什麼是8bit？10bit？詳解色彩深度（位元率）與動態範圍的關係

撰寫者：Cherry

錄影規格非常常見的8bit和10bit，到底有什麼作用？其實與動態範圍以及去背、挑色、二級調色等需要圈選顏色的動作很有關，天空常出現斷階的藍色變化也都是較差的位元深度有關。

色彩深度（Depth of Color），又稱為色彩位元率。在數位的世界中，所有的資訊都是以"０"和"１"這兩個基礎單位在儲存，所以顏色訊號當然也不例外。在數位設備的儲存中，所有資訊都是以「位元」（bit）為單位來表達。假設"１"代表白，０代表黑，這樣的話，黑白影視系統中就最少需要使用２個bit來顯示（"０"儲存黑色，"１"儲存白色），也就是21（二的一次方）。

同理可證，如果畫面有４個顏色，會需要幾個bit呢？答案是４個bit，不過數學計算中是以２的次方來表達，也就是22（二的二次方），這才是我們俗稱的色彩深度，也就是位元率：２bit（它是次方，而不是單指多少個bit的總數）。

那接下來，我們繼續類推，４bit的影片，能存多少光訊號呢？４bit是24(二的四次方），所以可以儲存１６個光訊號；８bit就能儲存28（二的八次方），等於256個光訊號。

所以說，位元數越大，可儲存的光訊號也就越多，彩色系統也是完全一樣的運作方式，影片若是用10bit的方式儲存，就是能用210(二的十次方）個層次來儲存，也就是1024個層次（又稱為「灰階」，因為光未分離前本來就只有黑白程度之分）。

接著，因為一個光訊號是由RGB紅綠藍三原色的調和而成（詳情請回顧RAW檔與拜爾陣列），所以有這三種顏色的「程度」分別，又稱為「顏色通道」（channel）。１段光可以有８種顏色變化（2 x 2 x 2），２段光就變成22要乘以三次，可以有６４種顏色變化！（4 x 4 x 4）

如果是一個８bit的影片系統，就可以呈現28乘以自身３次的顏色變化，也就是256(紅) x 256(藍) x 256(綠)，總共約可得到約1667萬種顏色。所以，10bit的顏色系統就可以呈現210乘以自身3次的顏色變化（1024的３次方），總共可以有1073741824，約為10.7億種顏色，比８bit的影片還多了10億多個顏色表現，真是天差地遠啊！

*１０bit與８bit色彩深度的影像，表面上看起來只差2個bit，但卻差了2個次方再乘3種顏色變化的差異，顏色過渡很柔和

看到這裡，你一定會想問：那我的攝影機能拍攝的是多少位元深度的影片呢？一般消費級機種，錄影與螢幕顯示普遍都是８bit，但是有一些高階機種錄影可達１０bit以上，例如GH5、A7S III、Canon R5、S1...等。坦白說，如果設備能錄影１０bit以上的規格，廠商一定會在廣告上大力地寫出來給消費者看，因為那可是一大賣點啊！

這除了造成後期調色容易出現色彩斷階現象外，也會因為色彩不連續而讓別的顏色運算結果滲透進到中間斷階沒訊號的資訊洞口，讓色彩的顏色出現變質。肉眼雖然看不出來，但是在電腦去背和挑選顏色（二級調色）的時候就會出現誤差以及更多的色彩躁點，因為調色過程會增強色彩訊號，但有些顏色資訊不完整或有誤而導致判別錯誤。

但是相比之下，產生明顯的問題還是在於色彩斷階，當你看到天空或是牆壁的顏色變得有點像樹木的年輪那樣一圈一圈的階梯狀變化時，別懷疑，那就是你用８bit去存取一個原始有好多顏色的畫面；也就是說，天空的藍大概需要１０bit才夠存，而你硬是用８bit讓他硬塞，結果有２個bit的資訊就沒辦法存取，因此產生了色彩斷階面（過渡的顏色太少）。

最後還有一個非常重要的結論，那就是：位元深度會直接影響動態範圍！（回顧動態範圍（寬容度））

當你手上有一個利器，號稱可以錄下１０檔動態範圍時，若那個攝影機所配備的色彩深度卻只有８bit，那很抱歉，你最終只會得到８檔的動態範圍喔，也就是說，動態範圍的檔數所需要的色彩深度是完全一樣的，是要一起搭配的！要錄１０檔就需要有１０bit，要錄１２檔就要有１２bit，如果色彩深度不夠，那就沒辦法發揮感光元件上的效能囉！

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