Entendiendo Bit-depth y Color Rendition para Video
El rango de color posible que una cámara de video es capaz de capturar, está determinado por el bit depth de un formato de archivo utilizado para grabar.
¿Qué es bit depth?
Todas las cámaras de video graban el material como archivos digitales. Estos archivos digitales binarios están compuestos de piezas de datos conocidos como bits que pueden ser 1 ó 0.
Las imágenes de video están hechas de puntos de color llamadas pixeles y el color específico de cada pixel está definido por la mezcla de diferentes sumas de los colores rojo, azul y verde. Bit Depth se refiere al número de bits de datos (unos y ceros) utilizados para registrar los canales de color (rojo, verde y azul) para cada pixel.
8-bit video: Los formatos de video de 8-bit tienen 8 bits de almacenamiento de datos (el rango de números binarios que va de 00000000 a 11111111) disponibles para cada canal de color lo que nos arroja una variación de 256 tonalidades por canal. La combinación resultante de 256 tonos por el verde, el rojo y el azul significa que hay 16,777,216 (256 x 256 x 256) colores posibles en una imagen de video de 8-bit.
10-bit video: Los números para 10-bit video tienen un rango que va desde 0000000000 a 1111111111 utilizado para describir cada canal Esto significa que hay valores de 1,024 tonalidades posibles por canal y un total de 1,073,741,824 colores posibles en una imagen de 10-bit.
12-bit video: El color en 12-bit video es alamacenado utilizando números de 000000000000 a 111111111111 que ofrecen 4096 tonos por cada color, rojo, verde y azul para obtener un total más de 68 billones de colores.
Incrementar el bith depth también incrementa el tamaño del archivo pues se registran una mayor cantidad de datos. Sin embargo, mientras un archivo de video de 10-bit puede ser mayor un 20 por ciento que un archivo equivalente en 8-bit, el primero te dará cuatro veces más color por cada canal.
Gráfica mostrando los colores posibles en videode 8 bit, 10 bit y 12 bit.
Cámaras & Monitores
Las cámaras de video DSLRs y high-end prosumer graban internamente en 8-bit video. Canon y Nikon DSLRs utilizan una variación de formato de archivo MOV mientras Panasonic y Sony utilizan el formato AVCHD. Aunque puedes utilizer grabadoras externas con estas cámaras para grabar en formato 10-bit (como ProRes), están limitadas, como la mayoría de las cámaras, pues sólo puedes dar salida a señal 8-bit.
La Panasonic Lumix GH5 es inusual ya que puede grabar internamente, material en 4K en un formato 10-bit a 30p y puede alimentar una señal 10-bit a un grabador externo a frame rates mayores.
La C200 de Canon, desde el rango EOS Cinema, graba 4K ya sea a 10-bit ó a 12-bit en formato CinemaRAW dependiendo del frame rate seleccionado y puede también, grabar 4K UHD 8-bit en un formato de MP4.
Las cámaras de cine como las de Blackmagic, RED o Arri pueden grabar archivos de video en 10-bit ProRes pero también material RAW en un formato 12-bit. Algunas cámaras profesionales de Sony incluso, tienen la opción de grabar 16-bit con una grabador externo.
La mayoría de los monitores, televisiones y proyectores de consumo en el mercado son dispositivos a 8-bit, y aunque los de 10 bit están disponibles, el precio es mucho mayor.
Los monitores de computadoras de 10-bit son más comunes pero la mayoría de las tarjetas gráficas sólo dan señal de salida a 10-bit cuando despliegan juegos de video. Los softwares de edición de video tales como Adobe Premiere Pro, Final Cut or Davinci Resolve trabajan internamente a 10-bit o más alto, pero necesitan de dispositivos de salida adicionales para alimentar una señal de 10-bit para reproducir.
Existe un rango limitado de monitores a 12-bit, como los monitores de referencia de Dolby, pero éstos están diseñados para suites profesionales de edición o corrección de color.
¿Porqué importa el bit depth?
El ojo humano puede distinguir alrededor de 10 millones de colores, así que en un mundo donde la mayoría de los displays son de 8-bit (que producen ya 16.7 millones de colores) ¿para qué necesitamos archivos de video con una profundidad de color mayor?
En muchas situaciones y para muchas aplicaciones, los formatos de video a 8-bit están bien. Al trabajar con 10-bit o 12-bit requieres incrementar el almacenamiento y una computadora más poderosa para editar tu material. Sin embargo, las limitaciones de 8-bit que sólo permiten tener 256 tonalidades por cada canal de color pueden producir en tu imagen, formación de franjas en áreas tonales con gradiente como el cielo azul.
EN GENERAL, LA INFORMACIÓN EXTRA EN MATERIAL DE MAYOR BIT DEPTH PROPORCIONA UN MAYOR CAMPO DE GRADUACIÓN DE COLOR COMPARADO CON 8-BIT, DONDE LA CALIDAD DE LA IMAGEN PUEDE DEGRADARSE RÁPIDAMENTE.
El rango adicional de tonalidades (1024 vs 256) en una imagen 10-bit también ofrece mayor libertad para corregir sobrexposiciones o sombras profundas en una imagen sub o sobrexpuesta de video. En general, la información extra en un material con una mayor profundidad de bit ofrece un campo mayor para corrección de color que un material a 8-bit donde la calidad de la imagen puede degradarse rápidamente. Una vez que hayas graduado el color en 10-bit, ¡no querrás regresar a archivos en 8-bit!
El incremento en el rango tonal también permite que archivos de video de mayor bit rate sean mejores, sobretodo, tratándose de tomas sobre una pantalla verde (green screen) o trabajo con efectos digitales. Las imágenes generadas en computadora usualmente son producidas a mayores bit depths para obtener mayor calidad de imagen.
Conclusión
Bit depth es sólo un aspecto de un archivo de formato de video. La calidad de tu imagen grabada también depende de otros factores como el muestreo o sampling (4:2:0, 4:2:2 or 4:4:4) y el data rate al cual es grabado. Sin embargo, entender el bit depth te permitirá evaluar mejor que cámara escoger para un trabajo en particular.
Pete Tomkies es un cinefotógrafo y operador de cámara freelance de Manchester, UK. También produce y dirige cortometrajes como Duck66 Films.
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