Qué es la Profundidad de Color en fotografía

Vamos a ver en qué consisten las imágenes digitales, los Espacios de Color, la Profundidad de Color, los bits y otros temas relacionados con las fotografías.

El lenguaje básico de las computadoras es el binario. Todo debe poder codificarse como unos y ceros. Cada unidad de cero o uno es denominada bit. Las fotos están compuestas por pixeles, y para definir el color de cada uno de esos pixeles se deberá hacer mediante ceros y unos o bits.

Los colores pueden crearse a partir de la combinación de 3 colores mediante con la síntesis aditiva de luces RGB rojo, verde y azul. También podemos definir cualquier color mediante la combinación de 4 colores básicos en la síntesis sustractiva con el uso de pigmentos CMYK cian, magenta, amarillo y negro. ¿Cómo hacemos entonces para definir mediante bits un color Rojo 230, Verde 45 y Azul 15?

Valores a partir de bits de información

Al combinar varios bits en una secuencia, podemos representar números en formato binario. Cuantos más bits tengamos, más combinaciones posibles tendremos y, por lo tanto, mayor será la variedad de valores que podremos representar.

Por ejemplo, con un solo bit podemos representar dos valores posibles: 0 o 1. Con dos bits, podemos representar cuatro valores posibles: 00, 01, 10 y 11. Con tres bits, podemos representar ocho valores posibles: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 y 111. De esta manera, al ir agregando más bits, podemos representar una cantidad cada vez mayor de valores. La cantidad de valores que vamos a poder definir, va a ser igual a 2 elevado a la cantidad de bits. Esto se aplica no solo a los números, sino también a otros tipos de datos, como los caracteres de texto, los sonidos en un archivo de audio, entre otros.

Si pensamos en una imagen en escala de grises, podemos comprobar que con 256 niveles podemos llegar de negro a blanco y obtener resultados aceptables. Las transiciones que pasarán por todos los grises nos brindará un excelente resultado y es el más usado.

Para obtener 256 variaciones necesitaremos 8 bits, por ejemplo:

El número decimal 0 se representa como 00000000 en binario (blanco).

El número decimal 1 se representa como 00000001 en binario.

El número decimal 33 se representa como 00100001 en binario (gris muy claro).

El número decimal 100 se representa como 01100100 en binario.

El número decimal 200 se representa como 11001000 en binario (gris oscuro).

El número decimal 255 se representa como 11111111 en binario (negro).

Profundidad de Color

Para definir el color de un solo pixel vamos a necesitar distintos niveles de cada componente de color (RGB, CMYK, etc…). El total de bits usados para definir el color de un pixel será la profundidad de color. Si usamos 8 bits por cada componente, quiere decir que va a poder representar 256 variaciones por componente de color, que al combinarse con las otras componentes de color nos va a dar una cantidad de combinaciones posibles de millones de colores.

O sea que si necesito 8 bits para el Rojo, 8 bits para el Verde y 8 bits para el Azul voy a necesitar 24 bits para representar un solo pixel. Es probable que hayas visto este valor cuando trabajas con imágenes digitales y es la profundidad de color más usada.

  • Con una profundidad de 8 bits por componente de color, se pueden representar 256 tonos de cada componente (rojo, verde y azul). Esto significa que hay un total de 256 x 256 x 256 = 16,777,216 posibles combinaciones de colores RGB.

R: 00000000 G: 00000000 B: 00000000
(Una combinación posible de color que nos dará negro absoluto).

Si bien 24 bits es la profundidad de color más usada, existe la posibilidad de usar 10, 12 y hasta 16 bits, con lo cual se pueden obtener mayor cantidad de valores, por ende colores.

  • Con una profundidad de 10 bits por componente de color, se pueden representar 1024 tonos de cada componente. Esto significa que hay un total de 1024 x 1024 x 1024 = 1,073,741,824 posibles combinaciones de colores RGB.
  • Con una profundidad de 12 bits por componente de color, se pueden representar 4096 tonos de cada componente. Esto significa que hay un total de 4096 x 4096 x 4096 = 68,719,476,736 posibles combinaciones de colores RGB.
  • Con una profundidad de 16 bits por componente de color, se pueden representar 65,536 tonos de cada componente. Esto significa que hay un total de 65,536 x 65,536 x 65,536 = 281,474,976,710,656 posibles combinaciones de colores RGB.

La profundidad de color de 16 bits permite una mayor precisión en la representación de los colores, lo que significa que se pueden representar más matices y variaciones de color en una imagen. Esto se traduce en una imagen con mayor riqueza y detalle en la tonalidad de los colores, especialmente en áreas donde los colores son sutiles o donde la transición entre los colores es muy gradual. Otro beneficio de la profundidad de color de 16 bits es que reduce el efecto de bandas o «banding» que puede ocurrir cuando hay un gradiente de color muy suave en una imagen con menos bits de profundidad. El banding se produce cuando la transición de color se vuelve visible y se crean bandas de color que se ven artificiales. Con la profundidad de color de 16 bits, este efecto se reduce significativamente y la transición de color es más suave y natural.

Como desventaja, el archivo contendrá mayor información por ende el archivo será de mayor peso (1 byte es igual a 8 bits).

32 bits

Ahora que sabemos que con 8 bits podemos trabajar y obtener imágenes sin problemas en RGB nos queda entender que el formato CMYK usa 4 colores, por lo tanto necesitará 4 tandas de 8 bits para representar 1 pixel, o sea 32 bits.

C: 00000000 M: 00000000 Y: 00000000 K: 00000000
(Una combinación posible de color que nos dará negro absoluto).

Nos queda ver en detalle que es el Espacio de Color en la siguiente nota.

También te puede interesar conocer como funciona el Sistema Hexadecimal para definir colores.

 

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