纯无趣技术贴，关于色深、位深、图像深度详解

由于近期接触了一点嵌入式开发，须要的图片资源格式和以往接触的移动及web开发差异比较大，才有了下面这篇文章。由于比较晦涩，不须要的就能够绕行了。

图像深度、色深、位深的大统一

首先明确一点，图像深度就是色深Color Depth。关于色深和位深Bit-depth，查了不少资料，众说纷纭，有说色深是存储每一个像素所用的bit数，而位深是描述通道的属性，那咱们一般所说的24位真彩和16位全彩颜色模式，这里的24和16是位深仍是色深呢？其实大可没必要纠结，能够统称为深度。在显示器的参数中，使用更多的是位深Bit-depth的概念。后面会详细说明深度和具体颜色的关系。

虽然在设计师眼里，PNG、BMP、JPG、JPEG、GIF这些有分辨率属性的点阵图像通通称之为位图，来对应可任意缩放的矢量图，好比SVG，但在工程师，尤为是硬件工程师眼里，位图可能专指BMP格式，因此，必定要和开发人员提早确认，尤为是当涉及到嵌入式开发时，更是如此，越底层越麻烦越受限。

计算机存储图像的原理

由于对于设计师最经常使用的PS软件在保存BMP格式时有深度的选项，因此下面都以BMP格式为例来讲明，尤为是PNG和JPEG都是通过压缩的，具体压缩原理不明，也不做解释。追本溯源，做为只能识别二进制语言的计算机，在进行图像存储时存的是什么呢？像素点。一个8px*8px的图片，一共有64个像素点，计算机在存储时，会针对这64个点依次进行存储。当一个图片保存成hex格式（这是烧入单片机须要的格式），用文本编辑器打开，会发现所有由16进制的编码串组成，这里的每一串编码就是一个像素点，64个编码串解析后呈现出不一样的颜色，最终组成了图片。

位深值分配给通道

在BMP格式进行存储的时候，如图所示，系统会有一个关于深度的提示，当咱们由基本模式切换到高级模式后，看到16位、24位和32位的具体选项，（X或A）nRnGnBn或RnGnBn的形式表示，（n表示分配给该通道的位数值）。由于每一个通道只支持256（0-255）个值，所以，通道拥有的位数值不会大于8（256是2的8次幂）。

举一个16位的说明，R5G6B5，并非色值的表示方法RGB(5,6,5)，而是这16位的位深的通道分配方法，R值支持2的5次幂（32）个值，G值支持2的6次幂（64）个值，B值支持2的5次幂（32）个值，若是16位分配给R8G8B0，但在最终颜色的组成上，65536种颜色会缺乏蓝色的元素，只有红和绿的65536种组合。固然，这是极不合理的，只有RGB的组合才能造成彩色，因此位数要平均分配给R，G，B和透明通道Alpha四个通道。 这些通道的设置基本上就是经常使用设置。

对于Android开发人员，可能不陌生，Bitmap ConfigARGB_8888，对应这里24位的X8R8G8B8，ARGB_4444对应16位的X4R4G4B4，RGB_565对应16位深的R5G6B5，没有透明度。

所以，位深是8位的图，最多只有2的8次幂，也就是256种颜色，远达不到咱们对图片的色彩的须要，对于嵌入式系统或者工控领域，显示器才会是16位如下。而当位深达到16位时，支持的颜色就有2的16次幂，65536种颜色，也就是咱们说的高彩。而GIF格式的图片，就仅能支持256种颜色，这也是为何转成GIF有时会失真的缘由。其中，32位和24位在RGB通道上是相同的，但8位用来保存Alpha通道。换句话说，在彩色的表现上并没有差异，但增长了8位，即2的8次幂（256）阶色的灰度，只是颜色的过渡上更加天然，已经到了人眼没法识别差异的程度。

在PS保存成BMP格式种，提供了1位、4位、8位、16位、24位和32位的选项，这只是经常使用位深，6位可不能够？固然是能够的，对于6位的图像，能够分配到不一样的通道R2G2B2，一共支持4*4*4 共计64种不一样的颜色。即便是100*100 一共一万个像素点的图片，对于6位位深而言，也只有64种颜色能够选择。好比咱们项目中，显示芯片的规格书中明确规定了支持6-bit，R支持的四个值对应0，1/3R，2/3R和1R，G支持的四个值对应0，1/3G ，2/3G和1G，B支持的四个值对应0，1/3B ，2/3B和1B。怎么转换成设计师能看懂的语言呢，以红色R为例，RGB颜色的表示方法中能够在0-255范围内进行设置，限定的四个值就依次变成了（0，75，150，255），这样看就明确了不少，在进行色彩选择时RGB（75，150，75）这种颜色，或者RGB（0，75，150）等等，只要保证是这四个值的组合就能够了。最简单当方法就是下载一个64位色的色板。

位深与图片尺寸的正相关

说完了位深的分配，再来看存储，也就是对图片尺寸的影响。

bit比特和Byte字节

bit是计算机最基本的存储单元，是二进制的“0”或者“1”，而Byte一般做为存储单位。Byte和bit存在换算关系，1Byte=8bit。

一个8位深的图片，储存每一个像素所须要的位数是多少？根据位深的含义，每一个像素点可存放8位二进制，每一个二进制是一个bit，所以，一个像素须要8bit，也就是1Byte。而16位颜色的图，存储每一个像素点，存放的是16位二进制，存储一个像素则须要2Byte。固然了，由于计算机在存储图片时还要存储像素以外的如位图头、位图信息、调色板等其余信息（就像txt文档的尺寸并不只仅是里面文本所占据的字节的数量），所以并不和咱们的换算结果彻底相同，只要了解不一样位深致使的图片尺寸变化的缘由就好。对于BMP格式的图片，不受颜色的约束的，每一个色素点，纯黑纯白灰度或者彩色的，存储所占用的字节数是相同的，影响大小的只有位深。下面这张图，全部图片的分辨率都是8*8像素，我用不一样后缀的明明白白来区分导出时选择的位深。显而易见的是，只要是16位深，不管灰色、纯红、任意RGB颜色、甚至是渐变，在存储时都是相同的尺寸。而相同分辨率的相同的灰色填充的图片，在保存成24位深和32位深时，相对于16位，尺寸就呈现一个阶梯增长的趋势。

而PNG这种压缩格式，则受制于色彩的丰富度。下面这张图片的对比能很好的说明问题，一样是256px*256px的图片，一个色彩丰富，一个只有两种颜色，在一样选择PNG-24时，尺寸差别很大，但BMP一样是16位位深，则是相同的尺寸。

总结

深度了解图片位深对色彩影响的机制，主要就是在面对具体的项目时，能够更加灵活的选择更合适的图片格式，以及在色彩的选取上，如何才能适应不一样的显示芯片。把硬件规格说明书中晦涩难懂的部分转换成设计时须要参考的资源。