Comprender la profundidad de bits y la reproducción del color para videos

Color de 8 bits, 10 bits, 12 bits:¿cuál es la diferencia? Veamos cómo la profundidad de bits ayuda a determinar la calidad de su imagen, específicamente cuando se trata de la reproducción del color.

La capacidad de una cámara de video para reproducir una gradación suave entre colores y sombras es un factor importante cuando se busca capturar imágenes fílmicas. La gama de colores posibles que una cámara de video puede capturar está determinada por la profundidad de bits del formato de archivo utilizado para la grabación.

¿Qué es la profundidad de bits?

Todas las cámaras de video graban sus imágenes como archivos digitales. Estos archivos digitales binarios se componen de piezas de datos conocidas como bits, que pueden ser un 1 o un 0.
Las imágenes de video se componen de puntos de color llamados píxeles y el color específico de cada píxel se define mezclando juntas diferentes cantidades de los colores rojo, verde y azul. La profundidad de bits se refiere a la cantidad de bits de datos (1 y 0) utilizados para registrar los canales de color para cada píxel.

Video de 8 bits:con formatos de archivo de video de 8 bits, hay 8 bits de almacenamiento de datos (el rango de números binarios 00000000 a 11111111) disponibles para cada canal de color, lo que brinda una variación de 256 tonos por canal. La combinación resultante de 256 tonos de rojo, verde y azul significa que hay 16 777 216 (256 x 256 x 256) colores posibles en una imagen de video de 8 bits.

Vídeo de 10 bits:para vídeo de 10 bits, se utilizan números en el rango binario 0000000000 a 1111111111 para describir cada canal de color. Esto significa que hay 1.024 valores de sombra posibles por canal y un total de 1.073.741.824 colores posibles en una imagen de 10 bits.

Video de 12 bits:el color en el video de 12 bits se almacena usando los números 000000000000 a 111111111111 que ofrece 4096 tonos de rojo, verde y azul para un total de más de 68 mil millones de colores.

Aumentar la profundidad de bits también aumenta el tamaño del archivo a medida que se graban más datos. Sin embargo, mientras que un archivo de video de 10 bits puede ser un 20 por ciento más grande que un archivo equivalente de 8 bits, el primero brindará cuatro veces más niveles de color por canal.

Cámaras y monitores

Las DSLR y las cámaras de video para consumidores avanzados graban video de 8 bits internamente. Las DSLR de Canon y Nikon usan una variación del formato de archivo MOV, mientras que Panasonic y Sony usan el formato AVCHD. Si bien se pueden usar grabadores externos con estas cámaras para grabar en un formato de 10 bits (como ProRes), habrá beneficios limitados ya que la mayoría de las cámaras solo pueden emitir una señal de 8 bits.

La Panasonic Lumix GH5 es inusual entre las cámaras sin espejo, ya que puede grabar imágenes 4K en un formato de 10 bits internamente hasta una velocidad de cuadro de 30p y puede enviar una señal de 10 bits a una grabadora externa a velocidades de cuadro más altas.

La C200 de Canon, de la gama EOS Cinema, graba 4K en formato CinemaRAW de 10 o 12 bits, según la velocidad de fotogramas seleccionada, y también puede grabar metraje 4K UHD de 8 bits en un formato de archivo MP4.

Las cámaras de cine como las de Blackmagic Design, RED y Arri pueden grabar archivos de video ProRes de 10 bits, pero también pueden grabar secuencias RAW en un formato de archivo de 12 bits. Algunas cámaras profesionales de Sony incluso tienen la opción de grabar video de 16 bits con una actualización de grabadora externa.

La mayoría de los monitores, televisores y proyectores de consumo actualmente en el mercado son dispositivos de 8 bits y, aunque hay monitores de video de 10 bits disponibles, tienen un precio superior debido a sus especificaciones más altas.

Los monitores de computadora de 10 bits son más comunes, sin embargo, la mayoría de las tarjetas gráficas de computadora solo emitirán una señal de 10 bits cuando se muestren videojuegos. El software de edición y calificación de video, como Adobe Premiere Pro, Final Cut o Davinci Resolve, funciona internamente a 10 bits o más, pero es posible que necesite dispositivos de salida de video adicionales para alimentar una señal de vista previa de 10 bits de la reproducción de video.

Existe una gama limitada de monitores de 12 bits, como los monitores de referencia de Dolby, pero están destinados a suites de edición y gradación de color profesionales de alta gama.

¿Por qué es importante la profundidad de bits?

El ojo humano solo puede distinguir alrededor de 10 millones de colores, por lo que en un mundo donde la mayoría de los dispositivos de visualización son de 8 bits y ya producen 16,7 millones de colores, ¿por qué necesitamos archivos de video con mayor profundidad de bits?

En muchas situaciones y para muchas aplicaciones, los formatos de video de 8 bits estarán bien. Trabajar con video de 10 o 12 bits requiere un mayor almacenamiento de datos y una computadora más poderosa para editar su metraje. Sin embargo, las limitaciones de 8 bits de tener solo 256 sombras para cada canal de color pueden producir bandas de color en áreas de gradación de tono, como un cielo azul en su imagen.

El rango adicional de sombras (1024 frente a 256) en una imagen de 10 bits también brindará más libertad para corregir los reflejos apagados o las sombras profundas en un video subexpuesto o sobreexpuesto. En general, la información adicional en el material de archivo con mayor profundidad de bits brinda mucho más margen para la gradación de color en comparación con el material de archivo de 8 bits, donde la calidad de la imagen puede comenzar a degradarse rápidamente. Una vez que haya clasificado el color de las secuencias de 10 bits, ¡no querrá volver a los archivos de 8 bits!

El mayor rango tonal también hace que los archivos de video de mayor tasa de bits sean mucho mejores cuando se toman imágenes de pantalla verde o se trabaja con efectos digitales. Las imágenes generadas por computadora generalmente se producen a profundidades de bits más altas, por lo que, cuando se componen con video de 8 bits, los elementos generados digitalmente se reducen a la profundidad de bits más baja y la calidad de la imagen puede verse afectada.

Conclusión

La profundidad de bits es solo un aspecto de un formato de archivo de video. La calidad de la imagen grabada también dependerá de factores como el muestreo de color (por ejemplo, 4:2:0, 4:2:2 o 4:4:4) y la velocidad de datos a la que se graba. Sin embargo, comprender la profundidad de bits le permitirá evaluar mejor qué cámara elegir para un trabajo en particular.