10 bit 在數字電影製作領域並不是陌生的新名詞，早在上個世紀 90 年代前期就開始廣泛使用，現在，隨著 HDTV 的逼近，關於10 bit這一影片技術指標的描述越來越多地出現在我們面前，這裡，讓我們一起探討一下關於10 bit 的一些問題。
10 bit 深度
我們瞭解，目前主要使用的影象質量是 24 bit 或 32 bit 顏色深度，它等於每通道 8 bit 的 R 、G 、B 或每通道 8 bit R 、G 、B 、A 色彩通道的相加，而 8 bit 表示每個原色具有256 個灰階，即 0 － 255 對應色彩從黑到白的灰度級別， 10 bit 表示單色彩通道具有1024 個灰度級別，色階範圍是 0-1023 。
10 bit 和 8 bit 的灰度級別
通常的我們使用的顯示器色彩是 24 bit ，那麼現在提出的 10 bit 單通道色彩，兩者是怎樣一種關係呢？
這是一個非常容易混淆的概念，實際上，可以這樣計算，1 位單通道色彩的影象只是黑色和白色兩種色彩，而單通道 8 bit 實際相當於顯示器定義的 24 bit 或 32 bit ，顯示器定義只是簡單的色彩通道相加，而不是單通道色彩深度；單通道 16 bit 具有 65536 個灰度級別，和顯示器的色彩定義不同，顯示器是兩個 5 bit 通道加上 1 個 6 bit 通道，色彩還沒有達到單通道 8 bit 的影象顯示質量。
下圖所使用的位深表示 1 bit 、2 bit 、3 bit 以及 8 bit 影象的灰度級別，隨著位深的增加，色彩梯度更加平滑，色閾也更加寬廣， 8 bit 和 10 bit 也是這樣。高位深表示在一個色閾中更多的取樣數值，8 bit 提供 256 個取樣點，而10 bit 提供1024 個取樣點，其色彩精度是8 bit 的4 倍。
也就是說，顯示器和影象深度之間是一個單通道色深與顏色數量之間的關係，24 bit 真彩色顯示器顯示數量是單通道10 bit 色彩數量的六十四分之一。如果按照三原色計算，10 bit 單色彩通道相加為30 bit 色彩，或者說10 億色。
影片也是如此，雖然肉眼不足以分辨高動態範圍的色彩，但在一些專業領域，普遍存在高位深色彩的需要，最明顯的應用比如膠片的掃描和輸出以及三維動畫序列輸出。從人眼能分辨的量化來說最高是在8-10bit ，使用14 bit 取樣保留膠片製作和影象資料的餘量已經完全夠了，而 14 bit 的取樣資料能夠完美地保留到10 bit Cin 、DPX 或者OpenEXR 檔案格式當中。
工業光魔開發的10 bit openEXR 影象用於他們的後期特效製作
目前，主流的3D 應用程式和合成系統對於10 bit Cin 、DPX 和OpenEXR 檔案格式都非常好。
10 bit 應用
在影視編輯合成領域，數字Betacam 的量化就是10 bit ，而多數數字影片卡的 8 bit 取樣輸入輸出都不能達到數字 Betacam 的色彩精度。
單通道16 bit 目前在影片領域沒有被使用，電影膠片的取樣也只在10 bit 到14 bit 之間，這是因為，無論裝置和計算機處理效能、還有磁碟儲存都遠遠沒有達到能夠處理 16 bit 數字影片的能力，10 bit 是電影膠片質量和計算機處理效能，解析度以及磁碟儲存之間的一個比較好的平衡點。
下面的例子模擬了8 bit 影象在影片特效處理過程中丟失細節的一些情況。在 Digital Fusion 流程中，給 FastNoise 節點新增 Filter 特效工具的浮雕效果，左圖流程中 FastNoise 影象為 8 位深度，右圖流程中 FastNoise 為 32 位浮點，其他設定相同。可以看到， Filter 特效工具在不同位深下由於取樣細節不同，而得到了兩種不同的結果，只是因為使用 8 bit 濾鏡的限制導致高亮和暗部影象細節被裁切。
因此，需要更高取樣的影片卡最大地保留色彩資訊以保證複雜特效的處理和多代複製過程。
高精度在合成工作中的簡單應用包括：
1 、 校色
10 bit 提供更精確的選色範圍，使校色更加方便。在對10 bit 高動態範圍影象進行處理的時候， 10 bit 提供非常寬廣的顏色範圍，使色彩校準變得更加自由。在下面的例子中，對左邊的源影象高進行Gama 調整，可以發現高亮部分仍然保持影象資訊。而在普通 8 bit 影象中，高亮部分降低 Gama 值會變為灰色。
2 、 摳像
10 bit 為摳像工作提供更寬廣的色度範圍，更精確的 Alpha 控制，以及更平滑的 Matter 邊緣。下圖顯示了不同精度的影片在摳像處理中的差別，低精度影象有嚴重的鋸齒，使得摳像很難達到理想的邊緣。
10 bit YUV 和10 bit RGB 是工業標準，這一標準來自於北美電視電影工程師協會的標準：
SMPTE 259M
SMPTE 292M
SMPTE 296M
SMPTE 372M
SMPTE 雖然嚴格地說是美國的標準，但由於其相容性和影響力，多數 SMPTE 標準成為實際的國際標準。 Sony Digital Betacam 和Panasonic D5 錄機都是採用了完全10 bit 標準，新一代的非編卡如 Decklink
Bluefish444 都採用了10 bit 量化提高採集質量。
板卡
系統
Blackmagic Decklink
O2 Anole （ 高階 影視包裝 合成 / DI ）
強氧 CLIPPER7 編輯、合成系統 ;
強氧 FCP （ 蘋果編輯、合成系統 ）
DVS
Discreet Flint/Flame （ 高階合成 ）
Discreet Smoke （ 高階剪輯 ）
Discreet Luster （ DI ）
目前主要 10 bit 後期製作裝置
作為高畫質的一個重要標準之一，10 bit 似乎與SD 無關，那麼對於SD 電視的製作是不是沒有一點意義呢？
首先，10 bit 解決了在SD 影片中YUV色彩空間轉換為RGB色彩空間時可能出現帶狀線和輪廓線的問題，這個問題是色彩空間轉換時二次取整造成的，而10 bit 能夠很好地解決這個問題。
其次，從整個數字製作環境來考慮，10 bit 同樣也是很有意義的。從 0 bit 和12 bit 量化的數字攝像機、到 10 bit 量化的數字Betacam 以及最後採集、製作到輸出磁帶，標清電視已經可以建立完全10 bit 的數字環境。
我們瞭解，在數字影象技術中，取樣本身就是訊號損失的過程，越大的取樣值使影象更精確，並且能夠降低噪波的產生，在需要後期處理的影象中，從校色、摳像到跟蹤技術都需要更精細的影象，高取樣影象得到更加柔和的邊緣，而低取樣的影象會得到很嚴重鋸齒和噪波，甚至導致數字處理失敗。與目前市場上的非編工作站相比，10 bit 製作環境在對影象資訊的保留和多代複製來說具有質的變化。
10 bit 在數字電影製作領域並不是陌生的新名詞，早在上個世紀 90 年代前期就開始廣泛使用，現在，隨著 HDTV 的逼近，關於10 bit這一影片技術指標的描述越來越多地出現在我們面前，這裡，讓我們一起探討一下關於10 bit 的一些問題。
10 bit 深度
我們瞭解，目前主要使用的影象質量是 24 bit 或 32 bit 顏色深度，它等於每通道 8 bit 的 R 、G 、B 或每通道 8 bit R 、G 、B 、A 色彩通道的相加，而 8 bit 表示每個原色具有256 個灰階，即 0 － 255 對應色彩從黑到白的灰度級別， 10 bit 表示單色彩通道具有1024 個灰度級別，色階範圍是 0-1023 。
10 bit 和 8 bit 的灰度級別
通常的我們使用的顯示器色彩是 24 bit ，那麼現在提出的 10 bit 單通道色彩，兩者是怎樣一種關係呢？
這是一個非常容易混淆的概念，實際上，可以這樣計算，1 位單通道色彩的影象只是黑色和白色兩種色彩，而單通道 8 bit 實際相當於顯示器定義的 24 bit 或 32 bit ，顯示器定義只是簡單的色彩通道相加，而不是單通道色彩深度；單通道 16 bit 具有 65536 個灰度級別，和顯示器的色彩定義不同，顯示器是兩個 5 bit 通道加上 1 個 6 bit 通道，色彩還沒有達到單通道 8 bit 的影象顯示質量。
下圖所使用的位深表示 1 bit 、2 bit 、3 bit 以及 8 bit 影象的灰度級別，隨著位深的增加，色彩梯度更加平滑，色閾也更加寬廣， 8 bit 和 10 bit 也是這樣。高位深表示在一個色閾中更多的取樣數值，8 bit 提供 256 個取樣點，而10 bit 提供1024 個取樣點，其色彩精度是8 bit 的4 倍。
也就是說，顯示器和影象深度之間是一個單通道色深與顏色數量之間的關係，24 bit 真彩色顯示器顯示數量是單通道10 bit 色彩數量的六十四分之一。如果按照三原色計算，10 bit 單色彩通道相加為30 bit 色彩，或者說10 億色。
那麼10 bit 的意義何在呢？
舉一個很簡單的例子，顯示器所顯示的色彩解析度是 72 dpi ，足夠日常使用了，但在印刷的時候，卻還是需要300 dpi 的影象，並且在印刷高質量的印刷品時，可能需要更高的解析度，比如1200 dpi 。
影片也是如此，雖然肉眼不足以分辨高動態範圍的色彩，但在一些專業領域，普遍存在高位深色彩的需要，最明顯的應用比如膠片的掃描和輸出以及三維動畫序列輸出。從人眼能分辨的量化來說最高是在8-10bit ，使用14 bit 取樣保留膠片製作和影象資料的餘量已經完全夠了，而 14 bit 的取樣資料能夠完美地保留到10 bit Cin 、DPX 或者OpenEXR 檔案格式當中。
工業光魔開發的10 bit openEXR 影象用於他們的後期特效製作
目前，主流的3D 應用程式和合成系統對於10 bit Cin 、DPX 和OpenEXR 檔案格式都非常好。
10 bit 應用
在影視編輯合成領域，數字Betacam 的量化就是10 bit ，而多數數字影片卡的 8 bit 取樣輸入輸出都不能達到數字 Betacam 的色彩精度。
單通道16 bit 目前在影片領域沒有被使用，電影膠片的取樣也只在10 bit 到14 bit 之間，這是因為，無論裝置和計算機處理效能、還有磁碟儲存都遠遠沒有達到能夠處理 16 bit 數字影片的能力，10 bit 是電影膠片質量和計算機處理效能，解析度以及磁碟儲存之間的一個比較好的平衡點。
下面的例子模擬了8 bit 影象在影片特效處理過程中丟失細節的一些情況。在 Digital Fusion 流程中，給 FastNoise 節點新增 Filter 特效工具的浮雕效果，左圖流程中 FastNoise 影象為 8 位深度，右圖流程中 FastNoise 為 32 位浮點，其他設定相同。可以看到， Filter 特效工具在不同位深下由於取樣細節不同，而得到了兩種不同的結果，只是因為使用 8 bit 濾鏡的限制導致高亮和暗部影象細節被裁切。
因此，需要更高取樣的影片卡最大地保留色彩資訊以保證複雜特效的處理和多代複製過程。
高精度在合成工作中的簡單應用包括：
1 、 校色
10 bit 提供更精確的選色範圍，使校色更加方便。在對10 bit 高動態範圍影象進行處理的時候， 10 bit 提供非常寬廣的顏色範圍，使色彩校準變得更加自由。在下面的例子中，對左邊的源影象高進行Gama 調整，可以發現高亮部分仍然保持影象資訊。而在普通 8 bit 影象中，高亮部分降低 Gama 值會變為灰色。
2 、 摳像
10 bit 為摳像工作提供更寬廣的色度範圍，更精確的 Alpha 控制，以及更平滑的 Matter 邊緣。下圖顯示了不同精度的影片在摳像處理中的差別，低精度影象有嚴重的鋸齒，使得摳像很難達到理想的邊緣。
3 、 跟蹤
對於跟蹤解算，跟蹤點的設定最為重要，如果影象壓縮太高，放大後馬賽克太大，或在序列播放中畫素點變化太快，就會導致跟蹤點無法確定而失敗。高質量、高精度影象為跟蹤提供更容易辨識的畫素和色彩，使跟蹤結果更為精確。
10 bit 流程
10 bit YUV 和10 bit RGB 是工業標準，這一標準來自於北美電視電影工程師協會的標準：
SMPTE 259M
SMPTE 292M
SMPTE 296M
SMPTE 372M
SMPTE 雖然嚴格地說是美國的標準，但由於其相容性和影響力，多數 SMPTE 標準成為實際的國際標準。 Sony Digital Betacam 和Panasonic D5 錄機都是採用了完全10 bit 標準，新一代的非編卡如 Decklink
Bluefish444 都採用了10 bit 量化提高採集質量。
板卡
系統
Blackmagic Decklink
O2 Anole （ 高階 影視包裝 合成 / DI ）
強氧 CLIPPER7 編輯、合成系統 ;
強氧 FCP （ 蘋果編輯、合成系統 ）
DVS
Discreet Flint/Flame （ 高階合成 ）
Discreet Smoke （ 高階剪輯 ）
Discreet Luster （ DI ）
目前主要 10 bit 後期製作裝置
作為高畫質的一個重要標準之一，10 bit 似乎與SD 無關，那麼對於SD 電視的製作是不是沒有一點意義呢？
首先，10 bit 解決了在SD 影片中YUV色彩空間轉換為RGB色彩空間時可能出現帶狀線和輪廓線的問題，這個問題是色彩空間轉換時二次取整造成的，而10 bit 能夠很好地解決這個問題。
其次，從整個數字製作環境來考慮，10 bit 同樣也是很有意義的。從 0 bit 和12 bit 量化的數字攝像機、到 10 bit 量化的數字Betacam 以及最後採集、製作到輸出磁帶，標清電視已經可以建立完全10 bit 的數字環境。
我們瞭解，在數字影象技術中，取樣本身就是訊號損失的過程，越大的取樣值使影象更精確，並且能夠降低噪波的產生，在需要後期處理的影象中，從校色、摳像到跟蹤技術都需要更精細的影象，高取樣影象得到更加柔和的邊緣，而低取樣的影象會得到很嚴重鋸齒和噪波，甚至導致數字處理失敗。與目前市場上的非編工作站相比，10 bit 製作環境在對影象資訊的保留和多代複製來說具有質的變化。
儲存和資料量
一般傳送標清無壓縮10 bit YUV 檔案的資料速率大約是30MB 每秒，所以採集一分鐘序列檔案將需要1800 MB 或者1.8 GB 儲存空間，1 小時將需要180 GB 儲存空間，而HD 完全不同，與HD 相比需要大得多的儲存空間。
下圖列表是10 bit 儲存空間的最低要求，由於硬碟使用物理尋道，在計算硬碟系統的資料傳輸速率時，需要考慮到硬碟速度的波動，應增加一定的安全餘量，透過增加硬碟數量可以減小安全量度。
無壓縮 10 bit YUV(4:2:2)
標準清晰度
幀尺寸
MB/ 秒
MB/ 分
GB/ 小時
720*486/29.97fps
27
1 600
94
720*576/25fps
26
1 582
93
高畫質晰度
幀尺寸
MB/ 秒
MB/ 分
GB/ 小時
1280*720p/60fps
141
8 438
494
1920*1080/24PsF
127
7 594
445
1920*1080/50i
132
7 910
463
1920*1080/60i
158
9 482
556
無壓縮 10 bit RGB(4:4:4)
高畫質晰度
幀尺寸
MB/ 秒
MB/ 分
GB/ 小時
1280*720p/60fps
211
12 656
742
1920*1080/24PsF
190
11 391
667
1920*1080/50i
198
11 865
695
1920*1080/60i
237
14 238
834
BMD 公司 DeckLink 系列採用的編碼方式碼流列表
採集影片必須實時，需要能夠完成長時間採集的輸出和寫入的處理能力。在短時間採集和長時間採集兩者之間執行效能可能很不相同，特別是碎片、磁碟寫入通路速度等等，執行效能需要達到引人注目的資料吞吐能力。
單盤對於所有的情況下的資料吞吐量和容量都不足，需要考慮 RAID 。序列 ATA 硬碟空間滿時，其速率將下降一半，所以對於SATA 雙硬碟陣列，應保證一倍的安全餘量，而對 SATA 八硬碟陣列，30 ％的安全餘量就足夠了。SCSI 硬碟陣列的波動性似乎較小，所以對於SCSI 八硬碟陣列， 20 ％的安全餘量都已經足夠了。一般來說，陣列中硬碟越多越好。
結論
由此，我們已經瞭解到，HD 不僅僅是一個簡單解析度的增加，10 bit 也不僅僅是簡單視覺觀感的改善，他是整個標準的革新，也是一場電視技術的革命。
“工欲善其事，必先利其器”，在 HD 到來之前，需要掌握新技術做好充分準備，只有在大量技術知識和經驗的積累，我們才能保證 HD 電視的順利製作。