颜色在计算机中是以一定单位的数值表示的。最开始计算机中使用的是黑白两个色阶,后来随着技术的发展,计算机可以表示更多的颜色。根据人眼的视觉方式,我们将每个颜色的RGB值(红、绿、蓝三个颜色的值)分别表示为一个8位二进制数,也就是0-255的十进制数,这样一个颜色就可以表示为一个三元组(R,G,B),而且一共可以表示256³=16777216种颜色。这里的256个色阶就是指每个颜色通道(R,G,B)的十进制数值的选择范围为0-255。
颜色的深度决定了颜色分辨率的精细程度。比如,若限定颜色的深度为12个位数,那么在这种情况下,设定的颜色的数值共有2^12种之多,即4096种。这样的情况下,对于一种颜色与其他颜色之间的分辨程度很低,颜色表达的精细度很有限。若想得到更深的颜色,就必须增加颜色的深度。
常见的颜色深度有4位、8位、16位、24位和32位等。其中我们常用的8位颜色深度就是一个字节,256个颜色可以轻松表示,而且8位的颜色深度无论在色彩还是明暗层次上都不会产生明显的色带效应,所以也足以满足一般用户的需求。
一张位图文件中的每个像素都要用颜色来描述,随着位图的分辨率越高,每个像素的颜色数也就越高,每个像素所占空间也就越大。在计算机系统中,存储空间是有限的,存储密度的高低决定了机器对庞大数据的处理速度,而在位图文件中,占用空间越小,保存文件的速度就会越快。
从上面的分析可以看到,8位的颜色深度即256个色阶能够为每个像素提供足够的颜色范围,能够达到合理的色彩表现效果。同时,256个色阶可以保证位图文件的存储空间控制在合理的范围内,对于一般用户已经足够使用了。
在实际应用中,大部分场景下的256个色阶已经足够我们进行图像处理了。相对来说,24位真彩色需要的存储空间是8位颜色深度的3倍,计算量更大,而且对于普通的电脑和显示器来说,显示范围也有限,事实上人眼的颜色分辨率也并非无限精细,增加颜色深度会使图像的颜色变得丰富多彩,但对于一般的图像处理和应用而言,256个色阶已经足够使用。
当然,在某些特殊场景下,我们需要更高的分辨率来表现颜色,比如图像处理、印刷等领域。在这些领域中,可以采用更高的颜色深度来达到更好的表现效果。但对于一般的电子设备,256个色阶已经足够满足我们的需求。