10-bit 色彩輸出將是主流,你已經準備好了麼?

在開始這個這個話題之前,先上一張顯卡間對比的圖。

10-bit 色彩輸出將是主流,你已經準備好了麼?

對於大多數人而言,Intel 的核顯給人留的印象莫過於亮機卡、性能差,當然即將推出的 Xe 系列獨顯可能會打破這一觀點,畢竟 Xe 系列將會涵蓋低端的 LP、中端 HP 和旗艦級 HPC 三個檔位。

根據早前媒體的報道,Xe LP 系列的 TDP(散熱設計功耗) 在 5W - 20W 區間,最高可達到 50W,Xe HP 系列最高可達 250W,光是這兩個系列就已經接近 N 卡和 A 卡的中端級別,其旗艦級 HPC 系列的性能將會更高。

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本文主要是說 A 卡和 N 卡的特點,因此英特爾顯卡的特點就放一邊不做深度討論。

圖上對於 A 卡和 N 卡的解釋是,A 卡具有極致色彩,N 卡具有曲面細分的特點。這也沒錯,畢竟 N 卡在更新至 Turning 架構後增加了 DLSS 和光線追蹤技術的支持,這兩項技術讓遊戲的體驗更上一層,此外,CUDA 模塊的支持也提供了更好的 AI 支持。

這些都是 A 卡所缺失的部分,不過當年挖礦熱潮中,A 卡強大的計算能力卻反超 N 卡成為王者,以至於當時 A 卡各種脫銷,甚至出現二手卡比全新價格還高的局面。

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不過,一直有消息說 A 卡更適合於設計師、視頻剪輯,畢竟 A 卡在色彩還原度方面遠勝於 N 卡。作為一名非專業設計師,這點不做太多評價,畢竟色彩還原度存在多方面因素,包括顯示器支持的色域、背景光的影響等,其中最主要的還是每個人對於色彩還原的定義還是有一定差別的。

根據我對顯示器色域的瞭解,目前高色域覆蓋主要以 Adobe RGB 和 DCI-P3 兩種為主,其中支持 DCI-P3 色域的顯示器大多售價較高,例如蘋果的 Pro Display XDR、戴爾 UP2718Q 等。關於色域這個方面的知識,後期會單獨開一篇文章講解。

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除了硬件層面的必要因素,顯卡本身對於色彩輸出的標準也是必要原因,其中 AMD Radeon Pro 和 NVIDIA Quadro 系列專業顯卡支持的 10-bit 色深就可以帶來更好的色彩體驗。

但是在桌面級顯卡上,只有 AMD 的 Radeon 系列有提供對於 10-bit 色彩輸出的支持,甚至提供了 12-bit 色彩輸出的支持,但是 NVIDIA 的 GeForce 系列和 Titan 系列卻一直沒有提供對應的支持。

不過,NVIDIA 和英特爾在今年推出了「創意設計本」的概念,顯卡驅動程序也被分為 Studio Driver 和 Game Ready 兩種。前者專注於專業軟件的優化,主要是提供在專業軟件中開啟 10-bit 色深顯示的功能;後者則是專注於遊戲軟件的優化顯示,包括 DLSS 幀率優化一類的。

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目前,越來越多的顯示器提供對 10-bit 深度色彩的顯示,將來還可能出現支持 12-bit 色彩輸出的顯示器。對於設計師群體而言,消費級顯卡原生提供對深度色彩的支持,可以減少設備的購置成本,畢竟同樣規格的顯卡中,專業級顯卡的售價要比消費級高兩倍甚至更多。

關於 10-bit 色彩輸出的概念,下面就詳細介紹一下。

深度色彩輸出體現在哪裡

關於色彩輸出的概念,每個人都有自己的觀點。有不少人會感覺 A 卡的色彩更為鮮豔,而且效果更好,但是真要說什麼地方佔有優勢,卻很少有人解釋清楚,畢竟這更多的是人為主觀的概念。

早期,數碼媒體 PConline 曾針對 A 卡和 N 卡在畫質輸出方面做過一個測試。從結果來看,兩者在畫質上沒有明顯區別,細微的數據差別也僅僅是測試儀器和測試環境所導致的誤差,由此可以得出結論,「相同輸出接口的情況下,兩者畫質並無差異」。

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目前,數字輸出的主流接口莫過於 DVI、HDMI 和 DP 三種,早期的 VGA 和 S-Sub 接口則是模擬輸出接口,目前已經被淘汰。

對於顯示器而言,數字接口輸出的信號只是數字信號,其僅僅包含色彩的信息,並不包括顯卡的相關信息,例如芯片信息、顯存信息等。由此可見,在相同的驅動設置下,畫質、色彩之間幾乎是沒有太大差異的。

但是,大多數顯卡驅動提供了自定義的選項,用戶大可根據自己的需求調整顯卡的輸出分辨率、幀率、色彩信息等。

色彩範圍對畫質的影響

之所以說顯卡驅動的設置會影響到畫質,這點和輸出動態範圍的概念脫不了干係。

目前大多數顯示器支持的是 32 位真彩色,該系統中每個通道的色彩數值範圍在 0 - 255,這個範圍在顯卡驅動中會顯示為「完全 Full」;除此之外,還有個範圍在 16 - 235 的標準,其在顯卡驅動中會顯示為「有限 Limited」。

在專業級顯卡中,A 卡和 N 卡的驅動默認輸出皆為「完全 Full」,但是在消費級顯卡中,兩者卻有所區別,其中 A 卡驅動的默認設置為「完全 Full」;而 N 卡為了保證兼容性,其 Game Ready 驅動中默認開啟的是「有限 Limited」,當然這點是可以根據需求主動調整的。

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也許有人會覺得色彩範圍的差距對畫質的影響不大,那應該是沒有做過兩者的詳細對比。長期使用 N 卡的用戶不難發現,在圖片預覽或者看電影時,會有一種灰濛濛的感覺,但是 A 卡輸出的卻沒有這種感覺,這點就和色彩範圍的設定有一些關聯。

編碼和色深同樣影響畫質

除了色彩範圍對畫質的影響,編碼和色深同樣對畫質有所影響。

在 NVIDIA 控制面板和 Radeon 控制中心裡面,會有「顏色深度」的選項,其中包括 6 bpc、8 bpc 和 10 bpc 的選項,色深的數值越大意味著色彩範圍越廣,這也標誌著色彩更為豐富。

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對於色彩深度的定義,引用維基百科的解釋就是色彩深度有 N 位,表示有 2^N 種顏色可供選擇,例如 8 bpc 就是包含 256 階色彩,10 bpc 就包含 1024 階色彩。除了驅動和顯卡本身的支持,顯示器和線纜的支持也是必要的,不然顯示效果依舊無法滿足需求。

除了色彩深度,驅動程序的輸出編碼也會影響到顯示效果。目前大多數顯示器採用 RGB 色彩編碼系統,例如常見的 AdobeRGB 和 sRGB,這種編碼以 Red、Green 和 Blue 三原色為基礎。除了 RGB 色彩編碼,A 卡還會以亮度、色度和飽和度為主的 YUV 編碼進行信號輸出。

雖然說 YUV 編碼可以根據公式轉換為 RGB 輸出,但是相較於原生 RGB 輸出總會有些差距,因此顯卡驅動若為 YUV 輸出,畫質也會有所下降。

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10-bit 輸出提升效果

其實 10-bit 輸出並不是個新鮮事,畢竟大多數顯卡的控制中心提供了對應的選項。但是早期的 AMD Radeon 和 NVIDIA GeForce 系列提供的 10-bit 輸出僅針對 DirectX 接口,並沒有提供對 OpenGL 接口的支持。

換句話說,當遊戲或者視頻軟件提供對 10-bit 支持時,用戶才可以體驗到 10-bit 輸出帶來的快感;但是對於 Photoshop、After Effects、Cinema 4D 這類專業軟件時便無能為力,畢竟那些專業軟件才用的大多是 OpenGL 接口。

這也意味著,想要在專業軟件中體驗 10-bit 色深的話,只能選擇購買 Radeon Pro、Quadro 一類的專業級顯卡。

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其實大多數專業級顯卡在硬件規格上與消費級相仿,但是價格卻要高一倍甚至更多。以 NVIDIA Quadro RTX 4000 為例,它在硬件規格上與 GeForce RTX 2070 基本一致,但是其售價幾乎是後者的一倍;AMD Radeon Pro WX7100 與 Radeon RX 480 在硬件規格上幾乎一致,其售價也達到了後者了 4 倍以上。

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其實兩者之間的區別主要是在驅動層面,AMD Radeon Pro、NVIDIA Quadro 一類的專業顯卡針對於專業軟件有較大程度的優化,尤其是 OpenGL 層面的優化。

過去,有人通過刷 BIOS、破解驅動的方式讓消費級顯卡裝上專業顯卡驅動的案例,其中最為經典的莫過於 ATI Radeon HD5650 軟改 ATI FirePro V5800 這件事,不過這些方法早已失效。不同於過去,現在 NVIDIA 已經在其 Studio Driver 中提供了為專業軟件輸出 10-bit 色深的功能,這也算是技術的一種下放。

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10-bit 色深的意義及開啟方法

雖然說 10-bit 顯示器並不主流,但是這不代表 10-bit 色深就沒有存在的意義。以目前大多數視頻採用 YUV 輸出為例,由於大多數顯示器採用 RGB 色域,因此視頻播放時需要經過 YUV 向 RGB 的轉換,更高的色深意味著更高的轉換精度,這也會讓色彩顯示更為精確。

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除了視頻,圖片等多媒體元素中也會採用 YUV 輸出,這也是為了提升兼容性而做出的妥協。

雖然說 10-bit 具有許多優勢,但是顯示器支持 10-bit 顯示才是真正的基礎。此外,HDMI 2.0/Display Port 1.4 以上版本的接口也是必須考慮的因素,在 4K 顯示器下,為了保證更好的體驗,Display Port 1.4 接口輸出才是最好的選擇。畢竟只有硬件層面上得到支持,才能獲得更好的視覺體驗。

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10-bit 是一種趨勢

多年前,大多數顯示器主要是 6-bit 色深,人們對於顯示器色深、色域的概念還不是那麼明確。那時候顯示器的宣傳大多以低延時、大屏、高分辨率為賣點,但是在物質水平不斷提高的當下,用戶對顯示水平的追求也從低延時、高分辨率轉向更為豐富的色彩。

正是因為如此,8-bit 甚至 10-bit 色深的概念才被人重視,N 卡和 A 卡已經在驅動層面提供了對 10-bit 色深的支持。當支持該色深的顯示器開始降價的時候,也就意味著 10-bit 甚至更高的色深開始被用戶所接受,間接的標誌著技術的進一步發展。


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