Píxeles y bits

Empecemos por lo básico. Este blog está dedicado, en cuanto a técnica, a la fotografía digital así que vamos a hablar de píxeles y bits para ir creando una buena base técnica y que tengamos las cosas claras a la hora de hablar de resolución, megapíxeles, tonos, sensores...

El píxel

Una imagen digital se representa mediante una matriz de filas y columnas que generan una serie de celdas cuadradas. Cada una de estas celdas representa un píxel, que es la unidad mínima de información de una imagen.

Resolución

La resolución de una imagen nos indica cuanto detalle puede observarse en ésta. Lo normal es expresarla con dos números enteros, el primero indicando el número de píxeles que tiene de ancho y el segundo el número de píxeles que tiene de alto (ancho x alto). Una cámara que nos da una imagen de 4.288 x 2.848 píxeles tiene una resolución de:

4.288 x 2.848 = 12.212.224 píxeles o 12,2 Megapíxeles

1 Megapíxel = 1 millón de píxeles

Vamos a ver el efecto que tiene la resolución en una imagen:

Los píxeles por pulgada, ppi (pixels per inch), sólo determinan las dimensiones físicas, NO la calidad de una imagen.

Una imagen de 100 píxeles de lado a 300 ppi tiene la misma resolución que la misma imagen a 72 ppi porque esos 100 píxeles no los hemos tocado. Sólo le hemos dicho a Photoshop que en cada pulgada de imagen meta un número determinado de píxeles, por eso la imagen a 300 ppi tiene un lado de 0,8 cm y la que está a 72 ppi un lado de 3,5 cm.

nº de píxeles = tamaño en pulgadas x ppi

1 pulgada = 2,54 cm

Bits

El bit es la unidad mínima de información digital. Sólo puede tener dos valores: 0/1, ON/OFF, blanco/negro.

Aplicando esto a una imagen, si represento cada píxel con 1 bit, sólo podré representar 2 tonos: 0 (negro) o 1 (blanco).

Con 2 bits, tengo 2² = 4 combinaciones: 00 (negro), 01 (gris oscuro),  10 (gris claro) y 11 (blanco). Así sucesivamente.

1 bit/píxel (2¹ = 2 tonos)

2 bits/píxel (2² = 4 tonos)

4 bits/píxel (2⁴ = 16 tonos) 

8 bits/píxel (2⁸ = 256 tonos)

A medida que aumentamos el número de bits por píxel aumenta el número de tonos y con ello mejora la imagen y se suaviza la transición entre un tono y otro. Fíjate que por cada bit de información que añadimos obtenemos el doble de tonos:

Cada canal de color RGB tiene 8 bits. Así se pueden diferenciar 256 niveles entre 0 (negro) y 255 (blanco).

Bits y exposición

Se puede decir que cada paso de luz que recoge nuestra cámara se traduce en el llenado de un bit de información. Hasta que no se llena un bit no se pasa al siguiente, terminando en el último bit que puede captar nuestra cámara y que representará un blanco puro.

En una cámara de 8 bits por ejemplo, hacer una correcta exposición significa que tenemos 8 bits de información, es decir, 256 tonos disponibles. El hecho de subexponer un paso significa recoger 7 bits y 128 tonos. ¡Estamos perdiendo la mitad de la gama tonal que puede representar nuestra cámara! A menor cantidad de tonos, menor rango dinámico y más se notará la transición entre los diferentes grises generando unas bandas en la imagen, fenómeno llamado banding o posterización.

A la hora de hablar de color la información se eleva a tres, por los tres canales RGB que proporciona la matriz de Bayer. En una captura de 8 bits, tenemos 256 tonos de cada color lo que nos da una combinación de 256 x 256 x 256 = 16.777.216 colores posibles. A mayor cantidad de bits por píxel mayor calidad y margen de ajuste tenemos en la imagen.

Conclusión

Recuerda que estás leyendo este blog para hacer fotos, no para diseñar un procesador ni un sensor. Simplificar la teoría te ayudará a tener las cosas claras y una idea general de cómo funciona tu cámara digital. 

Josh