Sobre bits y sensores de imagen.

Me voy a citar a mí mismo, y es que me salió un comentario que me gustaría guardarme aquí. Lo escribí en la página de Guillermo Flores (no os la había recomendado ya?, espero que la hayáis visitado al menos 100 veces).

Como el comentarío es mío, me voy a permitir modificar la cita allí donde estime oportuno, para mejorar la calidad y sobre todo el contexto, que ahora puede que aquí pille un poco fuera de lugar. Esto viene de una pequeña disertación de Guillermo sobre los bits de color por canal que tiene una cámara y si se aprecian o no mejoras en las fotos que salen de ella. Allá va:

Un poco sobre los bits. Básicamente los bits de profundidad de color, por canal, no son más que la representación matemática de un nivel de potencia de luz captado por el sensor. 12bits son 2pow12, o 4096 niveles de color por canal, 14 bits son unos 16mil niveles de color por canal.

La latitud o rango dinámico máximo del sistema generalmente lo marca el dispositivo más limitado. Este suele ser el sensor, que al ser un dipositivo lineal, es complicado que pase de los 5-6 stops (si no me equivoco).

La idea detrás de una palabra digital más o menos grande viene determinada mucho por la electrónica. Generalmente el tamaño de la palabra no la limita el sensor si no el conversor analógico-a-digital. Estos conversores traducen un nivel eléctrico analógico que le entrega el sensor a una palabra digital de 10,12,14 o 16 bits. Cuantos más bits, al menos en teoría, la calidad de la conversión será mejor.

El problema es que cuando el rango dinámico está limitado por el sensor, lo único que se consigue con más bits es un escalado mejor. Me explicaré un poco mejor. Imaginemos un sensor con 8 stops (pasos) de rango dinámico. Es capaz de capturar luces desde una intensidad base A y una máxima de 256A. Usar un conversor y procesador que de 12bits indica que de entre A y 256A podrá sacar hasta 4096 niveles distintos, pero los máximos seguirán siendo A y 256A o 8stops de diafragma. Pasar a 14bits implica que el nivel de detalle se hace 4 veces mayor, o va a tener 16mil niveles diferentes, pero siempre entre A y 256A.

Depende mucho del sensor y la electrónica detrás de él, pero tener escalones más pequeños no quiere decir mejor calidad. Generarlmente esos 2 últimos bits no serán más que ruido, ya que para conseguir llenar todos los niveles con señal hace falta (y esto ya es ultra-tecnico) tener un sensor+amplificador que esté entregando al menos 84dB de relación señal a ruido. Una auténtica pasada.

Por otra parte, puede tener cierto interés tener estos 2bits extra (que generalmente serán inservibles a la entrada) para el procesado. Tener palabras digitales grandes mejora mucho los cálculos matemáticos, ya que hace que los errores de redondeo sean menores, y sobre todo se pueda jugar con su acumulación. Esto redunda en procesados de más calidad, principalmente si se aplican muchos cálculos sobre los píxeles. De todas formas, photoshop ya hace esta mejora al trabajar en modo de 16bits (e incluso 32bits por canal).

Vaya rollo técnico que me ha salido, espero que se entienda!

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