La profondità del colore viene spesso definita come X bit. Cosa significa e come influisce su una fotografia? Quale scala viene utilizzata, ovvero è lineare, esponenziale, logaritmica, ecc.?
I computer memorizzano i valori come numeri binari. Ogni cifra di un numero binario è chiamata bit. 2 ^ N, dove N è il numero di bit è il numero massimo di cose che il numero binario può rappresentare.
Un'immagine in bianco e nero (non grigio qui, solo bianco e nero) può essere rappresentato con una profondità di colore di 1 bit. 2 ^ 1 = 2. Questi due colori sono bianco e nero.
Indietro sui vecchi computer Mac era possibile impostare la profondità del colore: 16 colori, 256 colori, migliaia di colori, milioni di colori. Queste opzioni corrispondono a diversi valori di profondità di bit: 4, 8, 16 e 24 bit. La profondità di bit sui monitor dei computer si riferisce sempre alla somma della profondità di bit dei pixel rossi, verdi e blu. Se la somma non è divisibile per 3, di solito il verde ottiene la parte in più poiché l'occhio è più sensibile al verde.
Nikon d7000: 14 bit per pixel.
La maggior parte dei monitor di computer visualizza il colore con 8 bit per colore per un totale di 24 bit per pixel.
I sensori di immagine sono lineari, che significa che la metà dei valori rappresenta lo stop di luce più luminoso, quindi il quarto successivo lo stop successivo e così via. Ciò significa che i valori scuri vengono rapidamente compressi in un piccolo numero di valori possibili. Maggiore è la profondità di bit, migliore è la qualità dei pixel scuri.
Più bit significa più dati. Non può essere simulato. Più bit possono anche significare più qualità con cui lavorare durante l'elaborazione delle immagini.
Tuttavia, valori più alti non sono sempre migliori. La progettazione di ADC (convertitori digitali analogici) con un'elevata profondità di bit è molto difficile. Questo perché il livello di rumore del convertitore deve essere inferiore a (V) / 2 ^ N dove V è la tensione del segnale di ingresso e N è la profondità di bit. Questa tensione, V / 2 ^ N, è chiamata tensione di bit meno significativa (spesso chiamata "un LSB"). È la tensione rappresentata da ogni bit. Se il livello di rumore è maggiore di un LSB, l'LSB non memorizza dati utili e deve essere rimosso.
Esempio: un segnale a 5 Volt viene digitalizzato da un ADC a 10 bit. Sotto quale tensione deve essere mantenuto il rumore?
Usando l'equazione per la tensione LSB: 5 / (2 ^ 10) = (5/1024) V, 4,88 mV.
I livelli di colore o tono sono memorizzati in "parole", con ogni parola contenente N "bit".
Ogni bit può essere disattivato o attivato (o alto o basso, o 0 o 1).
Quindi , poiché un "bit" binario ha due stati, può memorizzare uno tra due "stati" o livelli.
La combinazione di bit in una "parola" consente alla parola di memorizzare uno qualsiasi di un numero maggiore di stati.
2 i bit possono memorizzare uno di 2 x 2 = 4 stati.
8 bit possono memorizzare uno di 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 256 stati.
Il numero di livelli o toni disponibili per N bit è dato da
2 x 2 x 2 ... N toni o 2 ^ N livelli.
2 ^ 16 = 16 bit = 65536
2 ^ 14 = 14 bit = 16.384
2 ^ 12 = 12 bit = 4.096
2 ^ 10 = 10 bit = 1024
2 ^ 8 = 8 bit = 256
1 bit = on / off = bianco e nero OPPURE 2 colori a scelta.
Dove sono disponibili pochissimi livelli di tonalità o colore, i colori "reali" presenti devono essere memorizzati come valore disponibile più vicino. Quindi, varie tonalità di verde "ciuffo togethjer", così come i rossi o marroni o acquamarine o mandarini o ottarine o ....
16 bit = 65.536 livelli (vedi sotto) sono più che sufficienti per rendere i colori continuamente variabili in base alla maggior parte dei sistemi occhio-cervello umani. 14 bit sono sufficienti per la maggior parte dei comuni mortali e anche 12 bit sono sufficienti per la maggior parte degli scopi. Scendi a 10 bit e le persone iniziano a vedere bande e perdita di cambi di colore uniformi.
L'immagine sotto mostra un'immagine alle risoluzioni di "16", 8, 4 e 1 bit.
Dico "16" perché, mentre i dati sul colore sono memorizzati a 16 bit, ho scelto immagine originale adatta ed è stata scattata nel 2004 con una fotocamera Minolta 7Hi "bridge" con ADC a 12 bit (convertitore analogico-digitale).
A 500 mm o più dalla maggior parte dei monitor, le due immagini a sinistra probabilmente appaiono simili, e ancora di più a 1 metro o più. Ma uno sguardo più attento mostrerà una grande differenza. L'esame dell'immagine originale mostrerà le differenze più chiaramente. (Fare clic con il tasto destro e aprire in una nuova scheda o in un visualizzatore di immagini). Le parti più bianche del fiore sembrano sfocare principalmente ma le foglie sono suddivise in bande di colori simili piuttosto che i cambiamenti quasi continui che si verificano a 16 bit.
Al suo livello di base, maggiore è la profondità del colore, più uniformi sono le gradazioni tonali che un'immagine può visualizzare.
Questo video confronta una Nikon D800 a 14 bit e una Hasselblad H4D-40 a 16 bit.