Una fotografía digital está formada por una matriz o cuadrícula de puntos ordenados en filas y columnas. A cada punto de esta cuadrícula se le llama píxel (del inglés Picture Element).
Cuando ampliamos mucho una imagen digital podemos observar que está formada por una matriz de píxeles
El píxel es la unidad mínima de información de la fotografía digital y representa el color de cada punto concreto de la imagen.
Profundidad de Color
La profundidad de color nos informa del número de colores diferentes (o de niveles de grises en el caso de imágenes en blanco y negro) que puede contener una imagen. Dicho de otra manera, la profundidad de color es la amplitud de la paleta de colores que utiliza la imagen.
La información digital se almacena estructurada en el lenguaje binario con el que trabajan los ordenadores. Un bit es un dígito binario cuyo valor puede ser 0 ó 1. Los píxeles que forman la imagen se codifican mediante una combinación de bits. Cuantos más bits se utilicen para codificar un pixel, más colores se pueden representar. Este es el motivo por el cual a la profundidad de color se le llama también profundidad de bits.
Si utilizáramos un bit para representar el color, éste sólo podría tener dos valores (0 ó 1). Con 2 bits el número posible de colores sería de 22 (00, 01, 10, 11) y así sucesivamente. Como cada combinación de bits representa un color, cuantos más bit utilicemos más combinaciones diferentes podremos tener (y por tanto más variedad de color tendrá la imagen).
En la siguiente tabla podemos ver el número de colores que puede contener una imagen en función del número de bits utilizados para codificar cada píxel:
| Bits | Cálculo | Colores |
|---|---|---|
| 1 | 21 | 2 |
| 2 | 22 | 4 |
| 4 | 24 | 16 |
| 8 | 28 | 256 |
| 24 | 224 | 16,7 millones |
| 36 | 236 | 68.719,5 millones |
| 42 | 242 | 4,3 billones |
| 48 | 248 | 281,5 billones |
Como veremos a continuación, aunque se pueden indicar los bits totales utilizados para codificar cada pixel, es más habitual expresar la profundidad de color en bits por canal.
Bits por Canal
En el artículo Luz y Color vimos que combinando distintas proporciones de los tres colores primarios (rojo, verde y azul) obtenemos el resto de colores.
Cuando trabajamos con imágenes digitales es habitual hablar de canales. Una fotografía digital consta de tres canales: cada uno de ellos contiene la información de un color primario.
La profundidad de color de las imágenes digitales se suele expresar en bits por canal. En lugar de decir que una fotografía tiene una profundidad de 24 ó 48 bits, es más frecuente indicar que tiene 8 ó 16 bits por canal.
Todas las cámaras digitales son capaces hacer fotos en formato JPEG (en las que el revelado de la fotografía lo realiza la propia cámara). Las fotografías en formato JPEG tienen tiene una profundidad de color de 8 bits por canal (24 bits en total en las fotografías en color). Esta profundidad de color proporciona 16,7 millones de colores, lo que en principio es suficiente para cualquier fotografía, ya que se estima que el ojo humano es capaz de distinguir alrededor de 10 millones de colores.
Profundidad de color de las Imágenes RAW
Cuando disparamos en formato RAW, las imágenes no las revela la propia cámara, sino que las revelamos nosotros posteriormente en el ordenador. Este formato utiliza 12 ó 14 bits para representar el nivel de luminosidad capturado por cada fotosito del sensor.
Durante el revelado de la imagen RAW podemos decidir si queremos que la fotografía resultante tenga 8 ó 16 bits por canal. En Adobe Camera Raw, esto se hace en el diálogo opciones de flujo de trabajo al que se accede pulsando sobre el enlace que aparece en la parte inferior de la herramienta.
En el cuadro de diálogo de opciones de flujo de trabajo de Adobe Camera RAW se puede seleccionar la profundidad de color que tendrá la imagen revelada
Pero ¿merece la pena trabajar con una profundidad de color de 16 bits por canal o es suficiente con 8 bits? Como veremos a continuación, las ventajas de trabajar con 16 bits por canal aparecen durante el revelado y post-proceso de la imagen.
Profundidad de color y revelado de imagen
Normalmente los colores de una fotografía se mezclan de forma gradual, con transiciones suaves en las que no es posible diferenciar dónde comienza un color y donde termina el anterior. Sin embargo, si procesamos mucho una imagen o realizamos ajustes muy intensos es posible que los colores de degraden.
Cuando realizamos ajustes con herramientas como niveles o curvas se produce una compresión y expansión de la gama tonal. Esto puede dar lugar a unas transiciones de color escalonadas, en las que se pueden apreciar una especie de bandas que recorren la imagen. Este fenómeno se conoce como posterización. El término tiene su origen en que las imágenes tienen la apariencia de un póster, en los que el proceso de impresión utiliza un número limitado de tintas de color.
En el siguiente ejemplo podemos ver la diferencia entre trabajar con una imagen de 8 ó 16 bits por canal, después de realizar un ajuste intenso con la herramienta niveles de photoshop:
La fotografía se tomó intencionadamente con una subexposición de 3 pasos. Después de revelar el fichero RAW (sin realizar ningún ajuste), en el histograma podemos apreciar que no hay información en la zona luces:
Esta segunda fotografía se ha obtenido partiendo de la misma imagen RAW. Se ha revelado con una profundidad de color de 16 bits y se ha hecho un ajuste con la herramienta niveles de Photoshop. Ahora tiene un aspecto mucho mejor, y el histograma tiene información tanto en la zona de sombras como en la de luces:
En este otro caso, la imagen RAW se ha revelado con una profundidad de color de 8 bits. Posteriormente se ha hecho con Photoshop el mismo ajuste con la herramienta niveles. Aunque la fotografía tiene un aspecto mucho mejor, el histograma muestra los síntomas de la posterización:
Como podemos ver, trabajando con imágenes de 16 bits por canal conseguiremos que no se degrade el color de la fotografía si durante el revelado o el post-proceso nos vemos en la necesidad de aplicar gran cantidad de ajustes.
Profundidad de color y tamaño de fichero
Trabajar con imágenes de 16 bits tiene un coste: el tamaño de los ficheros es mucho mayor. El tamaño de fichero de una fotografía con una profundidad de 16 bits por canal es el doble que el de una de 8 bits. Esto significa que para trabajar con imágenes de 16 bits necesitaremos ordenadores más potentes (con más memoria, mejor procesador y más capacidad de almacenamiento).
El formato JPEG sólo admite imágenes de 8 bits por canal. Si queremos guardar las imágenes finales con una profundad de 16 bits deberemos utilizar otro formato como TIFF o PSD (el formato que utiliza Adobe Photoshop).