O que significam as medidas para profundidade de cor?

A profundidade da cor é geralmente referida como sendo X bits. O que isso significa e como isso afeta uma fotografia? Que escala é usada, isto é, linear, exponencial, logarítmica, etc.?

O que é um pouco?

Computadores armazenam valores como números binários. Cada dígito de um número binário é chamado um pouco. 2 ^ N, onde N é o número de bits, é o número máximo de coisas que o número binário pode representar.

Exemplo por favor

Uma imagem em preto e branco (sem cinza aqui, apenas preto e branco) pode ser representada com uma profundidade de cor de 1 bit. 2 ^ 1 = 2. Essas duas cores são preto e branco.

Em computadores Mac mais antigos, você pode definir a profundidade das cores: 16 cores, 256 cores, milhares de cores, milhões de cores. Essas opções correspondem a diferentes valores de profundidade de bits: 4, 8, 16 e 24 bits. A profundidade de bits nos monitores do computador sempre se refere à soma da profundidade de bits dos pixels vermelho, verde e azul. Se a soma não é divisível por 3, geralmente o verde fica com um pouco mais, pois seu olho é mais sensível ao verde.

Quais são alguns números do mundo real?

Nikon d7000: 14 bits por pixel.

A maioria dos monitores de computador exibe cores com 8 bits por cor, totalizando 24 bits por pixel.

Escala

Os sensores de imagem são lineares, o que significa que a metade dos valores representa a parada mais brilhante da luz; depois, no próximo trimestre, a próxima parada e assim por diante. Isso significa que os valores escuros são compactados rapidamente em um pequeno número de valores possíveis. Quanto maior a profundidade de bits, melhor a qualidade dos pixels escuros.

Como isso afeta uma fotografia?

Mais bits significa mais dados. Isso não pode ser falsificado. Mais bits também podem significar mais qualidade para trabalhar ao processar as imagens.

Valores mais altos nem sempre são melhores. Projetar ADC (conversores digitais analógicos) com alta profundidade de bits é muito difícil. Isso ocorre porque o nível de ruído do conversor deve estar abaixo de (V) / 2 ^ N, em que V é a tensão do sinal de entrada e N é a profundidade do bit. Essa voltagem, V / 2 ^ N, é chamada de voltagem de bit menos significativa (geralmente chamada de 'um LSB'). É a voltagem que cada bit representa. Se o nível de ruído for maior que um LSB, o LSB não está armazenando dados úteis e deve ser removido.

Exemplo: Um sinal de 5 Volts está sendo digitalizado por um ADC de 10 bits. Sob que voltagem o ruído deve ser mantido?

Usando a equação para tensão LSB: 5 / (2 ^ 10) = (5/1024) V, 4,88 mV.

Os níveis de cores ou tons são armazenados em "palavras", com cada palavra contendo N "bits".
Cada bit pode estar desativado ou ativado (ou alto ou baixo, ou 0 ou 1).
Portanto, como um "bit" binário possui dois estados, ele pode armazenar um dos dois "estados" ou níveis.
A combinação de bits em uma "palavra" permite que a palavra armazene qualquer um de um número maior de estados.
2 bits podem armazenar um dos 2 x 2 = 4 estados.
8 bits podem armazenar um dos estados 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 256.

O número de níveis ou tons disponíveis para N bits é dado por
2 x 2 x 2 ... N tons ou 2 ^ N níveis.

2 ^ 16 = 16 bits = 65536
2 ^ 14 = 14 bits = 16.384
2 ^ 12 = 12 bits = 4.096
2 ^ 10 = 10 bits = 1024
2 ^ 8 = 8 bits = 256
1 bit = ligado / desligado = preto e branco OU duas cores de escolha.

Onde houver muito poucos níveis de tom ou cor disponíveis, as cores "reais" presentes devem ser armazenadas como o valor disponível mais próximo. Assim, vários tons de verde "amontoam-se juntos", assim como vermelhos, marrons ou azul-marinho, tangerinas ou octarinas ou ....

16 bits = 65.536 níveis (veja abaixo) é mais que suficiente para tornar as cores continuamente variáveis ​​de acordo com a maioria dos sistemas olho-cérebro humano. 14 bits é bom o suficiente para a maioria dos meros mortais e até 12 bits é bom o suficiente para a maioria dos propósitos. Reduza para 10 bits e as pessoas começam a ver faixas e perda de alterações de cores suaves.

A imagem abaixo mostra uma imagem nas resoluções de "16", 8, 4 e 1 bit.
Eu digo "16" porque, enquanto os dados de cores são armazenados em 16 bits, escolhi a imagem original para se adequar e foi tirada em 2004 com uma câmera "ponte" Minolta 7Hi com uma ADC de 12 bits (conversor analógico para digital )

A 500 mm ou mais da maioria dos monitores, a mão esquerda provavelmente duas imagens parecem semelhantes - e mais ainda a 1 metro ou mais. Mas um olhar mais atento mostrará uma vasta diferença. Examinar a imagem original mostrará as diferenças mais claramente. (Clique com o botão direito e abra em uma nova guia ou em um visualizador de imagens). As partes mais brancas das flores parecem desfocar principalmente, mas as folhas são divididas em faixas de cores semelhantes, em vez das mudanças quase contínuas que ocorrem em 16 bits.

Em seu nível básico, quanto maior a profundidade da cor, as gradações tonais mais suaves que uma imagem pode exibir.

Este vídeo compara uma Nikon D800 em 14 bits e uma Hasselblad H4D-40 em 16 bits.

http://youtu.be/9UBTE4xpvpk