Độ sâu màu là gì? Có ý nghĩa thế nào trong công nghệ hiển thị?

Độ sâu màu (color depth) hay độ sâu bit (bit depth), là một thuật ngữ mà có thể bạn đã từng nghe tới khi tìm hiểu về một mẫu TV sản phẩm công nghệ nào đó có tích hợp màn hình hiển thị như smartphone, laptop... Đây về cơ bản là một đơn vị đo lường liên quan trực tiếp đến số lượng màu sắc có thể được hiển thị trên màn hình, và đồng thời cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh nói chung.

Dưới đây là những điều bạn cần biết về độ sâu màu, cũng như ý nghĩa của thông số này đối với chất lượng hiển thị của màn hình.

Độ sâu màu là gì?

Hiểu theo cách đơn giản, độ sâu màu là thông số thể hiện số lượng các bit được sử dụng để biểu thị màu sắc của mỗi pixel trên màn hình. Như bạn đã biết, mỗi pixel trên màn hình đều được tạo thành từ 3 điểm màu cơ bản, đó là: Đỏ – Xanh lục – Xanh dương.

Nghe có vẻ lạ nhưng toàn bộ những màu sắc, hình ảnh mà bạn có thể nhìn thấy trên màn hình đều là sản phẩm từ sự kết hợp của những điểm màu này. Chính vì lý do đó, việc màn hình có thể tạo ra bao nhiêu màu sẽ phụ thuộc vào việc những điểm ảnh này có bao nhiêu sắc độ sáng tối khác nhau.

Độ sâu màu được đo như thế nào?

Độ sâu màu được đo bằng bit, cụ thể là bit trên mỗi pixel (bpp). Nó đại diện cho số bit được sử dụng để thể hiện màu sắc của từng pixel trong một hình ảnh. Ví dụ, nếu một hình ảnh có độ sâu màu 8 bit trên mỗi pixel, điều đó có nghĩa là mỗi pixel có thể được gán một trong 2^8 (256) màu khác nhau.

Độ sâu màu ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh như thế nào?

Độ sâu màu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hình ảnh bằng cách xác định mức độ chi tiết và độ chân thực có thể đạt được. Độ sâu màu cao hơn mang lại độ chuyển màu mượt mà và nhiều sắc thái hơn, đồng thời giảm sự xuất hiện của dải hoặc tạo màu trong hình ảnh. Ngược lại, độ sâu màu thấp hơn có thể dẫn đến bảng màu bị hạn chế, khiến hình ảnh có vẻ kém rực rỡ hơn và dễ có các bước hoặc dải màu đáng chú ý.

Mối quan hệ giữa độ sâu màu và kích thước file là gì?

Mối quan hệ giữa độ sâu màu và kích thước file rất đơn giản. Khi độ sâu màu tăng lên, kích thước file của hình ảnh cũng tăng lên. Điều này là do độ sâu màu cao hơn yêu cầu nhiều bit hơn để thể hiện thông tin màu của từng pixel, dẫn đến kích thước file lớn hơn. Ngược lại, độ sâu màu thấp hơn sẽ sử dụng ít bit hơn, dẫn đến kích thước file nhỏ hơn.

Độ sâu màu cao hơn nghĩa là có nhiều màu hơn

Đa số màn hình hiện đại ngày nay đều có khả năng hiển thị màu 8 bit ở mức tiêu chuẩn. Có nghĩa là mỗi màu (RGB) có thể có một chuỗi 8 bit, cho phép tạo ra tổng cộng 256 cấp độ màu khác nhau trên mỗi kênh. Nói cách khác, ở 8 bit, màn hình sẽ có 2^8 (256) cho mỗi giá trị màu đỏ, màu xanh lá và xanh dương để có thể pha trộn.

Màu sắc trên màn hình được tạo ra bằng cách kết hợp và trộn lẫn các kênh này, sử dụng các giá trị từ 0 đến 255. Ví dụ: màu xanh lam thuần khiết sẽ có giá trị màu đỏ là 0, giá trị màu xanh lá cây là 0 và giá trị màu xanh lam là 255. Như vậy, một tấm nền 8 bit về cơ bản có thể hiển thị tổng cộng 16,7 triệu màu có thể có (256x265x256), bằng cách trộn các giá trị khác nhau ở cấp độ sub-pixel.

Điều này còn được gọi là bit trên mỗi kênh (bits per channel - bpc), hoặc đôi khi là bit trên mỗi thành phần (bits per component), hoặc bit trên mỗi màu (bits per color). Đôi khi, những giá trị này được biểu thị khác nhau dưới dạng bit trên mỗi pixel (bpp), nhân hiệu quả các bit trên mỗi giá trị kênh với ba (một cho mỗi kênh). Vì lý do đó, 8 bit trên mỗi kênh và 24 bit trên mỗi pixel đề cập đến cùng một giá trị.

Như vậy, một sự gia tăng nhỏ về độ sâu màu cũng hoàn toàn có thể tạo ra sự khác biệt lớn đối với hình ảnh và tổng số màu có thể có. Ví dụ: một video được thể hiện bằng màu 10 bit có thể hiển thị 1.024 dải màu trên mỗi kênh đỏ, xanh lục và xanh lam — gấp bốn lần khả năng có thể có trong không gian màu 8 bit. Điều này tạo nên tổng cộng 1,07 tỷ màu (1024x1024x1024) - gấp rất nhiều lần so với màn hình 8 bit.

Ứng dụng trong thực tế

Nói tóm lại, độ sâu màu càng cao, càng nhiều màu có thể được hiển thị. Trong thế giới thực, độ sâu màu cao hơn sẽ có nghĩa là hình ảnh đẹp hơn, vì sẽ có nhiều sắc thái đỏ, xanh lục và xanh lam hơn để lựa chọn và hiển thị. Điều này không nhất thiết dẫn đến hình ảnh có độ bão hòa tốt hơn hoặc "nhiều màu sắc" hơn, nhưng nó cung cấp sự thay đổi lớn, linh hoạt hơn về màu sắc có thể có.

Ví dụ: hình ảnh cảnh rừng tươi tốt có thể trông tự nhiên và sống động hơn như thật với nhiều sắc thái màu xanh lá cây và nâu hơn để màn hình lựa chọn và hiển thị. Điều này có thể giúp người xem tưởng rằng mình đang thực sự nhìn vào một khu rừng tự nhiên hơn là một hình ảnh kỹ thuật số trên màn hình.

Sự khác biệt về độ sâu màu có thể dễ dàng nhận thấy khi bạn nhìn vào “độ dốc” của một màu, chẳng hạn như bầu trời trong hình ảnh bên dưới.

Trong một nội dung có độ sâu bit thấp, sự thay đổi màu sắc yêu cầu mức độ tinh tế cao thường dẫn đến hiện tượng phân dải, trong đó sự chuyển đổi từ một sắc thái màu có thể dễ dàng nhìn thấy dưới dạng “dải” màu, hơi thiếu tự nhiên.

Trong không gian màu 10-bit, những thay đổi màu sắc kém tự nhiên kiểu này ít được nhìn thấy hơn nhiều, vì có nhiều sắc thái hơn có sẵn hơn để áp dụng. Ngoài ra, phần lớn nội dung Ultra HD 4K và 8K hiện được tạo ra ở độ sâu màu 10 bit trở lên. Điều đó có nghĩa là màn hình 8 bit sẽ không thể hiển thị nội dung như ý định của tác giả.

Hầu hết các mẫu TV màn hình hiện nay chỉ có khả năng hiển thị hình ảnh 8 bit. Tuy nhiên cũng có không ít model cao cấp mới nhất sử dụng tấm nền 10 bit. Cá biệt, đã có một vài tấm nền hỗ trợ độ sâu màu 12 bit, nhưng hiện tại, có rất ít nội dung để thưởng thức trên chúng. Không giống như bước nhảy từ 8 bit lên 10 bit, sự khác biệt giữa 10 bit và 12 bit là không thực sự rõ rệt.