[原创]10位色深图像显示效果研究-亿彩测试

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研究目的：研究P650显卡的亿彩功能原理，研究10位图像和8位图像显示的差异。

使用设备为：显示卡是MATROX P650 PCIE，显示器饭山HM204DTA，DVI转模拟输入，用了显卡带的DVI转模拟转换头。P650有一个亿彩模式，打开它即能显示10位色深的图象，而显示器是CRT中的最高端，用的是三菱的钻石珑管。这套显示设备应该能分辨出10位和8位图像的区别。

由于你们大部分的人显示器及显卡对10位图像存在先天不足，所以大部分的对比图我贴了也没用。所以我尽量用文字来描述，必须用到图的地方也只是用来辅助说明一下，都是8位的JPG图片。另外以下内容都是我自己最近一段时间摸索的，肯定有不对的地方，说不定还有原理性错误，谁看出来的就帮忙指正一下吧。

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先介绍一下10位图像的原理，其实我也才弄懂不久：

手头有10位RAW图像。用ULTRAEDIT来看文件数据，实际上就是每个像素点灰度级的排列，每个像素点用2个字节表示，比如92 03，代表的灰度值为914。因为每个像素灰度级用11位二进制来存储，也就是说有0~1023一共1024个级别，换成16进制，每个像素点的数据在00 00~FF 03之间。现在比如我手头上这张10位RAW图像大小是1024X1024，那么也就是说文件一共由1024X1024个点的数据组成，每个点占2字节，总文件大小正好是1024X1024X2个字节。

经过一段时间的摸索，发现RAW文件只是按顺序记录所有点的灰度，但是并不记录整张图片是如何按长宽比分割的。在PHOTOSHOP中打开，需要指定一个长宽值，比如我可以按1024X1024打开，也可以按512X2048打开。另外，00 00代表纯黑色，而代表纯白色的值好象并不固定，而是按文件中的最大值而定，灰度值最大的那个点被看作纯白色。这可能也是不同的RAW文件如果在PS中选择自动对比度，图片的明暗度会不同的原因。现在我是10位的RAW图像，那么FF 03应该表示为纯白色。

由于我要将10位图片和8位的图片进行对比，所以还需要将原图生成一张8位的图片。我的做法是修改原图数据，把每个像素点灰度值的2进制数最低2位丢掉，也就相当与把每个像点灰度除以4，这样0~1023个级别就映射到了0~256个级别上。在这个过程中会有一些本来应该有差别的点，现在灰度变成相同，变成一样的点了。举个例子：92 03和90 03，换成2进制分别是1110010010和 1110010000，去掉最后两位，都变成11100100，换成16位是39 00，也就是说“92 03，90 03”这两个点本来应该显示出不同的色彩，在转换后的色彩变成完全一样。

手头有了8位和10位的图，还需要解决看图软件的问题。PHOTOSHOP的RGB调色板只有256X3个级别，明显只能显示8位图象。P650自带一个看图工具GIGACOLORVIEWER，在开启亿彩模式下才能运行，专门观看10位图象。

不知道由于什么问题，我的GIGACOLORVIEWER在PHOTOSHOP里的插件可以看JPG等其他格式的图，但是一打开RAW格式就报错，所以我只能将RAW转为TIFF格式，直接用GIGACOLORVIEWER观看。我把10位和8位的图片一起打开，将图片放到最大，像素点变成块状的色块。

但是在相同的位置，在10位和8位两张图中比对相同的像素点，用肉眼找不到任何差别。另外像92 03，90 03这样相邻的点，灰度应该存在差别，但是在10位的这边我找不到任何灰度上的差别。由于GIGACOLORVIEWER无法调整亮度等属性，所以也许是由于饱和度，亮度等等属性偏差掩盖了本来很细小的差别。于是我手动调整显示器的各项属性，亮度，对比度，伽马等，但是在调节过程中，在任何时候仍然无法分辨出10位相邻的接近点之间的区别，也分辨不出10位和8位各点的区别。

在像素级别尚且分辨不出区别，将照片缩小到正常大小更是根本无法看出任何差别。

GIGACOLORVIEWER有一种功能是可以分割图片，一半用8位色显示，一半用10位色显示，专门用来对比。

在其软件自带的3张例图中，确实效果很明显，肉眼也可以分辨出来，8位色明显有一些过渡的条纹，10位则明显看不到过渡条纹。用FALSE COLOR（这个功能在软件的英文文档中说明很含糊，大概就是原本的颜色用一些差别更大的颜色所代替，假如某处存在颜色过渡，它将帮助你更容易的发现过渡）可以有更直观的感受，10位色彩明显消除了肉眼可见的过渡。

但是我不清楚自带的这些图到底本身是多少位的图片以及他们的编码原理，所以我自己生成了一张简单的RAW文件，左边是纯黑，右边是纯白，宽1023个像素，从左到右应该是逐渐变化。在GIGACOLORVIEWER中，使用分割功能，放大后，确实也可以看出细微的差别，仍然是过渡的变化存在差别。所以到这里我感觉，10位和8位确实还是能看出区别的。


但是，包括例图和我生成的图片，都是一些具有大块相同色彩区域的简单图片，过渡区域明显。若换成普通照片，结果就和前一段一样，无法辨认出差别。

我换了一台DELL品牌机的LCD显示器，重复了一遍上述过程，我发现我仍然能看得出来区别！为什么会这样？为什么这应该是8位的LCD面板也可以辨认出10位和8位图片的区别？难道LCD内部还会做一些我不知道的处理？这是令我很疑惑的地方。

下面我又生成了一张0~255和0~4095两张简单过渡的图片，分别对应8位和12位图像。但是我发现，哪怕是12位的图片，显示出来仍然是平缓的过渡，只要不放大并使用分割功能来做对比，根本是看不出区别所在的。就算是用LCD，结果也是一样。并不像我之前想的那样，应该只能显示出256个灰度级，大部分的灰度级都显示不出来，应该能明显看出色彩的分界。

对此我的想法是，是否显示器自动会对4096种颜色做一个256种颜色的映射？实际上确实只显示出256个灰度级，只是人的肉眼已经分辨不出来了？但是要说我的眼睛只能分辨256灰度，我自己也不相信啊？这是另我第二个十分疑惑的地方。

把图片放大来看，色彩的过渡分界线还是有的，而且在CRT上确实比LCD上要模糊，过渡比LCD要不明显，说明CRT能显示的色彩数量确实比LCD要多。

接下来我又用分割图片的功能观看我自己的10位照片，但是在这里我根本发现不了任何差别。哪怕仍然将像素放到最大，看块状的像素，分割图片，上下移动分割线，仍然发现不了10位的这一边有任何变化。感觉10位和8位的所有像素块的颜色都完全一样。而FALSE COLOR功能对于普通照片来说根本无法使用，因为在8位的一边会自动蒙上一层颜色，影响分辨。在这个实验里我可以负责任的说，普通照片的10位和8位显示确实完全一样，绝对没有任何差别。（其实在这里我开始怀疑，前面我确实看到了大块色彩过渡区域内10位和8位的过渡有明显的不同，说明肯定有部分像素点的灰度级发生了变化，而在这里我却感觉不到任何变化。难道真的像我上面怀疑的那样，1/1024这样级别的灰度差别对于人眼已经超过了极限？）

为了检验P650到底在这之中起了多大作用，我把纯黑到纯白过渡的图片拷到另一台普通显卡的机器上观看，和我自己的显示进行对比，发现区别还是十分明显的，在这台电脑上4096色图片中间的过渡线显得非常明显，站在远处也能看到，而我的显示比较不明显。接下来我把显卡的亿彩显示关掉，重启，用普通8位显示再来看图，发现我的显示效果仍然比对方的要好，无论是在CRT上还是LCD上！到这里我完全晕了，到底P650做了些什么？哪怕亿彩模式没有开，P650仍然做了些我不知道的事情？

到现在为止，我有一些结论及一些想法和疑问，请达人解释或者解答一下：

1。我为分辨10位和8位色彩做的实验中，有没有原理性的错误？

2。我的实验结果让我认为，10位图像的意义仅仅在于观看大块相同色彩过渡的情形，如果观看普通的图片和照片，根本无法看出任何差别。所以在一般使用中，追求10位色彩几乎没有意义。（对于动态视频我没有做测试，所以这里特指静态图片）

3。P650关掉亿彩，显示效果仍然感觉比其他电脑要好。P650在显示8位图像的过程中是否也自动做了10位色彩的修正？P650是否能真正像普通显卡一样按普通方式显示8位图像？

4。我只有在观看纯色过渡的图片才能在过渡的区域看出一点10位和8位的区别，看具体像素点的话实际上也根本不可能看出区别。那么人眼到底能分辨多少灰度级？是否超过255种灰度肉眼就很难分辨出来了？

5。对于10位和8位的普通照片，有没有一种方式能让人的肉眼分辨出他们的区别？

6。为什么10位和8位间的区别用LCD也能看出来？LCD不是8位面板吗？有人说其实用LCD也可以看10位色彩，不一定非要CRT，是这样吗？按照我的理解，LCD只能显示8位色彩，用GIGACOLORVIEWER分割图片，在两边理应看不出任何区别才是，难道这个软件改变了图片本身的色彩？做了类似修正之类的工作？这可不是我们想要的！如果GIGACOLORVIEWER确实做了些什么事情才造成10位和8位存在区别的话，那么P650本身的10位色彩输出就非常令人怀疑了。所谓的亿彩到底是直接接受10位色彩输出，还是实际上只能接受8位色彩，在显卡内部做某种10位修正，再输出？这是个问题。
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逻辑可能有点混乱，将就吧

[ 本帖最后由 p133 于 2006-10-25 17:12 编辑 ]

john

MAXTROX的2D输出本来就很强，跟10bit输出没关系

但是对于一般人的肉眼来说1677万色和10亿色应该是没什么区别的了

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RGB颜色的话，每个像素256X256X256=1677万色，对于1/1677万这样的差别本来就不可能看出来，想都不用想

但是我拿的是灰度图做实验，每个像素只应该有256个灰度等级，10位的话也只有1024色，难道肉眼无法分辨出1/1000这个级别的颜色差异吗？人眼太烂了太烂了。。


其实这个图，左上角的两个像素灰度级在10位下应该是不同的，大概差2个灰度级，在8位下才会变成相同。但实际是，我在10位的时候也根本分辨不出来……

bonnwang

一直有个疑问
用CRT的时候
PS渐变工具的颜色过度很柔和,看不出分界线
换了LCD以后
渐变的分界线非常明显
相信应该如LZ所说
\"是因为CRT能显示的色彩数量确实比LCD要多\"
不过问题来了
我原来用CRT所绘的图换成LCD后颜色的过渡没有出现明显的分界线
而在换了LCD以后所绘的图的颜色过度却出现了分界线
这又是何解:sleepy:

EquaLIzeR

即使在8bit下，lut仍旧是10bit的哦
因为P650本身的ramdac已经很强悍了，gigacolour对于P650来说只是起辅助的作用
对于图像的修正，基本是P卡本身在完成，而不是gigacolour

EquaLIzeR

其实可以简单探讨一下DVI下P卡的输出
基本的流程是这样的，计算机把图片的RGB数据写到显存里面，然后是lut校正，然后是TMDS编码输出。注意2点，其1，RGB数据不会受不同显卡的影响，在这个过程中数据是唯一且不可变的。2，通过1，我们可以得知，不同的其实就在lut校正。
下面说到显示器，大部分显示器，尤其是LCD，内部lut校正都是8bit，而这类显示器接受P卡的输出，即已经经过P卡本身的校正，因为P卡的校正精度大于显示器的校正精度，所以，内部调教越差的显示器，搭配P卡前后的精度差距越明显
说个题外话，为什么专业设计都喜欢用apple？如果把apple的显示器和显卡分开，效果将是令人失望的，原因是apple的显示器和显卡是一起调校到最佳状态的。



BTW：LZ既然入了P卡，就可以去玩校色器了～呵呵:vampire:

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饿，ＬＳ好专业啊，貌似是EquaLIzeR的朋友？

ＡＰＶＥ和Ｐ６５０到底买哪个好，我很多次电话咨询过星之邦的８００了，他们告诉我看１０ＢＩＴ图象的话ＡＰＶＥ和Ｐ６５０完全一样，ＡＰＶＥ只是好在诸如三头输出，分辨率更高这种地方．

我的ＬＣＤ是ＤＥＬＬ品牌机的ＬＣＤ，１７＇，虽说是ＤＥＬＬ商务机的高端，但肯定比不上ＥＩＺＯ．ＥＩＺＯ我也打电话咨询过，用真正１０位面板的ＬＣＤ只有一款医用的，要５Ｗ，买不起．．．

对于１０ＢＩＴ和８ＢＩＴ普通照片，＂不能看出来只能说明显示设备还没有做好准备＂，那么如果显示设备做好准备了，我应该能看到什么？能分辨出相邻两个差异很小的象素颜色？还是看照片整体或者局部图象就有明显的感觉？

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我这里ＳＯＮＹ的图像监视器其实有不少台，但是将来要做的快视设备不可能拿这个用．．．
再说用这种东西看本来８ＢＩＴ的图也能很好，但是我现在要的是分辨出＂差别＂，而不是看出＂很好＂．

EquaLIzeR

原帖由 Lucifer 于 2006-10-30 01:40 发表
EIZO LCD现在号称有12bit的LUT对照表，内部16bit的处理精度..... 我很期待G80的true 10bit色彩在EIZO上的表现 - -

G80的2D值得期待，关键在那个左边那块标了“NVIO”模拟chip，上周拿到无码大图的时候可耻地看成了“NV10”，吓到



BTW1:倒是某卡[打码] 64shader 4D + 96ALU 1D [打码]的设计令人有些担忧:smoke:



BTW2：请教Lucifer君是哪位前辈？:)

[ 本帖最后由 EquaLIzeR 于 2006-10-31 19:15 编辑 ]

EquaLIzeR

P650和APVE的RAMDAC一样的，呵呵

EquaLIzeR

大汗，本来是想说TMDS的，却打成RAMDAC了，最近讨论G80的RAMDAC太多了，糊涂了:sweat:


继续题外话，R600我目前得到的消息是64个shader对应64个ALU，剩下32个随机调用。
架构上来说不乏先进性，可是结果就是造成单纹理处理和多纹理处理的效率疾呼一样
15000也不是没有根据，R600的ALU理论效能很恐怖的，不过理论终归是理论:sweat:

传说中的

我看完了，但是不明白小奶牛在说什么。:(

你可以选

硬是没看完

hecas

:awkward:
我在垃圾17寸上也能看到15楼的灰阶断裂
为什么??