深创作的照片和视频的优势则是显而易见的。这是Panasonic GH5 采用4:2:2 10bit拍摄的4K视频与4:2:0 8bit 4K视频截图对比：

显而易见，10bit色视频在色彩表现、灰阶过度上对8bit形成碾压式的优势。目前手持专业影像设备（相机、摄像机）支持10bit色直出内容的产品越来越多，而像Youtube这类平台，对10bit内容和HDR内容也提供了专业的UP主上传教学，便于创作者使用正确的色彩模式上传作品。

端到端10bit色彩链路管理，从OPPO FindX3 Pro开始

科普了这么多10bit色的基本概念和应用场景，读者可能会产生一个疑问：手机端如何实现端到端的10bit色彩呢？

这涉及到：10bit色内容创作、硬件显示输出和软件色彩管理三个维度。过去一年，我们看到了手机侧实现了8bit抖10bit色显示到10bit原生输出，但是在安卓平台，我们还没看到色彩链条的闭合。在2020年末OPPO InnoDay上，OPPO发布了全链路色彩管理方案，实际就是10bit色端到端的解决方案。这套全链路色彩管理系统分为软硬件两部分。硬件部分，全链路10bit高色深色彩数据的处理能力，色彩数据处理链路，拍摄->运算->编码->存储->解码->显示->（显示硬件+软件）。软件色彩管理，不同色域之间的正确转换映射，达到同样高性能设备之间的色彩一致性表达。（在完成图像（色彩）数据采集后，相关数据到相册端解码渲染的过程中也会经过相应的色彩管理，以实现色彩的正确映射和正确显示。）

作为10bit色端到端的核心，OPPO此次会采用HEIF格式作为10bit照片的承载方式。相比于JPEG格式的8bit图像数据， HEIF格式能够提供更多、更好的色彩以及还原度，配合对HDR、色深等信息的封装，让HEIF格式记录和显示更鲜艳明亮、更鲜活生动的内容。

一点重要的题外话：关于真假10bit

我第一次听到关于色深和发色数的真假之争，是6bit显示器和8bit显示器之争，这还是十几年前的事情了。到10bit时代，鉴于真正的10bit面板比较昂贵，不少显示器厂商采用Frc抖动算法来改善显示效果，打着Almost 10bit的旗号销售。在技术实现上，8位+ FRC显示设备使用与原始颜色相邻的颜色将这两种颜色背对背闪烁，达到改善显示效果的作用。虽然从实际效果看8bit+Frc在改善显示质量上有一些作用（传承自6bit+Frc输出8bit的优良传统），但终究还是个假的10bit，1677万色是永远不能变成十亿色的。

这张动图，可以看到上面是原生的10bit发色，而下面则是利用抖动算法达到的近似效果。这种超高频的抖动闪烁，对目标颜色的显示其实并不稳定和准确。所以在很多高级渐变色环境中，8bit Frc 10bit面板依然能看到色彩断层。

2019年开始，手机行业也引入了10bit面板概念，早期的Almost 10bit面板也是8bit Frc的效果，到2020年，业界方才逐步普及了真10bit面板。但是从10bit内容输出的严格定义上，手机光有一块原生10bit面板，还不能把该手机称之为具备10bit内容能力的手机。这得从内容生产/提供端——色彩管理软件——显示面板输出全链路采用10bit解决方案才可以。目前能提供原生10bit内容创作的手机非常少，接下来要发布的FindX3 Pro的两颗主摄都支持10bit原生直出，且支持Pro RAW，该功能内嵌在专业模式里，可以在图片原数据上进行多项细致的参数调整，达到想要的效果。

而在色彩管理和内容输出端，FindX3 Pro会采用一块全新的QHD+分辨率120Hz动态高刷屏，并在相册中支持10bit色深内容存储和编辑。此外，FindX3 Pro可以自动识别sRGB和P3（包括DisplayP3）的内容，并正确显示其色彩。手机创作的内容，会添加icc profile信息，ICC联盟会员（苹果、vivo、华为等）的设备读取FindX3 Pro创作的内容，可以精准还原色彩信息。

之前行业很少有涉及从内容生产到输出的端到端解决方案。从InnoDay2020开始，我就一直盼望OPPO能在FindX3 Pro上给出一个实实在在的解决方案，让10bit全程展示不再是镜花水月，停留在那一块高级屏幕上。总之，想实现10bit全链路管理是非常困难的，几乎要在每个环节的硬件上堆料，在软件上做一致性管理。FindX3 Pro的10bit全链路管理效果如何，可以期待一下了。