Que es la profundidad de bits en nuestras cámaras

Seguro que muchos de vosotros habéis oído muchas veces esa frase de….”.Que si la profundidad de bits es de 16 bits, 32, bits, etc.”. ¿A que si? pero ¿no os habéis preguntado nunca que significan esos números?. Hoy voy a intentar explicaroslo, y si tenéis alguna duda me preguntáis como siempre sin problemas.

Este tema de la profundidad de bits fue una de las cosas primeras que me pregunté cuando empecé a trabajar con las cámaras digitales, esos números en ese momento no me decían nada, yo entendía bien cómo funcionaba, un negativo de blanco y negro, según la luz le “impresionaba” se oscurecía más o menos el negativo, pero un sensor con bits, y todo eso, la verdad, me sonaba a Chino Mandarín.

Empecé a preguntar a fotógrafos de mí alrededor y bueno la explicación que me daban tengo que reconocer que no era todo lo sencilla que yo pudiese comprender, ya que me lo explicaban pero yo seguía sin ver nada, mire en libros, y nada, hasta que un día un amigo mío “Ingeniero de teleco”  me saco de esa oscuridad que mi mente tenia encima y llegue a entenderlo como si me diesen un flashazo…que gusto, voy a ver si yo os lo explico tan tan bién como me lo explico mi amigo

Todo se basa en que las cámaras, como los ordenadores (las cámaras realmente son ordenadores como ya sabéis mejor que yo), trabajan en el sistema binario, esto es, sólo con dos símbolos en este caso sólo con el “0” y “1”, y con esto hacen todo, ¿pero cómo? parece complejo ¿verdad?

Nosotros que no somos máquinas, usamos el sistema decimal y trabajamos desde el “0” hasta el “10”, por aquello de que tenemos 10 dedos e imagino que en la antigüedad los usamos para fijar nuestro sistema de referencia de forma fácil, pero en las cámaras “sus cuentas y procesos” trabajan con ceros y unos y pueden representar con esos dos símbolos todos los números humanos…¡¡qué curioso!!!,

Son dos “idiomas” diferentes pero que dicen lo mismo, por ejemplo, si quiero representar en binario un cero pues es un “0”, si quiero representar un uno, pues es un “1”, pero claro y ¿ahora el dos qué? Si no tiene el dos el sistema binario ¿Cómo lo hacen?

Pues muy sencillo, el sistema binario ha llegado a su tope en el dos, como cuando llegamos nosotros a nuestro 10 y empezamos por el 11 combinando los números, bueno pues aquí el dos es lo mismo, es una composición de ceros y unos y en este caso ese dos se representa así: “10” curioso ¿a que si?

Os pongo ahora un ejemplo de la secuencia que va desde el 0 hasta el 7 en binario que además luego me va a servir estupendamente para ver como se forma una imagen.

Esto hay que hacerlo con tres bits.

La secuencia, será la siguiente:

Vaya, vaya, quien me lo iba a decir a mí, claro que el que no sabe es como el que no ve….

¿Habéis captado la idea, verdad?, he llegado a 7 con combinaciones de 0 y 1 usando tres bits, ¡vaya! ahora ya me explicaba lo de los bits y como podían representar mis números de siempre, por fin entendí que eran, pero lo de la profundidad nada de nada todavía y además ¿que tenía que ver esto con una foto?…tengamos paciencia….

La respuesta surgió ya de una forma natural, simplemente querían decir con eso de la “profundidad”, que es  la capacidad que tiene el pixel de “ver” tonos de luz, pensad que los pixel solo ven tonos grises de luz, y dependiendo de esta profundidad ven más o menos.

Vamos al ejemplo que he descrito del cero al 7 y seguro que entendemos ya todo, la profundidad en este caso es de 3 bits y por tanto hay 8 saltitos de grises que vería el pixel entre el blanco y el negro, parece que se puede construir a partir de esto alguna imagen ¿no?

Un ejemplo.

Imaginad que tenemos esos 8 saltitos de antes desde el 000 hasta el 111 y a cada uno de ellos le diese un valor de gris la cámara, esto es, representaríamos con solo 3 bits hasta 8 tonos de gris desde el blanco hasta el negro, ósea esto:

¿Y si esto lo llevo a una imagen? ¿Cómo la veríamos?

Vamos a partir de una imagen en blanco y negro con muchos, muchos niveles de grises.

Y ahora paso a representar la misma imagen con solo tres bits, ocho niveles de profundidad y por tanto 8 tonos de iluminación (los de antes) entre el blanco y el negro, podéis contarlos no hay más, se vería así:

Fijaros que se nota claramente que para ver de verdad mejor la foto hace falta más información (más profundidad de bits), la cámara que tengo de prueba de 8 bits ha hecho lo que ha podido pero no ha representado bien del todo mi imagen, los “ojos” que tienen están limitados.

Y claro no digamos nada con solo tengo una cámara de 1 bit (profundidad de dos tonos)

Saldría así al haber solo dos tonos, sólo se ven los blancos y los negros, los otros la cámara no sabría interpretarlos porque solo había un bit (no capta mas información) y el pixel sólo distingue entre el blanco y el negro y nada más.

Quiero detenerme aquí un minuto y preguntaros algo ¿os habéis preguntado como es el histograma a partir de lo que he explicado?, fijaros que sólo hay dos tonos en esta última imagen, blanco y negro, por lo que el histograma es así, un tono a la izquierda y otro a la derecha.

Está claro que cuantos más profundidad tengamos mejor y veremos la imagen mejor, la primera era de 256 tonos desde el negro hasta el blanco total y ahí ya el ojo no nota nada.

Al final lo logre entender…¡¡qué gusto!!! Ahora ya sabía que cuando me dicen que la profundidad de bits es de 8 para un pixel es que es capaz de ver 256 tonos de grises….¿no os empieza a sonar esto?
Fijaros que no estoy todavía hablando de color, hemos empezado por lo más sencillo que es la profundidad de grises.

Respecto del color, la cosa es similar y se capta con sensores en blanco y negro que siiiiiiiiiiiiiiii

La imagen se genera con sus componentes R, G y B por síntesis aditiva, por lo que una imagen en color se compone de 3 “imágenes” una parte roja (R), una parte verde (G) y otra azul (B), que ha pasado  por un filtro de color (Filtro Bayer) encima de cada pixel del sensor.

Una vez pasado la luz por cada filtro, cada uno de ellos analiza la luminosidad con un sensor similar de grises a los que hablamos antes de blanco y negro, lo que pasa es que la cámara luego a esa luminosidad le asigna el color, por eso la vemos en color.

Si cada uno de ellos tiene una gama de 256 tonos ( en vez los poquitos que teniamos en mi ejemplo para que lo entendieséis), la imagen final tendrá una gama de colores posibles de (256x256x 256), que si echáis cuentas son 16 millones de colores. Es lo que se llama una imagen con una profundidad de color de 24 bits (8 por cada color).

En el color pasa igual que lo que hemos visto en blanco y negro la profundidad de bits es importante para ver muchos colores, aunque a partir de un cierto valor os aseguro que no lo notaréis, porque el ojo tiene límites y la diferencia de colores ya es mínima, veamos un ejemplito simple de lo que digo.

Por ejemplo partimos de esta imagen de 24 bits, “soplecientos millones de colores”

 Ahora la capto con una cámara con solo 8 colores (tres bits de profundidad)

Y ahora la capto con 64 colores que  como veis que casi se pueden ver mas o menos bien como la primera.

pero llegará un momento que siga subiendo la profundidad de bits hasta que por mucho que suba ya no lo apreciará ya el ojo. Curioso todo esto de los tonos, colores, bits, ¿verdad?

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  1. […] Cambiamos de tercio para hablar de cosas más técnicas. En concreto sobre la profundidad de bits, un tema quizá no lo suficientemente conocido del que nos hablan en en el blog Solofotography […]

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