Bit Depth – nombre de nuances de couleur

Bit Depth – nombre de nuances de couleur

Depuis que tous nos media (sons, images, vidéo) sont numériques, leur stockage l’est aussi de facto! L’informatique est très à l’aise avec ces derniers étant basé sur un traitement et une manipulation exclusivement numérique des fichiers. Mais qu’est-ce qu’est concrètement le numérique ? Une partie de la réponse est donnée par l’approche de la profondeur de la couleur. Mais il faut commencer par le début : l’unité binaire.

Le bit : unité binaire

Image faites de 0 et 1 : illustration du binaire

C’est un monde binaire et son unité est le bit (issu de la contraction anglaise « binary digit« ). Il n’a que 2 états : par exemple allumé/éteint, Noir/Blanc, Plein/Vide ou Zéro/Un. La quantité de bit utilisée, pour enregistrer/simuler/restituer de manière numérique une information, peut être colossale (c’est la raison d’être des Codecs). Ici je me penche plus particulièrement sur le codage de la couleur d’un pixel  (issu de la contraction anglaise « PICTure ELement ») d’une image, avec différent nombre de bit :

  • 1 bit : 0 ou 1 : noir ou blanc : 2 nuances
  • 2 bits : 00, 01, 10, 11 : Noir, Gris foncé, Gris clair, Blanc : 4 nuances
  • 3 bits : 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 : 8 nuances
  • 8 bits : 256 nuances
  • 10 bits : 1024 nuances
  • 24 bits : 16,7 Millions de nuances
  • 30 bits : 1,07 Millard de nuances
  • 36 bits : 68,7 Milliard de nuances

Pour les matheux, la formule est : n bits : 2^n ou 2(puissance)n ou 2x2x2x……x2x2x2 (n fois) nuances

36 bits
30 bits
30 bits
24 bits
24 bits

La profondeur est notée avec l’acronyme bpp, pour bit-per-pixel

Couches

Que ce soit en RVB ou YUV, trois composantes/couches sont utilisées pour la couleur d’un pixel

Pour une image 24 bits (16,7 Millions de nuances de couleur), ces derniers sont équitablement partagé entre chaque couche :  soit 8 bits pour les nuances de rouge, 8 bits pour les nuances de vert et 8 bits pour les nuances de bleu.

Pour une image 30 bits (1,07 Millard de nuances de couleur), ces derniers sont équitablement partagé entre chaque couche : soit 10 bits pour les nuances de luminance (Y), 10 bits pour les nuances de première chrominance (U) et 10 bits pour les nuances de seconde chrominance (V).

Une quatrième couche alpha (optionnelle) a généralement son nombre de nuance propre indépendamment des 3 premières couches.

Profondeur Vidéo : Bit depth

En vidéo la « profondeur » d’une image est le nombre de bit d’une des 3 couches

12 bits par couche
10 bits par couche
10 bits par couche
8 bits par couche
8 bits par couche

La profondeur est notée avec l’acronyme bpc, pour bit-per-channel

Color SpaceBits / CoucheBits / PixelCouleursData Type
ACES16-bit48-bit328.9 Mille Milliardsfloat
Rec. 2020 / P3 DCI12-bit36-bit68.7 Milliardsinteger
Rec. 2020 / Adobe RGB10-bit30-bit1.07 Milliardinteger
Rec. 709 / sRGB8-bit24-bit16.7 Millionsinteger

On remarque plus la norme est récente plus le nombre de nuance est important pour rester cohérent avec un Gamut de plus en plus grand.


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