На сегодняшний день технологии и устройства позволяют сделать настолько яркое и насыщенное изображение, что оно будет даже красивее, чем его реальный прототип. Качество передаваемого изображения зависит сразу от нескольких показателей: количества мегапикселей, разрешения изображения, его формата и так далее. К ним относится еще одно свойство - глубина цвета. Что же это такое, и как его определять и исчислять?

Общие сведения

Глубина цвета - это максимальное число оттенков цвета, которое только может содержать в себе изображение. Это количество измеряется в битах (число двоичных бит, определяющих цвет каждого пикселя и оттенка в изображении). К примеру, один пиксель, глубина цвета которого равна 1 бит, может принимать два значения: белый и черный. И чем большее значение будет иметь глубина цвета, тем многообразнее будет изображение, включающее в себя множество цветов и оттенков. Также она отвечает за точность передачи изображения. Тут все обстоит аналогичным образом: чем выше, тем лучше. Еще один пример: рисунок формата GIF с глубиной цвета, равной 8 битам, будет содержать в себе 256 цветов, в то время как изображение формата JPEG с глубиной 24 бита будет включать в себя 16 миллионов цветов.

Немного об RGB и CMYK

Как правило, все изображения данных форматов имеют глубину цвета, равную 8 битам на один канал (цветовой). Но ведь в изображении может присутствовать и несколько цветовых каналов. Тогда уже рисунок RGB с тремя каналами будет иметь глубину 24 бита (3х8). Глубина цвета изображений CMYK может достигать 32 бит (4х8).

Еще немного битов

Глубина цвета - количество оттенков одного цвета, которое устройство, контактирующее с изображениями, способно воспроизвести или создать. Данный параметр отвечает за плавность перехода оттенков в изображениях. Все цифровые изображения кодируются посредством единиц и нулей. Ноль - единица - белый. Хранятся и содержатся они в памяти, измеряющейся в байтах. Один байт содержит в себе 8 бит, в которых и обозначается глубина цвета. Для фотоаппаратов существует еще одно определение -глубина цвета матрицы. Это показатель, определяющий то, насколько полные и глубокие изображения в плане оттенков и цветов способен производить фотоаппарат, а точнее его матрица. Благодаря высокому значению данного параметра фотографии получаются объемными и плавными.

Разрешение

Связующим звеном между глубиной цвета и качеством изображения является его разрешение. Например, 32-битное изображение с разрешением 800х600 будет значительно хуже, чем аналогичное с 1440х900. Ведь во втором случае задействовано гораздо большее количество пикселей. В этом довольно легко убедиться самостоятельно. Все, что нужно сделать - это зайти на ПК в "настройки изображения" и попробовать последовательно уменьшать или увеличивать В ходе этого процесса вы наглядно убедитесь в том, насколько сильно разрешение влияет на качество передаваемой картинки. Независимо от того, сколько цветов включает в себя то или иное изображение, оно будет ограничено максимальным значением, которое способен поддерживать монитор. В качестве примера можно взять монитор с глубиной цвета 16 бит и изображение с 32 битами. Данное изображение на таком мониторе будет показываться с глубиной цвета 16 бит.

Цифровые камеры или, по крайней мере, профессиональные цифровые камеры, имеют возможность съемки в формате RAW, вот уже несколько лет, позволяя вам открывать изображения в Photoshop и редактировать их в режиме 16 bit, а не в режиме 8 bit, как вы обычно делали со стандартными JPEG изображениями.

Несмотря на это, многие фотографы, даже профессиональные, по-прежнему делают свои снимки в формате JPEG, даже если их камера поддерживает формат RAW. И хотя есть совсем немного весомых аргументов при выборе JPEG против RAW - высокая скорость съемки и намного меньший размер файлов - первое, что приходит на ум, - многие люди по-прежнему снимают в JPEG просто потому, что они не понимают разницы между редактированием изображений в режиме 16 bit. В этом уроке мы как раз и разберем эту разницу.

Что означает термин «8 бит»?
Вы должно быть ранее слышали термины 8 бит и 16 бит, но что они значат? Когда вы делаете снимок на цифровую камеру и сохраняете его в формате JPEG, вы создаете стандартное 8 битное изображение. Формат JPEG был вокруг нас долгое время с появлением цифровой фотографии и даже во время совершенствования программы Photoshop, но в последнее время его недостатки становятся все больше и больше заметными. Один из них - невозможность сохранить файл JPEG в формате 16 бит, поскольку он попросту его не поддерживает. Если это JPEG изображение (с расширением «.jpeg»), это 8 битное изображение. Но что же все-таки значит «8 бит»?
Если вы читали наш урок «RGB и цветовые каналы», вы знаете, что каждый цвет в цифровом изображении создается из комбинации трех основных ярких цветов - красный (red), зеленый (green) и синий (blue):

Неважно, какой цвет вы видите на экране. Он все равно был сделан из некоторой комбинации этих трех цветов. Вы можете подумать: «Это невозможно! Мое изображение имеет миллионы цветов. Как вы можете создать миллион цветов только из красного (red), зеленого (green) и синего (blue)?»

Хороший вопрос. Ответ заключается в смешении оттенков красного, зеленого и синего! Существует множество оттенков каждого цвета, с которыми вы можете работать и смешивать между собой, даже больше, чем вы себе можете представить. Если бы у вас был чисто красный, чисто зеленый и чисто синий цвет, то все, что вы сможете создать - семь различных цветов, включая белый, если вы смешаете все эти три цвета вместе.

Вы также можете включить сюда же восьмой цвет - черный, - который вы могли бы получить в случае, если полностью удалите красный, зеленый и синий.
Но что, если у вас, скажем, 256 оттенков красного, 256 оттенков зеленого и 256 оттенков синего? Если произвести математические вычисления, 256х256х256=16,8 миллионов. Теперь вы можете создать 16,8 миллионов цветов! И это, конечно же, то, что вы можете получить от 8 битного изображения - 256 оттенков красного, 256 оттенков зеленого и 256 оттенков синего дают вам миллионы возможных цветов, которые вы обычно видите на фото:

Откуда берется число 256? Итак, 1-бит имеет значение 2. Когда вы перемещаетесь от 1 бита, вы находите значение, используя выражение «2 в степени (количество последующих битов)». Например, чтобы найти значение 2 бит, вам нужно посчитать «2 в степени 2» или «2х2», что равняется 4. Таким образом, 2 бита равно 4.
4х-битное изображение будет «2 в степени 4», или «2х2х2х2», что дает нам 16. Следовательно, 4 бита равняется 16.

Мы проделаем то же самое для 8 битного изображения, это будет «2 в степени 8», или «2х2х2х2х2х2х2х2», что дает нам 256. Вот откуда берется число 256.
Не переживайте, если это показалось вам запутанным, непонятным и скучным. Это всего лишь объяснение того, как работает компьютер. Просто запомните, что если вы сохраняете изображение в формате JPEG, вы сохраняете его в режиме 8bit, что дает вам 256 оттенков красного, зеленого и синего, 16,8 миллионов возможных цветов.

Итак, может показаться, что 16, 8 миллионов цветов - это много. Но говорят, все познается в сравнении, и если вы не сравнивали это с количеством возможных цветов 16 битного изображения, то, можно сказать, вы еще ничего не видели.

Как мы только что уяснили, сохраняя фото в формате JPEG, мы получаем 8 битное изображение, которое дает нам 16,8 миллионов возможным цветов.
Кажется, что это много, и это так, если вы подумаете, что человеческий глаз даже не может увидеть столько цветов. Мы можем различать всего несколько миллионов цветов, в лучшем случае, при определенных навыках, чуть больше 10 миллионов, но никак не 16, 8 миллионов.

Поэтому даже 8 битное изображение содержит гораздо больше цветов, чем мы можем видеть. Зачем же тогда нам нужно больше цветов? Почему недостаточно 8 бит? Итак, вернемся к этому чуть позже, а для начала, давайте посмотрим на разницу между 8 битными и 16 битными изображениями.

Ранее мы выяснили, что 8 битное изображение дает нам 256 оттенков красного, зеленого и синего цвета, и мы получили это число, используя выражение «2 в степени 8» или «2х2х2х2х2х2х2х2», что равно 256. Мы произведем те же расчеты для того, чтобы узнать, сколько цветов мы можем получить в 16 битном изображении. Все, что нам нужно - найти значение выражения «2 в степени 16» или «2х2х2х2х2х2х2х2х2х2х2х2х2х2х2х2», которое, если вы посчитаете на калькуляторе, равно 65 536. Это означает, что когда мы работаем с 16 битным изображением, мы имеем 65 536 оттенков красного, 65 536 оттенков зеленого и 65 536 оттенков синего. Забудьте о 16,8 миллионах! 65 536 х 65 536 х 65 536 дает нам 281 триллион возможных цветов!

Теперь вы можете подумать: «Ничего себе, это, конечно, здорово, но вы только что сказали, что мы не можем увидеть даже 16,8 миллионов цветов, которые нам дает 8 битное изображение, неужели так важны эти 16 битные изображения, дающие нам триллионы цветов, которые мы не можем видеть?»
Когда наступает время редактировать наши изображения в Photoshop, это действительно очень важно. Давайте посмотрим, почему.

Редактирование в режиме (mode ) 16 бит.
Если у вас есть два одинаковых фото, откройте их в Photoshop, разница должна быть в том, что одно изображение должно быть в режиме 16 бит с его триллионом возможных цветов, а другое - в режиме 8 бит с его 16, 8 возможных цветов. Вы, должно быть, подумали, что версия 16 битного изображения должна выглядеть лучше 8 битного, поскольку она имеет больше цветов. Но очевиден факт, что множество фотографий попросту не содержит 16, 8 миллионов цветов, не говоря уже о триллионах цветов для точного воспроизведения содержимого изображения.

Обычно они содержат несколько сотен тысяч цветов, в лучшем случае, хотя некоторые могут достигать и нескольких миллионов в зависимости от их содержимого (а также в зависимости от размера фото, поскольку вам необходимы миллионы пикселей для просмотра миллиона цветов). Плюс, как вы уже знаете, человеческий глаз не может видеть, во всяком случае, 16,8 миллионов цветов. Это означает, что если вы расположите рядом два изображения 8 бит и 16 бит, они будут для нас выглядеть одинаково.

Так почему же лучше работать с 16 битными изображениями? Одно слово - гибкость. Когда вы редактируете изображение в Photoshop, рано или поздно, если вы будете продолжать его редактирование, вы столкнетесь с проблемами. Самая распространенная проблема известна как «ступенчатость», когда вы теряете очень много деталей в изображении, после чего Photoshop не может отображать плавные переходы от одного цвета к другому. Вместо этого вы получаете ужасный ступенчатый эффект между цветами и их тональными значениями.

Позвольте мне показать, что я имею в виду. Вот два простых черно-белых градиента, которые я создал в Photoshop. Оба градиента одинаковы. Первое было создано как 8 битное изображение. Вы видите цифру 8, обведенную в красный кружок в верхней части окна документа, которая говорит о том, что документ открыт в 8 битном режиме:

А вот точно такой же градиент, созданный в качестве 16 битного изображения. Нет никаких отличий, кроме того факта, что в названии документа указан режим 16 бит, оба градиента выглядят одинаково:

Посмотрите, что получается, когда я их редактирую. Я собираюсь применить одинаковые изменения к обоим градиентам. Для начала я нажму Ctrl+L (Win) / Command+L (Mac) для вызова коррекции Photoshop Уровни (Levels), и не вдаваясь в подробности того, как работают уровни, я просто перемещаю нижние черный и белый слайдеры Выходных значений (Output) по направлению к центру. Опять же, я проделаю это с обоими градиентами:

Перемещение нижнего черного и белого слайдеров Выходных значений (Output) по направлению к центру в диалоговом окне Уровни ( Levels ).

По существу, я взял полный диапазон градиентов от чисто черного слева к чисто белому справа и сплющил их в очень маленький сегмент в центре, который представляет собой в итоге средние оттенки серого цвета. В действительности я не изменил градиент. Я только сконцентрировал его тональный диапазон в очень маленьком пространстве.
Кликну Ок, чтобы выйти из диалогового окна Уровни (Levels), и теперь давайте снова посмотрим на градиенты. Вот 8 битный градиент:

А вот 16 битный градиент:

Оба градиента после коррекции с помощью Уровней (Levels) теперь выглядят как сплошной серый, но они по-прежнему выглядят одинаково, хотя верхний градиент в режиме 8 бит, а нижний - 16 бит. Посмотрите, что получится, когда я снова применю Уровни (Levels) для того, чтобы растянуть тональный диапазон градиента обратно к чисто черному слева и к чисто белому справа. Я перемещу черный и белый слайдеры Входных значений (Input) диалогового окна Уровни (Levels) по направлению к центру, на этот раз, чтобы распределить темные участки градиента обратно в чисто черный слева и светлые части обратно к чисто белому вправо.

Перемещение Входных значений ( Input ) черного и белого слайдеров по направлению к центру для распределения темных частей градиента обратно в чисто черный слева и светлых части обратно к чисто белому вправо.

Давайте снова посмотрим на наши два градиента. Первый - 8 битный градиент:

Оуч! Наш сглаженный черно-белый градиент больше не выглядит таковым! Вместо этого он имеет «ступенчатый» эффект, о котором я говорил, где вы легко можете видеть, как сменяются оттенки серого друг за другом, а это потому, что мы потеряли огромную часть деталей изображения после проведения тех коррекций, которые мы проделали с Уровнями (Levels). Таким образом, 8 битное изображение не очень хорошо справилось с этой задачей. Посмотрим, что случилось с 16 битным изображением:

Посмотрите на него! Даже после больших корректировок, которые я произвел с помощью Уровней (Levels), 16 битный градиент справился с задачей без единой помарки! Почему так? Почему 8 битный градиент потерял так много деталей, а 16 битный - нет? Ответ лежит в том, о чем мы говорили до этого момента. 8 битное изображение может содержать только максимум 256 оттенков серого, в то время как 16 битное изображение может содержать до 65 536 оттенков серого. Даже, несмотря на то, что оба градиента выглядели одинаково вначале, 16 тысяч дополнительных оттенков серого дают нам больше гибкости во время редактирования и вероятность появления каких-либо проблем впоследствии. Конечно, даже 16 битные изображения в конечном итоге достигают того момента, когда начинают терять много деталей, и вы будете видеть проблемы после множества редактирований изображения, но в 8 битных изображениях этот момент наступает быстрее, а с 16 битным изображением мы можем иметь дело намного дольше.
Давайте попытаемся на этот раз те же самые вещи рассмотреть на примере обычного фото.

Редактирование фото в режиме (mode ) 16 бит
Попытаемся тот же самый эксперимент редактирования применить к полноцветному фото. Я взял фото с пляжным мячом, которое мы видели на первой странице. Вот изображение в стандартном 8 битном режиме. Снова мы видим число 8 в верхней части окна документа:

А вот то же самое фото, но в режиме 16 бит:

Оба изображения выглядят одинаково на данный момент, как и те два градиента.
Единственная разница между ними заключается в том, что верхнее изображение 8 битное, а нижнее 16 битное изображение. Попытаемся произвести те же самые корректировки с помощью Уровней (Levels). Сейчас я редактирую изображение экстремальным методом, это, конечно же, не то, что вы обычно делаете со своими изображениями. Но этот способ даст вам четкое представление того, насколько сильно мы можем повредить изображение, если оно в режиме 8 бит по сравнению с незначительными разрушениями, которые происходят при редактировании 16 битной версии изображения.

Я снова нажимаю сочетание клавиш Ctrl+L (Win) / Command+L (Mac) для вызова диалогового окна Уровни (Levels), и перемещаю слайдеры Выходных значений (Output) внизу по направлению к центру, в ту же точку, что и в случае с градиентами. Снова проделываю то же самое с обоими изображениями: 8 битная и 16 битная версия изображений:

Перемещение белого и черного слайдеров Выходных значений ( Output ) по направлению к центру в диалоговом окне Уровни (Levels).

Вот как выглядит 8 битное изображение после концентрирования тонального диапазона в маленьком пространстве, где вы обычно найдете информацию о средних тонах:

А вот как выглядит 16 битное изображение:

Опять-таки обе версии идентичны. Нет видимых различий между 16 битной и 8 битной версией.
Теперь вызовем Уровни (Levels) и установим обратно значения тональности, чтобы темные участки стали чисто черными, а светлые - чисто белыми:

Перемещение черного и белого слайдера Входных значений ( Input ) по направлению к центру в диалоговом окне Уровни (Levels) для сосредоточения темных участков изображения в черном цвете, а светлых - в белом.

Теперь давайте посмотрим, есть ли какая разница между 16 битной версией и 8 битной. Для начала, 8 бит:

О, нет! Как и с градиентом, 8 битному изображению нанесен довольно приличный ущерб благодаря редактированию. Очень заметный переход в цвете, особенно на воде, которая выглядит как какой-нибудь эффект рисования, нежели как полноцветное фото. Вы также можете заметить повреждения на пляжном мяче, а также на песке в нижней части фото. На данный момент, 8 битное изображение принесло мало пользы.
Посмотрим, что же произошло с 16 битным изображением:

Снова, как и с градиентом, 16 битная версия осталась без помарки! Каждый бит остался таким же, как и до редактирования, в то время как 8 битное изображение потеряло много деталей. И это все потому, что 16 битная версия имеет такое огромное количество возможных цветов в распоряжении. Даже после сильного воздействия, которое я совершил, я не смог нанести изображению видимых повреждений благодаря режиму 16 бит.

Итак, как вы можете воспользоваться преимуществами 16 битного изображения? Просто. Делайте всегда снимки в формате RAW вместо JPEG (разумеется, конечно, если ваша камера поддерживает raw), затем открывайте и редактируйте его в Photoshop, как 16 битное изображение. Помните о том, что когда вы работаете с 16 битным изображением, его размер больше, чем 8 битного изображения, и, если у вас старый компьютер, он может повлиять на продолжительность обработки фотографии в Photoshop. Также, несмотря на то, что новые версии Photoshop с каждым разом все лучше и лучше в этом плане, не каждый фильтр доступен для коррекции изображения в режиме 16 бит, но большинство основных работает. Если вы захотели работать в 8 битном режиме, перейдите в меню Изображение (Image) в верхней части экрана и выберите Режим (Mode), а затем выберите 8 бит. Постарайтесь работать в 16 битном режиме настолько долго, насколько это возможно до переключения в режим 8 бит. Также убедитесь, что вы переключились на режим 8 бит до печати изображения, или даже сохраните свою 16 битную версию изображения как Photoshop .PSD файл, а затем сохраните отдельную 8 битную версию для печати.

Глубина цвета

Глубина цвета (качество цветопередачи, битность изображения) – термин компьютерной графики, означающий объем памяти в количестве бит, используемых для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения. Часто выражается единицей бит на пиксель (англ. bpp – bits per pixel).

8-битное изображение. При большом количестве бит в представлении цвета количество отображаемых цветов слишком велико для цветовых палитр. Поэтому при большой глубине цвета кодируются яркости красной, зеленой и синей составляющих – такое кодирование является RGB- моделью.
8-битный цвет в компьютерной графике – метод хранения графической информации в оперативной памяти либо в файле изображения, когда каждый пиксель кодируется одним байтом (8 бит). Максимальное количество цветов, которые могут быть отображены одновременно, – 256 (28).

Форматы 8-битного цвета

Индексированный цвет. В индексированном (палитровом ) режиме из широкого цветового пространства выбираются любые 256 цветов. Их значения R, G и В хранятся в специальной таблице – палитре. В каждом из пикселей изображения хранится помер цвета в палитре – от 0 до 255. 8-битные графические форматы эффективно сжимают изображения, в которых до 256 различных цветов. Уменьшение количества цветов – один из методов сжатия с потерями.

Преимущество индексированных цветов состоит в высоком качестве изображения – широкий цветовой охват сочетается с небольшим расходом памяти.

Черно-белая палитра. 8-битное черно-белое изображение – от черного (0) до белого (255) – 256 градаций серого.

Однородные палитры. Другой формат представления 8-битных цветов – описание красной, зеленой и синей составляющей с низкой разрядностью. Такая форма представления цвета в компьютерной графике обычно называется 8-битным TrueColor или однородной палитрой (англ. uniform palette).

12-битный цвет цвет кодируется 4 битами (по 16 возможных значений) для каждой R-, G- и B -составляющих, что позволяет представить 4096 (16 х 16 х 16) различных цветов. Такая глубина цвета иногда используется в простых устройствах с цветными дисплеями (например, в мобильных телефонах).

HighColor, или HiColor, разработан для представления всего множества оттенков, воспринимаемых человеческим глазом. Такой цвет кодируется 15 или 16 битами, а именно: 15-битный цвет использует 5 бит для представления красной составляющей, 5 – для зеленой и 5 – для синей, т.е. 25 – 32 возможных значения каждого цвета, которые дают 32 768 (32 × 32 × 32) объединенных цвета. 16-битный цвет использует 5 бит для представления красной составляющей, 5 – для синей и (так как человеческий глаз более чувствителен при восприятии зеленых тонов) 6 бит для представления зеленой – соответственно 64 возможных значения. Всего 65 536 (32 × 64 × 32) цветов.

LCD Displays. Большинство современных LCD-дисплеев отображают 18-битный цвет (64 χ 64 χ 64 = 262 144 комбинаций). Разница с truecolor- дисплеями компенсируется мерцанием цвета пикселей между их ближайшими цветами в 6-битной разрядности и (или) незаметным глазу дизерингом (англ. dithering ), при котором отсутствующие цвета составляются из имеющихся путем их перемешивания.

Truecolor 24-битное изображение. Truecolor предоставляет 16,7 млн различных цветов. Такой цвет наиболее близок человеческому восприятию и удобен для обработки изображений. 24-битный truecolor -цвет использует по 8 бит для представления красной, синей и зеленой составляющих, 256 различных вариантов представления цвета для каждого канала, или всего 16 777 216 цветов (256 × 256 × 256).

32-битный цвет – неправильное описание глубины цвета. 32-битный цвет является 24-битным (Truecolor ) с дополнительным 8-битным каналом, который определяет прозрачность изображения для каждого пикселя.

Свсрх-Truecolor. В конце 1990-х гг. некоторые графические системы высшего класса начали использовать более 8 бит на канал, например 12 или 16 бит.

8-битное изображение, 16-битное изображение… Сканер с глубиной цвета 48 бит… Любой человек интуитивно понимает – чем больше глубина цвета, тем что-то там лучше Но что именно? И вообще – есть ли практическая польза в этих цифрах для простого отолюбителя?

Сначала – несколько основных понятий.

Бит – это самая маленькая порция информации. Он может обозначать

8 бит составляют байт . Один байт (8 бит) может представлять 256 различных значений чего-либо.

Большая часть сегодняшних цифровых устройств работает с 8-битными изображениями. Это ваш струйный фотопринтер и, вполне возможно, даже ваш монитор. То есть почти все картинки, которые вы видите, являются 8-битными.

Небольшой оффтопик

Если печатать черно-белое фото на струйнике, используя только один черный картридж, качество будет хуже, чем если печатать с использованием всех картриджей (четырех, шести или восьми – сколько там у вас есть?).

Почему с одним черным картриджем хуже? Ведь изображение черно-белое?

Потому что принтер сможет воспроизвести всего лишь 256 градаций яркости – от белого до самого черного. Для картинок с большим количеством полутонов и плавными переходами яркости этого бывает недостаточно. Картинка выглядит грубовато.

Если же использовать еще и цветные картриджи, то смешивание трех основных цветов (пурпурного, голубого и желтого) может дать миллионы оттенков серого (256х256х256). Почувствуйте разницу

(На самом деле все несколько сложнее, но суть остается – 8 бит для отображения даже черно-белой картинки маловато).

Сколько на самом деле - 8 бит или 24?

Любое цифровое изображение всегда состоит из 3-х основных цветов :

в зависимости от того, видите вы его на экране или на бумаге.

Для хранения информации о каждом из 3-х цветов используется 8 бит. Так что если быть совершенно точным, то правильнее называть такие изображения не 8-битными, а 24-битными (8х3).

Поэтому 8-битное изображение и 24-битное – это вообще-то синонимы.

8 (24) и 16 (48) бит – две ОГРОМНЫЕ разницы

Вместо использования всего лишь 8 бит для представления одного цвета, более продвинутые устройства иногда могут использовать 12 или даже 16 бит .

16-битное изображение может хранить 65,536 дискретных уровней информации для каждого цвета, вместо 256 уровней, на которые способны 8-битные изображения. Можете представить, насколько больше нюансов может передать 16-битное изображение. Если картинка очень сложная и нежная, с большим количеством полутоновых переходов, то такое различие может поистине разительным.

И точно так же как цветные 8-битные 24-битными , так и цветные 16-битные изображения на самом деле являются 48-битными (16x3), если помнить, что они состоят из трех цветов.

Теоретически, 48-битное изображение может передать просто сумасшедшее количество цветовых оттенков. 281474976710656 , если быть точным. Не хило…

На что способны сегодняшние микросхемы

Все микросхемы обработки изображений в сканерах и цифровых фотоаппаратах способны порождать 24-битные (8х3) изображения.
Некоторые могут генерировать 36-битные (12x3) фотографии, а некоторые топовые модели сканеров и фотоаппаратов могут давать полноценные 48-битные (16x3) картинки.

В большой глубине цвета есть свои плюсы и свои минусы.

Сколько издевательств может выдержать картинка?

Часто на мониторе вы не сможете на глаз отличить 8-битную картинку от 16-битной.
Но!

Главный момент, когда разница между 8-ю и 16-ю битами начинает проявляться (причем разительно) – это при любой операции по редактированию изображения. Например, применение дежурной операции Levels или Curves в фотошопе для 8-битного изображения может давать гораздо более грубые результаты, чем для 16-битного.

Любая операция по редактирования изображения приводит к необратимой потере информации (иногда – едва заметной, иногда – сильно заметной). Рано или поздно эта деградация начинает быть видимой глазом. У 16-битного изображения гораздо больший «запас прочности», чем у 8-битного.

Настолько больший, насколько 65536 больше, чем 256.

Когда информация о цветах картинки сжимается или растягивается при использовании операций Levels или Curves , данные 8-битного файла быстро превращаются в решето, а гистограмма – в беззубую расческу (как видно на иллюстрации ниже ). Все это ведет к постеризации . Постеризация проявляет себя в виде грубых ступенчатых переходов цвета и яркости.

Фотография, приведенная выше, хорошо иллюстрирует этот эффект. Диапазон яркостей на этой фотографии просто огромен – от почти выжженных ослепительно-белых облаков до глубоких теней на земле.

Вдобавок сюжет каждую секунду менялся – дирижаблю то взлетал, то опускался, ветер поворачивал его в разные стороны, люди бегали, солнце светило то в лицо, то пряталось за дирижаблем. Естественно, сделать идеальный снимок было очень трудно, и его пришлось потом «доводить» в фотошопе.

Поскольку я обрабатывал 16-битное изображение, финальная гистограмма выглядела более-менее удовлетворительно:

Конечно, видны прорехи – безвозвратно потерянная во время обработки информация, но в целом все живо. И только в самом конце, после завершения обработки, я преобразовал изображение в 8-битный вид для печати и размещения в Интернете.

Я попробовал проделать те же операции над 8-битным вариантом изображения. Сравните гистограммы:

Даже если вы не понимаете, что такое , все равно понятно, что в «дырявой» гистограмме информации меньше, а соответствующая ей картинка выглядит хуже.

Похоже, больше половины информации в 8-битном изображении утрачено в процессе редактирования. А визуально – на картинке появились ступенчатые переходы в области неба – там, где должны быть плавные тональные переходы.

Как получить16-битное изображение?

16-битное изображение от фотоаппарата можно получить только если вы снимаете в формате RAW .

RAW-файл вы пропускаете через специальную программу-конвертер (поставляемую в комплекте с фотоаппаратом, такую как DPP или Nikon Capture , или от независимого разработчика, такую как Capture One или Raw Shooter ; кстати, фотошоп тоже умеет это делать). Программа-конвертер делает из RAW-файла 16-битный файл в формате TIFF, который вы можете обрабатывать в фотошопе.

Как быть тем, у кого камера не имеет режима съемки в RAW?

Отчасти помочь может преобразование 8-битного изображения в 16-битный режим в фотошопе (Image>Mode>16 Bit/Channel). Это самое первое, что следует сделать, открыв фото в фотошопе. Конечно, такая операция не сделает вашу фотографию по-настоящему 16-битной. Но все-таки файл станет более эластичным и устойчивым к потере информации при обработке.

Какие минусы есть у 16-битного изображения?

Во-первых, как уже было сказано, получить 16-битное изображение можно только из RAW-файла . (Ну, еще можно сделать 16-битный эрзац в фотошопе, как было сказано чуть выше). В любом случае – это дополнительный геморрой. Кстати, RAW-файл вы, скорее всего, не можете просмотреть никакой утилитой Windows. При хранении и сортировке фотографий на компьютере это добавляет дополнительное неудобство.

Во-вторых, 16-битные файлы имеют вдвое больший размер , чем 8-битные. Это значит, что они занимают больше места на диске. Ну, и RAW-файл тоже «весит» прилично, поэтому на карточку памяти в фотоаппарате поместится в несколько раз меньше снимков.

В-третьих, некоторые функции или фильтры фотошопа не работают в 16-битном режиме (чем более ранняя версия фотошопа, тем больше функций не работает). Поэтому если у вас есть какой-то привычный порядок операций при работе в фотошопе, его придется изменить. Часть операций надо будет делать в 16-битном режиме, а оставшуюся часть (которая недоступна в 16-битном режиме) – в 8-битном режиме.

В-четвертых, при обработке 16-битных файлов фотошоп может тормозить (иногда – о-очень сильно тормозить). Это раздражает. Не менее раздражает то, что в 16-битном режиме часто не хватает места на рабочем диске, где фотошоп держит свой кэш. Приходится прерывать работу и срочно что-нибудь удалять с этого диска, чтобы фотошоп мог продолжить работу.

Это не бог весть какие критические трудности, но имейте их в виду и не жалуйтесь, что я вас не предупреждал

Практические выводы

Максимально качественную картинку можно подготовить только из 16-битного файла. Это не означает, что из любого 16-битного файла можно сделать шедевр. Это всего лишь означает, что 8-битное изображение будет выглядеть еще хуже. Или гораздо хуже.

Снимайте не просто в режиме RAW, а в режиме RAW+JPEG. Тогда у вас к каждому файлу в дурацком формате RAW будет JPEG-дубль. Вам будет гораздо проще ориентироваться в файлах - просматривать, сортировать, удалять, дарить. Правда, за это вы заплатите лишним пространством на карточке памяти.

Если вы не собираетесь особо обрабатывать серию фотографий, смело можете использовать 8-битный режим (и снимать их не в формате RAW, а в JPEG).

Кроме этого последнего случая, всегда желательно снимать в режиме RAW и обрабатывать в 16-битном режиме.

Разрядность или глубина цвета цифрового изображения – это число двоичных разрядов (бит), используемых для кодирования цвета единичного пикселя.

Следует различать термины бит на канал (bpc – bits per channel) и бит на пиксель (bpp – bits per pixel). Разрядность по каждому из индивидуальных цветовых каналов измеряется в битах на канал, сумма же разрядов всех каналов выражается в битах на пиксель. Например, изображение в палитре Truecolor имеет разрядность 8 бит на канал, что эквивалентно 24 битам на пиксель, т.к. цвет каждого пикселя описывается тремя цветовыми каналами: красным, зелёным и синим (модель RGB).

Для изображения, закодированного в RAW-файле, число бит на канал совпадает с числом бит на пиксель, поскольку до интерполяции каждый пиксель, полученный с помощью матрицы с массивом цветных фильтров Байера, содержит информацию лишь об одном из трёх первичных цветов.

В цифровой фотографии принято описывать разрядность преимущественно с помощью бит на канал, и потому, говоря о разрядности, я буду подразумевать исключительно биты на канал, если прямо не указано иное.

Разрядность определяет максимальное количество оттенков, которые могут присутствовать в цветовой палитре данного изображения. Например, 8-битное чёрно-белое изображение может содержать до 2 8 =256 градаций серого цвета. Цветное же 8-битное изображение может содержать по 256 градаций для каждого из трёх каналов (RGB), т.е. всего 2 8x3 =16777216 уникальных комбинаций или цветовых оттенков.

Высокая разрядность особенно важна для корректного отображения плавных тональных или цветовых переходов. Любой градиент в цифровом изображении не является непрерывным изменением тона, а представляет собой ступенчатую последовательность дискретных значений цвета. Большое количество градаций создаёт иллюзию плавного перехода. Если же полутонов слишком мало, ступенчатость видна невооружённым глазом и изображение теряет реалистичность. Эффект возникновения визуально различимых скачков цвета в областях изображения, исходно содержащих плавные градиенты, называется постеризацией (от англ. poster – плакат), поскольку фотография, в которой недостаёт полутонов, становится похожей на плакат, отпечатанный с использованием ограниченного числа красок.

Разрядность в реальной жизни

Чтобы наглядно проиллюстрировать изложенный выше материал, я возьму один из своих карпатских пейзажей и покажу вам, как бы он выглядел при различной разрядности. Помните, что увеличение разрядности на 1 бит означает удвоение количества оттенков в палитре изображения.

1 бит – 2 оттенка.

1 бит позволяет закодировать всего два цвета. В нашем случае это чёрный и белый.

2 бита – 4 оттенка.

С появлением полутонов изображение перестаёт быть просто набором силуэтов, но всё равно смотрится довольно абстрактно.

3 бита – 8 оттенков.

Уже различимы детали переднего плана. Полосатое небо – хороший пример постеризации.

4 бита – 16 оттенков.

Начинают проявляться детали на склонах гор. На переднем плане постеризация уже почти незаметна, но небо остаётся полосатым.

5 бит – 32 оттенка.

Очевидно, что области с низким контрастом, отображение которых требует большого количества близких полутонов, больше всего страдают от постеризации.

6 бит – 64 оттенка.

Горы уже почти в порядке, а вот небо по-прежнему выглядит ступенчато, особенно ближе к углам кадра.

7 бит – 128 оттенков.

Мне не к чему придраться – все градиенты выглядят плавными.

8 бит – 256 оттенков.

И вот перед вами исходная 8-битная фотография. 8 бит вполне достаточно для реалистичной передачи любых тональных переходов. На большинстве мониторов вы не заметите разницы между 7 и 8 битами, так что даже 8 бит могут показаться излишними. Но всё же стандартом для высококачественных цифровых изображений являются именно 8 бит на канал, чтобы с гарантированным запасом перекрыть способность человеческого глаза различать градации цвета.

Но если 8 бит хватает для реалистичной цветопередачи, то для чего же может понадобиться разрядность больше 8? И откуда весь этот шум о необходимости сохранять фотографии с разрядностью в 16 бит? Дело в том, что 8 бит достаточно для хранения и отображения фотографии, но не для её обработки.

При редактировании цифрового изображения тональные диапазоны могут как сжиматься, так и растягиваться, в результате чего часть значений постоянно отбрасывается или округляется, и в конечном итоге количество полутонов может упасть ниже того уровня, который необходим для плавной передачи тональных переходов. Визуально это проявляется в возникновении всё той же постеризации и прочих режущих глаз артефактов. Например, осветление теней на две ступени приводит к растягиванию диапазона яркостей в четыре раза, а значит, отредактированные участки 8-битной фотографии будут выглядеть так, как если бы они были взяты из 6-битного изображения, где ступенчатость очень даже заметна. Теперь представьте, что мы работаем с 16-битным изображением. 16 бит на канал означают 2 16 =65535 цветовых градаций. Т.е. мы можем свободно выбросить большую часть полутонов и всё равно получить тональные переходы теоретически более плавные, чем в исходном 8-битном изображении. Информация, содержащаяся в 16 битах избыточна, но именно эта избыточность позволяет осуществлять самые смелые манипуляции с фотографией без видимых последствий для качества изображения.

12 или 14? 8 или 16?

Обычно фотограф сталкивается с необходимостью принимать решение о разрядности фотографии в трёх случаях: при выборе разрядности RAW-файла в настройках камеры (12 или 14 бит); при конвертации RAW-файла в TIFF или PSD для последующей обработки (8 или 16 бит) и при сохранении готовой фотографии для архива (8 или 16 бит).

Съёмка в RAW

Если ваша камера позволяет выбирать разрядность RAW-файла, то я однозначно рекомендую вам предпочесть максимальное значение. Обычно выбирать приходится между 12 и 14 битами. Дополнительные два бита лишь незначительно увеличат размер ваших файлов, но зато вы получите бо́льшую свободу при их редактировании. 12 бит позволяют закодировать 4096 уровней яркости, в то время как 14 бит – 16384 уровня, т.е. в четыре раза больше. Ввиду того, что самые важные и интенсивные преобразования снимка я провожу именно на стадии обработки в RAW-конвертере , мне бы не хотелось жертвовать ни единым битом информации на этом критическом для будущей фотографии этапе.

Конвертация в TIFF

Самый спорный этап – это момент конвертации отредактированного RAW-файла в 8- или 16-битный TIFF для дальнейшей обработки в Фотошопе . Весьма и весьма многие фотографы посоветуют вам конвертировать исключительно в 16-битный TIFF, и они будут правы, но только при условии, что вы собираетесь проводить в Фотошопе глубокую и всестороннюю обработку. Часто ли вы этим занимаетесь? Лично я – нет. Все фундаментальные преобразования я осуществляю в RAW-конвертере с 14-битным неинтерполированным файлом, а Фотошоп использую только для шлифовки деталей. Для таких мелочей, как точечная ретушь, избирательное осветление и затемнение, изменение размеров и повышение резкости обычно достаточно и 8 бит. Если я увижу, что фотография нуждается в агрессивной обработке (речь не идёт о коллажах и HDR), это будет означать, что я допустил серьёзную ошибку на стадии редактирования RAW-файла, и самым разумным решением будет вернуться и исправить её, вместо того, чтобы насиловать ни в чём не повинный TIFF. Если же фотография содержит какой-нибудь деликатный градиент, который я всё-таки захочу поправить в Фотошопе, то я без труда перейду в 16-битный режим, проведу там все необходимые манипуляции, после чего вернусь к 8 битам. Качество изображения при этом не пострадает.

Хранение

Для хранения уже обработанных фотографий я предпочитаю использовать либо 8-битный TIFF, либо JPEG, сохранённый в максимальном качестве. Мною движет стремление к экономии дискового пространства. 8-битный TIFF занимает вдвое меньше места, чем 16-битный, а JPEG, который в принципе может быть только 8-битным, даже в максимальном качестве примерно вдвое меньше 8-битного TIFF. Разница в том, что JPEG сжимает изображение с потерями данных, а TIFF поддерживает сжатие без потерь по алгоритму LZW. Мне не нужны 16 бит в финальном изображении, поскольку я не собираюсь его больше редактировать, иначе оно попросту не было бы финальным. Какую-то мелочь можно без труда поправить и в 8-битном файле (даже если это JPEG), но если мне приспичит провести глобальную цветокоррекцию или изменение контраста, то я скорее обращусь к исходному RAW-файлу, чем буду мучить уже сконвертированную фотографию, которая даже в 16-битном варианте не содержит всей необходимой для подобных преобразований информации.

Практика

Эта фотография сделана в лиственничной роще неподалёку от моего дома и сконвертированна с помощью Adobe Camera Raw. Открыв RAW-файл в ACR, я введу поправку экспозиции –4 EV, тем самым сымитировав недодержку в 4 ступени. Разумеется, никто в здравом уме не допускает подобных ошибок при редактировании RAW-файлов, но нам необходимо с помощью единственной переменной добиться идеально бездарной конвертации, которую мы затем попробуем исправить в Фотошопе. Изрядно потемневшее изображение я дважды сохраняю в формате TIFF: один файл с разрядностью 16 бит на канал, другой – 8.

На данном этапе оба изображения выглядят одинаково чёрными и ничем не отличаются друг от друга, в связи с чем я демонстрирую только одну из них.

Разница между 8 и 16 битами станет заметной только после того, как мы попытаемся осветлить фотографии, растягивая при этом диапазон яркостей. Для этого я воспользуюсь уровнями (Ctrl/Cmd+L).

На гистограмме видно, что все тона изображения сконцентрированы в узком пике, прижавшемся к левому краю окна. Чтобы осветлить изображение, необходимо отсечь пустующую правую часть гистограммы, т.е. изменить значение точки белого цвета. Взявшись за правый ползунок входных уровней (точку белого), я подтягиваю его вплотную к правому краю сплющенной гистограммы, тем самым давая команду распределить все градации яркости между нетронутой точкой чёрного и заново обозначенной (15 вместо 255) точкой белого. Проделав эту операцию на обоих файлах, сравним результаты.

Даже в таком масштабе 8-битная фотография выглядит более зернистой. Увеличим до 100 %.

16 бит после осветления

8 бит после осветления

16-битное изображение неотличимо от оригинала, в то время как 8-битное сильно деградировало. Если бы мы имели дело с настоящей недодержкой, ситуация была бы ещё печальнее.

Очевидно, что столь интенсивные преобразования, как осветление фотографии на 4 ступени, действительно лучше проводить на 16-битном файле. Практическая же значимость этого тезиса зависит от того, как часто вам приходится исправлять подобный брак? Если часто, то вероятно вы что-то делаете не так .

Теперь представим, что я по своему обычаю сохранил фотографию как 8-битный TIFF, но потом внезапно решил внести в неё какие-то радикальные изменения, а все резервные копии моих RAW-файлов были похищены пришельцами.

Чтобы симулировать разрушительное, но потенциально обратимое редактирование, вновь обратимся к уровням.

В ячейки выходных уровней (Output Levels) я ввожу 120 и 135. Теперь вместо доступных 256 градаций яркости (от 0 до 255) полезная информация будет занимать только 16 градаций (от 120 до 135).

Фотография предсказуемо посерела. Изображение на месте, просто контраст уменьшился в 16 раз. Попробуем исправить содеянное, для чего снова применим к многострадальной фотографии уровни, но уже с новыми параметрами.

Теперь я изменил входные уровни (Input Levels) на 120 и 135, т.е. придвинул точки чёрного и белого цвета к краям гистограммы, чтобы растянуть её на весь диапазон яркостей.

Контраст реанимирован, но постеризация заметна даже в мелком масштабе. Увеличим до 100 %.

Фотография безнадёжно испорчена. Оставшихся после безумного редактирования 16 полутонов явно недостаточно для хоть сколько-нибудь реалистичной сцены. Не означает ли это, что от 8 бит действительно нет никакого толку? Не торопитесь делать поспешные выводы – решающий эксперимент ещё впереди.

Вернёмся-ка снова к нетронутому 8-битному файлу и переведём его в 16-битный режим (Image>Mode>16 Bits/Channel), после чего повторим всю процедуру надругательства над фотографией, согласно описанному выше протоколу. После того, как контраст был варварски уничтожен, а затем вновь восстановлен, переведём изображение обратно в 8-битный режим.

Неужели всё в порядке? А если увеличить?

Безупречно. Никакой постеризации. Все операции с уровнями проходили в 16-битном режиме, а значит даже после уменьшения диапазона яркостей в 16 раз, у нас осталось 4096 градаций яркости, которых с лихвой хватило для восстановления фотографии.

Иными словами, если вам предстоит ответственное редактирование 8-битной фотографии – превратите её в 16-битную и работайте, как ни в чём не бывало. Если даже настолько абсурдные манипуляции можно проводить с изображением не опасаясь за последствия для его качества, то уж тем более оно спокойно переживёт ту целесообразную обработку, которой вы действительно можете его подвергнуть.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект , внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Эксплуатация