Profundidad de color: 8 y 16 bits

Hoy toca hablar de la profundidad de color a la que suelen trabajar los programas de edición y que también viene condicionada por el formato de imagen digital que elegimos.

Las dos profundidades de color más habituales son 8 y 16 bits, pero ¿qué significa la profundidad y cómo afecta a la imagen? Vamos a ver la explicación ayudados del modelo de color RGB que vimos en el artículo anterior en el que hablábamos de los tres canales o colores básicos que define este modelo: rojo, verde, azul.

Profundidad de color de 8 bits

La profundidad a 8 bits la solemos ver en los programas de edición como valores desde el 0 al 255 para cada color primario del modelo RGB (rojo, verde azul). Un pixel con valor R – 0, G – 255, B – 0 se interpreta como un verde puro, y en pantalla se muestra porque de los tres LEDs que forman el píxel, el rojo, al tener valor 0, está apagado, el verde, al tener 255, el valor máximo, estaría encendido a su máxima intensidad, y el azul, también a 0, estaría completamente apagado.

Por cierto, la escala de 0 a 255 no es casual, aquí interviene el concepto de bit y de byte. El byte es el orden de magnitud que nos permite recoger esa escala de 0 a 255, y un byte equivale a 8 bits. Esto nos indica que la profundidad de color es de 8 bits. Si trabajamos con 8 bits de profundidad de color, estaríamos hablando de que utilizamos 8 bits para representar cada uno de los tres canales (rojo, verde, azul).

¿Por qué el 8 y qué tiene que ver con 255? Los 8 bits en binario nos indican cuántos valores utilizamos para representar un número y hasta qué máximo podemos llegar, y llevado a LEDs, cuántas intensidades distintas podríamos obtener, es decir, la amplitud de la gama de colores. 8 bits en binario permiten representar 2^8 (2 elevado a 8) valores, es decir, 256 valores (del 0 al 255) para cada color primario.

Por no entrar mucho en detalles, los que no conozcan el sistema binario, éste se basa en un dígito de dos valores, 0 y 1. Otros sistemas comunes son el octal (valores del dígito del 0 al 8), decimal, que es el más habitual, con valores de un dígito entre 0 y 9, y el hexadecimal, con valores del 0 al 9, además de la A a la F. Así, nuestro sistema decimal habitual representa el “diez” como 10, ya que no tiene un dígito para representar ese número. En cambio, en hexadecimal podemos representarlo con un dígito, la A. Y en binario, la cosa se reduce aún más, con un dígito podemos representar el cero con 0 y el uno con 1, pero ¿y el dos?, pues siguiendo el mismo ejemplo que con el diez, tenemos que pasar a representarlo con dos dígitos, así, el dos se representa con 10 en binario.

Tomando los 8 bits, el rojo podría tomar valor de 0 (apagado) a 255 (rojo de máxima intensidad), el verde también de 0 a 255 y el azul lo mismo. Así, un pixel RGB=0,0,0 representa al negro, RGB=0,0,255 representa un pixel azul, RGB=255,255,0 representa el amarillo puro (mezclando rojo y verde), RGB=255,0,255 representa el magenta (mezclando rojo y azul). Hablo de cero a doscientos cincuenta y cinco en decimal como 0 a 255, pero en binario hablamos de 00000000 a 11111111, de ahí el 8, tenemos 8 dígitos en binario para representar el valor máximo, es decir, 8 bits.

Si en lugar de utilizar valores máximos 255, utilizamos valores inferiores, obtendríamos colores menos puros (es decir, menos saturados). Por ejemplo, RGB=192,192,0 correspondería a un amarillo pero más grisáceo (menos saturado).

Los grises siempre se formarían con el mismo valor para los tres canales. RGB=10,10,10 sería un gris muy oscuro, RGB=200,200,200 sería un gris muy claro.

Los 8 bits por canal nos permitirán representar un píxel con 8×3 = 24 bits por píxel. Así, 2^24=16.777.216 colores posibles, incluyendo negro, blanco y grises. Estamos hablando de unos 16 millones de colores en total para los 8 bits por canal (lo que se llama true color).

Hay programas de edición como Gimp que trabajan con 8 bits por canal, lo que significa que nos permiten ver una fotografía y editarla con un máximo de 16 millones de colores posibles.

Profundidad de color de 16 bits

Si tuviésemos 16 bits por canal, que son dos bytes, tendríamos 2^16, es decir, 65536 valores (del 0 al 65535 en sistema decimal) para cada uno de los tres canales (en binario tendríamos 16 ceros a 16 unos). Así, con una profundidad de color de 16 bits, en RGB, cada color primario podría tomar 65536 valores, y combinados, generar una gama de color de 16×3=48 bits por píxel, lo que se traduce en 2^48=2E14, unos 282 millones de millones de colores (282 billones de colores).

Así que esta es la ventaja del RAW sobre el JPG directo de cámara, el RAW capta valores en ese rango de 16 bits por canal, y si sólo trabajamos en JPG en cámara, el procesador de imagen de la cámara convierte los valores a 8 bits, perdiendo capacidad de representación de más colores en el archivo de la imagen digital. Es decir, JPG está limitado a 8 bits por canal.

¿Y perdemos mucho? Pues el RAW con sus 16 bits es un buen negativo con información de color que no va a poder verse en pantalla (excepto pantallas de gran calidad y con una tarjeta gráfica a la altura) pero esa información sí nos será útil para generar una copia en papel, aunque esto también tiene sus problemas, como veremos en un artículo dedicado al espacio de color.

¿Por qué no vamos a ver todos los colores de la gama de los 16 bits del RAW en pantalla? Tanto los monitores como las gráficas limitan lo que puede representarse con un ordenador. Nuestra gráfica normalmente trabaja a 32 bits por píxel, que se corresponde con 4 bytes (8 bits x 4), de esos 4 bytes, 3 representan el color (los 3 x 8 = 24 bits), y el byte restante el canal alfa de transparencia (para vídeo, 3D, etc). Por tanto, con nuestro monitor y gráfica estándar, veremos en pantalla 2^24 = 16 millones de colores y no los 282 billones de colores que podemos obtener con la profundidad de 16 bit por canal del RAW (48 bits en total por píxel).

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5 comments

  1. ahora entiendo porque en monitor yo no notaba nunca diferencia de color entre un jpg bien expuesto y el raw,de ahi que casi siempre no utilizo,pues me parecia una perdida total de tiempo y ademas 4 megapixeles se ven mejor que 12 megapixeles y estos hasta que no los amplias parece que distorsionan y se ven peor,el monitor tiene 1920×1080 de resolucion y una profundidad de pixel:color de 32 bits AAGB8888,je,je estas ultimas mayusculas y numeros desconozco lo que significan,siempre me parecio que los fabricantes de camaras nos quieren engañar a los simples aficionados,con tantos megapixeles y raw,mejor les fuera proporciarnos un kit con un buen objetivo;entiendo que para un profesional seria relevante,pero para simples aficionados me parece una buena tomadura de pelo,bueno Antonio muchisimas gracias por resolvernos algunas dudas;aunque tengo que reconocer que con la explicacion tecnica me pierdo un poco,pues hace tiempo perdi cierta curiosidad por entender las cosas y me estoy volviendo cada vez mas irracional,saludos

    1. Hola. Ya me he dado cuenta de que la respuesta tenía un error. Para tu gráfica de 32 bits, a partir de esos AAGB8888, que significa que trabajan en con el modo RGBA, utiliza 24 bits (3 bytes, a 8 bits por cada uno) para representar el color, es decir, 16 millones, y el 4º byte para el canal de transparencias (alfa). Por tanto, y a mí me pasa igual, no podemos ver nada más que 16 millones de colores. Así, el RAW, aunque tiene 282 billones de colores, no los vemos, sólo los 16 millones a los que llegan los 8 bits por canal del JPG.

      Aún así, el RAW es un buen negativo como decía, y nos da flexibilidad para un futuro, para cuando compremos mejor hardware (jajaja) o para revelar e imprimir en un laboratorio que disponga de ese hardware avanzado.

  2. a ver si logras convencerme con el raw,en cuanto a la musica:el mp3 para la calle no es mala solucion,pero unos buenos altavoces,colocados adecuadamente pienso no hay color,con los monitores pienso lo mismo,me ofende colgar fotos en la red social y saber que mis familiares la contemplan desde la pantalla de un telefono de ultima generacion o algo parecido,a mi “me llega” es una buena solucion,creo vale para todos los ordenes de la vida,lo mismo ocurre con la tele,conozco personas que no diferencian entre imagen en analogico,digital y HD y aunque no todas las emisoras emiten con la misma calidad,yo si lo aprecio,aqui en asturias el HD de tve1 se ve de vicio,de las otras no podria decir lo mismo,saludos

    1. Pues eso, el RAW tiene mejor calidad, pero no la puedes ver porque tu monitor y tu gráfica no van más allá de los 16 millones de colores, pero trabaja en RAW porque vas a tener otras ventajas, la futura de trabajar más adelante con un monitor y tarjeta gráfica que soporte los 48 bits (ya los hay), además de las actuales: poder fijar la temperatura de color luego, o trabajar con el espacio de color a la hora de exportar y no en la toma en cámara. ¿Lo he logrado? Créeme, dispara en RAW.

      Saludos

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