12.16 10-bit 色彩输出将是主流,你已经准备好了么?

在开始这个这个话题之前,先上一张显卡间对比的图。

10-bit 色彩输出将是主流,你已经准备好了么?

对于大多数人而言,Intel 的核显给人留的印象莫过于亮机卡、性能差,当然即将推出的 Xe 系列独显可能会打破这一观点,毕竟 Xe 系列将会涵盖低端的 LP、中端 HP 和旗舰级 HPC 三个档位。

根据早前媒体的报道,Xe LP 系列的 TDP(散热设计功耗) 在 5W - 20W 区间,最高可达到 50W,Xe HP 系列最高可达 250W,光是这两个系列就已经接近 N 卡和 A 卡的中端级别,其旗舰级 HPC 系列的性能将会更高。

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本文主要是说 A 卡和 N 卡的特点,因此英特尔显卡的特点就放一边不做深度讨论。

图上对于 A 卡和 N 卡的解释是,A 卡具有极致色彩,N 卡具有曲面细分的特点。这也没错,毕竟 N 卡在更新至 Turning 架构后增加了 DLSS 和光线追踪技术的支持,这两项技术让游戏的体验更上一层,此外,CUDA 模块的支持也提供了更好的 AI 支持。

这些都是 A 卡所缺失的部分,不过当年挖矿热潮中,A 卡强大的计算能力却反超 N 卡成为王者,以至于当时 A 卡各种脱销,甚至出现二手卡比全新价格还高的局面。

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不过,一直有消息说 A 卡更适合于设计师、视频剪辑,毕竟 A 卡在色彩还原度方面远胜于 N 卡。作为一名非专业设计师,这点不做太多评价,毕竟色彩还原度存在多方面因素,包括显示器支持的色域、背景光的影响等,其中最主要的还是每个人对于色彩还原的定义还是有一定差别的。

根据我对显示器色域的了解,目前高色域覆盖主要以 Adobe RGB 和 DCI-P3 两种为主,其中支持 DCI-P3 色域的显示器大多售价较高,例如苹果的 Pro Display XDR、戴尔 UP2718Q 等。关于色域这个方面的知识,后期会单独开一篇文章讲解。

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除了硬件层面的必要因素,显卡本身对于色彩输出的标准也是必要原因,其中 AMD Radeon Pro 和 NVIDIA Quadro 系列专业显卡支持的 10-bit 色深就可以带来更好的色彩体验。

但是在桌面级显卡上,只有 AMD 的 Radeon 系列有提供对于 10-bit 色彩输出的支持,甚至提供了 12-bit 色彩输出的支持,但是 NVIDIA 的 GeForce 系列和 Titan 系列却一直没有提供对应的支持。

不过,NVIDIA 和英特尔在今年推出了「创意设计本」的概念,显卡驱动程序也被分为 Studio Driver 和 Game Ready 两种。前者专注于专业软件的优化,主要是提供在专业软件中开启 10-bit 色深显示的功能;后者则是专注于游戏软件的优化显示,包括 DLSS 帧率优化一类的。

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目前,越来越多的显示器提供对 10-bit 深度色彩的显示,将来还可能出现支持 12-bit 色彩输出的显示器。对于设计师群体而言,消费级显卡原生提供对深度色彩的支持,可以减少设备的购置成本,毕竟同样规格的显卡中,专业级显卡的售价要比消费级高两倍甚至更多。

关于 10-bit 色彩输出的概念,下面就详细介绍一下。

深度色彩输出体现在哪里

关于色彩输出的概念,每个人都有自己的观点。有不少人会感觉 A 卡的色彩更为鲜艳,而且效果更好,但是真要说什么地方占有优势,却很少有人解释清楚,毕竟这更多的是人为主观的概念。

早期,数码媒体 PConline 曾针对 A 卡和 N 卡在画质输出方面做过一个测试。从结果来看,两者在画质上没有明显区别,细微的数据差别也仅仅是测试仪器和测试环境所导致的误差,由此可以得出结论,「相同输出接口的情况下,两者画质并无差异」。

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目前,数字输出的主流接口莫过于 DVI、HDMI 和 DP 三种,早期的 VGA 和 S-Sub 接口则是模拟输出接口,目前已经被淘汰。

对于显示器而言,数字接口输出的信号只是数字信号,其仅仅包含色彩的信息,并不包括显卡的相关信息,例如芯片信息、显存信息等。由此可见,在相同的驱动设置下,画质、色彩之间几乎是没有太大差异的。

但是,大多数显卡驱动提供了自定义的选项,用户大可根据自己的需求调整显卡的输出分辨率、帧率、色彩信息等。

色彩范围对画质的影响

之所以说显卡驱动的设置会影响到画质,这点和输出动态范围的概念脱不了干系。

目前大多数显示器支持的是 32 位真彩色,该系统中每个通道的色彩数值范围在 0 - 255,这个范围在显卡驱动中会显示为「完全 Full」;除此之外,还有个范围在 16 - 235 的标准,其在显卡驱动中会显示为「有限 Limited」。

在专业级显卡中,A 卡和 N 卡的驱动默认输出皆为「完全 Full」,但是在消费级显卡中,两者却有所区别,其中 A 卡驱动的默认设置为「完全 Full」;而 N 卡为了保证兼容性,其 Game Ready 驱动中默认开启的是「有限 Limited」,当然这点是可以根据需求主动调整的。

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也许有人会觉得色彩范围的差距对画质的影响不大,那应该是没有做过两者的详细对比。长期使用 N 卡的用户不难发现,在图片预览或者看电影时,会有一种灰蒙蒙的感觉,但是 A 卡输出的却没有这种感觉,这点就和色彩范围的设定有一些关联。

编码和色深同样影响画质

除了色彩范围对画质的影响,编码和色深同样对画质有所影响。

在 NVIDIA 控制面板和 Radeon 控制中心里面,会有「颜色深度」的选项,其中包括 6 bpc、8 bpc 和 10 bpc 的选项,色深的数值越大意味着色彩范围越广,这也标志着色彩更为丰富。

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对于色彩深度的定义,引用维基百科的解释就是色彩深度有 N 位,表示有 2^N 种颜色可供选择,例如 8 bpc 就是包含 256 阶色彩,10 bpc 就包含 1024 阶色彩。除了驱动和显卡本身的支持,显示器和线缆的支持也是必要的,不然显示效果依旧无法满足需求。

除了色彩深度,驱动程序的输出编码也会影响到显示效果。目前大多数显示器采用 RGB 色彩编码系统,例如常见的 AdobeRGB 和 sRGB,这种编码以 Red、Green 和 Blue 三原色为基础。除了 RGB 色彩编码,A 卡还会以亮度、色度和饱和度为主的 YUV 编码进行信号输出。

虽然说 YUV 编码可以根据公式转换为 RGB 输出,但是相较于原生 RGB 输出总会有些差距,因此显卡驱动若为 YUV 输出,画质也会有所下降。

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10-bit 输出提升效果

其实 10-bit 输出并不是个新鲜事,毕竟大多数显卡的控制中心提供了对应的选项。但是早期的 AMD Radeon 和 NVIDIA GeForce 系列提供的 10-bit 输出仅针对 DirectX 接口,并没有提供对 OpenGL 接口的支持。

换句话说,当游戏或者视频软件提供对 10-bit 支持时,用户才可以体验到 10-bit 输出带来的快感;但是对于 Photoshop、After Effects、Cinema 4D 这类专业软件时便无能为力,毕竟那些专业软件才用的大多是 OpenGL 接口。

这也意味着,想要在专业软件中体验 10-bit 色深的话,只能选择购买 Radeon Pro、Quadro 一类的专业级显卡。

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其实大多数专业级显卡在硬件规格上与消费级相仿,但是价格却要高一倍甚至更多。以 NVIDIA Quadro RTX 4000 为例,它在硬件规格上与 GeForce RTX 2070 基本一致,但是其售价几乎是后者的一倍;AMD Radeon Pro WX7100 与 Radeon RX 480 在硬件规格上几乎一致,其售价也达到了后者了 4 倍以上。

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其实两者之间的区别主要是在驱动层面,AMD Radeon Pro、NVIDIA Quadro 一类的专业显卡针对于专业软件有较大程度的优化,尤其是 OpenGL 层面的优化。

过去,有人通过刷 BIOS、破解驱动的方式让消费级显卡装上专业显卡驱动的案例,其中最为经典的莫过于 ATI Radeon HD5650 软改 ATI FirePro V5800 这件事,不过这些方法早已失效。不同于过去,现在 NVIDIA 已经在其 Studio Driver 中提供了为专业软件输出 10-bit 色深的功能,这也算是技术的一种下放。

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10-bit 色深的意义及开启方法

虽然说 10-bit 显示器并不主流,但是这不代表 10-bit 色深就没有存在的意义。以目前大多数视频采用 YUV 输出为例,由于大多数显示器采用 RGB 色域,因此视频播放时需要经过 YUV 向 RGB 的转换,更高的色深意味着更高的转换精度,这也会让色彩显示更为精确。

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除了视频,图片等多媒体元素中也会采用 YUV 输出,这也是为了提升兼容性而做出的妥协。

虽然说 10-bit 具有许多优势,但是显示器支持 10-bit 显示才是真正的基础。此外,HDMI 2.0/Display Port 1.4 以上版本的接口也是必须考虑的因素,在 4K 显示器下,为了保证更好的体验,Display Port 1.4 接口输出才是最好的选择。毕竟只有硬件层面上得到支持,才能获得更好的视觉体验。

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10-bit 是一种趋势

多年前,大多数显示器主要是 6-bit 色深,人们对于显示器色深、色域的概念还不是那么明确。那时候显示器的宣传大多以低延时、大屏、高分辨率为卖点,但是在物质水平不断提高的当下,用户对显示水平的追求也从低延时、高分辨率转向更为丰富的色彩。

正是因为如此,8-bit 甚至 10-bit 色深的概念才被人重视,N 卡和 A 卡已经在驱动层面提供了对 10-bit 色深的支持。当支持该色深的显示器开始降价的时候,也就意味着 10-bit 甚至更高的色深开始被用户所接受,间接的标志着技术的进一步发展。


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