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Ver la Versión Completa : Profundidad de bits en nuestras cámaras ¿que es? ¿para que sirve? (Parte uno)



Vampy
12/03/16, 20:35:41
Nunca mejor que a mi se me puede aplicar el refran ese de que cuando el diablo esta aburrido con el rabo mata moscas, y es que muchas de las cosas que he aprendido en esto de la fotografía siempre me surgen cuando no tengo nada que hacer o me pongo a pensar ¿como funciona esto? y dado mi limitado cerebro intento siempre buscar, ver, preguntar y esto es lo que hice precisamente hace ya bastante tiempo, cuando empezo esto de lo "digital" pero que me viene ahora a la memoria eso de la profundidad de bits en la cámara y he dicho "voy a contar a mis amigos canonistas, aunque luego se pierda en el pozo de los post" lo que yo entendí de esto.

Seguro que muchos de vosotros habéis oído muchas veces esa frase de….”.Que si la profundidad de bits es de 16 bits, 32, bits, etc.”. ¿A que si? pero ¿no os habéis preguntado nunca que significan esos números? yo me pregunto casi todo y esto me lo pregunte hace tiempo y empecé a buscar...

Fue una de las cosas primeras que me pregunté cuando empecé a trabajar con las cámaras digitales, recuerdo mi primera ESO...bufffff que tiempos..... esos números no me decían nada, yo entendía bien cómo funcionaba, un negativo de blanco y negro, según la luz le “impresionaba” se oscurecía más o menos el negativo, pero un sensor con bits, y todo eso, la verdad, me sonaba a Chino Mandarín.

http://i.imgur.com/IpAD6Xr.jpg

Os diré que estoy completamente convencida de que todo lo que se maneja hay que entender como funciona, no en detalle porque puede ser imposible en algun caso, pero si lo más fundamental, porque nos ayudará a aprender a manejarlo mejor, por eso cuando oigo a alguien que no se lee el manual de la cámara,....brrrrrr.....me arrebato :hechocaldo

Empecé a preguntar a fotógrafos de mí alrededor y bueno la explicación no era todo lo sencilla que yo pudiese entender, (soy algo corta reconozcámoslo y algunos explicándose también tiene lo suyo) ya que me lo explicaban pero yo seguía sin ver nada, mire en libros, y nada, hasta que un día un amigo mío Ingeniero de teleco

http://i.imgur.com/XPxcXnw.jpg

Y me saco de esa oscuridad que mi mente tenia encima y llegue a entenderlo como si me diesen un flashazo…que gusto. Hay que reconocer que saben un montón estos ingenieros y más este que encima es catedrático en la Escuela de Madrid. El único fallo es que no sabe hacer una foto mas que con su móvil....¿os creéis esto?...mira que he intentado convencerle de que se compre una EOS chiquitita, pero igual que es listorro es cabezorro...en fin una pena y sin poderlo recuperar.

Todo se basa en que las cámaras, como los ordenadores (las cámaras realmente son mas ordenadores que cámaras), trabajan en un sistema binario, esto es, sólo con dos símbolos en este caso sólo con el “0” y “1”, y con esto hacen todo, ¿pero cómo pueden hacerlo sin tener el 3, o el 4 o el 5, etc? bueno preguntas de no tener ni idea pero que yo quería saber.
http://i.imgur.com/Zn4N8oc.jpg
Nosotros que no somos máquinas, usamos el sistema decimal y trabajamos desde el “0” hasta el “10”, por aquello de que tenemos 10 dedos

http://i.imgur.com/RzcHwqt.jpg
Imagino que en la antigüedad los usamos para fijar nuestro sistema de referencia de forma fácil, pero en las cámaras "sus cuentas y procesos" trabajan con ceros y unos y pueden representar con esos dos símbolos todos los números humanos…¡¡qué curioso!!!
http://i.imgur.com/0YwUdhk.jpg
Son dos "idiomas" diferentes pero que dicen lo mismo, por ejemplo, si quiero representar en binario un cero pues es un “0”, si quiero representar un uno, pues es un “1”, pero claro y ¿ahora el dos qué? Si no tiene el dos el sistema binario ¿Cómo lo hacen?

Pues de forma muy lógica si pensamos un poquito, el sistema binario llega a su tope en el dos, como cuando llegamos nosotros a nuestro 10 y empezamos por el 11 combinando los números, bueno pues aquí el dos es lo mismo, es una composición de ceros y unos y en este caso ese dos se representa así: “10” curioso ¿a que si?

Os pongo ahora un ejemplo de la secuencia que va desde el 0 hasta el 7 en binario que además luego me va a servir para relacionarla con unas imágenes que pondré debajo de ejemplo.

Para conseguir el 7 hay que usar tres bits (que ya sabeis que es un número que puede valer uno, o cero)
http://i.imgur.com/PUbzXx0.jpg
La secuencia, será la siguiente:

http://i.imgur.com/wGIvaSw.jpg

Vaya, vaya, quien me lo iba a decir a mí, claro que el que no sabe es como el que no ve….

¿Habéis captado la idea, verdad?, he llegado a 8 (contando el cero) con combinaciones de 0 y 1 usando tres bits, ¡vaya! ahora ya me explicaba lo de los bits y como podían representar mis números de siempre, por fin entendí que eran, pero lo de la profundidad nada de nada todavía y además ¿que tenía que ver esto con una foto?

La respuesta surgió ya de una forma natural, simplemente querían decir con eso de la "profundidad" que es el número de bits que define el tipo de sensor, de forma más sencilla, la capacidad que tiene el sensor de "ver" tonos de luz, pensad que los sensores solo ven tonos grises de luz, y dependiendo de esta profundidad que le da el fabricante, ven más o menos.

Un inciso, para no liar, estoy hablando de sensores "solos en el mundo" ya hablare de pixels, estos sensores son circuitos que son capaces de captar rangos de luminosidad dependiendo de que tal buenos los hagan (o cuantos bits les pongan los fabricantes), es el equivalente en los ojos a los bastones que ya sabéis todos que no detectan los colores son sensibles sólo a la luminosidad, y por eso cuando estáis a oscuras o casi a oscuras veis en blanco y negro.

Vamos ahora al ejemplo que he descrito del cero al siete (ocho pasos no lo olvidéis) y seguro que entendemos ya todo, la profundidad en este caso es de 3 bits y por tanto hay 8 saltitos de grises que vería el sensor entre el blanco y el negro, parece que se puede construir a partir de esto alguna imagen ¿no? al menos a mi ya me da que si......ahora lo veremos.

http://i.imgur.com/pLzCPnd.jpg

Vamos a ver un ejemplo ya con imágenes, por eso de que dicen que más vale una imagen que mil de mis palabras. Imaginad que tenemos esos 8 saltitos de antes desde el 000 hasta el 111 y a cada uno de ellos le diese un valor de gris este sensor, esto es, representaríamos con solo 3 bits hasta 8 tonos de gris desde el blanco hasta el negro, ósea esto seria lo que viese el sensor, los intermedios no es capaz de verlos.

http://i.imgur.com/5H49DIl.jpg

Esto matemáticamente es 2 elevado a 3 igual a 8 que sería que mi sensor si estuviese en la cámara vería algo así la luminosidad

¿Y si esto lo llevo a una imagen? ¿Cómo la veríamos?

Vamos a partir de una imagen en blanco y negro

http://i.imgur.com/ym0jdf1.jpg

Y ahora paso a representarla en un chip que tiene muchos sensores de estos por ejemplo 3000x2000 y cada uno con solo tres bits, esto es, ocho niveles de profundidad y por tanto 8 tonos de iluminación (los de antes) entre el blanco y el negro, podéis contarlos no hay más, se vería así la foto que recogería ese chip de la cámara:

http://i.imgur.com/zjihy1s.jpg

Fijaros que se nota claramente que para ver de verdad mejor la foto hace falta más información (más profundidad de bits), la cámara que tengo de prueba de 8 bits ha hecho lo que ha podido pero no ha representado bien del todo mi imagen, los "ojos" que tienen están limitados.

Y claro no digamos nada con solo tengo una cámara de 1 bit (profundidad de dos tonos)

http://i.imgur.com/LvNIcfi.jpg

Saldría así al haber solo dos tonos, sólo se ven los blancos y los negros, los otros la cámara no sabría interpretarlos porque solo había un bit (no capta mas información) y el pixel sólo distingue entre el blanco y el negro y nada más.

http://i.imgur.com/EUPOyzQ.jpg

Quiero detenerme aquí un minuto y preguntaros algo ¿os habéis preguntado como es el histograma a partir de lo que he explicado?, fijaros que sólo hay dos tonos en esta última imagen, blanco y negro, por lo que el histograma es así, un tono a la izquierda y otro a la derecha y nada más, porque no hay más que representar de este sensor.

http://i.imgur.com/kyMn7Gd.jpg

Está claro que cuantos más profundidad tengamos mejor y veremos la imagen mejor, la primera era de 256 tonos desde el negro hasta el blanco total y ahí ya el ojo no nota nada, en la siguiente entrada explicare el porque de esos 256 tonos y no otro valor y hasta de donde sale y por que.

¿Y si ahora os pusiera un histograma así, que pensaríais?

http://i.imgur.com/ffrzBM1.jpg

Parece que le faltan tonos ¿verdad? no os digo mas...

Al final lo logre entender…¡¡qué gusto!!! Ahora ya sabía que cuando me dicen que la profundidad de bits es de 8 es que es capaz de ver 256 tonos de grises….¿no os empieza a sonar esto?

Fijaros que no estoy todavía hablando de color, hemos empezado por lo más sencillo que es el blanco y negro y sus tonos.

Os dare´una entrada al color del que hablare en otra entrada.....

Respecto del color, ésta se genera a partir de sus componentes R (rojo), G (verde) y B (Azul) en español deberia ser RVA pero es un asco...cojemos siempre otros idiomas....bueno pues sumando su señal, se analiza su luminosidad con un sensor similar a los que hablamos antes de blanco y negro,y luego la cámara le asigna el color, por eso la vemos en color, mas o menos no penséis más, lo explicare en detalle en el siguiente post, esto es sólo una introducción.
http://i.imgur.com/C5O6W1x.jpg
Si cada uno de estos sensores tiene recoje una gama de 256 tonos, la imagen final tendrá una gama de colores posibles de (256 rojos x 256 verdes x 256 azules), que si los mezcláis para obtener colores a partir de estos y echáis cuentas son unos 16 millones de colores. Es lo que se llama una imagen con una profundidad de color de 24 bits (8 por cada color o también les llaman canales).

Pero esto ya para otro día, en otra entrada que me enrollo, claro esta si interesa :)

TxapuZero
13/03/16, 00:49:20
¡Espero con ansia la segunda parte!

juanb
13/03/16, 09:25:42
Gracias x la explicación tan clara!!!

semeyero
13/03/16, 10:38:12
Como siempre, explicado de forma sencilla que hasta yo entiendo. Gracias por hacernos ver la luz en los temas técnicos.

Saludos.

Vampy
14/03/16, 20:12:29
Gracias :-)