مقایسه تصاویر 8 بیت با 16 بیت

اصطلاح بیت در هر شکلی از رسانه دیجیتال رایج است. با توجه به تصویربرداری دیجیتال، عمق بیت با نام های زیادی مانند عمق پیکسل یا عمق رنگ نیز شناخته می شود. در عکاسی دیجیتال، بحث فایل های 8 بیتی در مقابل 16 بیتی به اندازه جدال بین نیکون در مقابل کانن داغ است. بیت گرف قصد دارد در این مقاله درک بهتری از عمق بیت به شما بدهد و همچنین به بررسی این می پردازیم که آیا ما به عکس 16 بیتی نیاز داریم یا خیر و اگر نیاز داریم، آن چه زمانی است؟

عمق بیت چیست؟

اغلب ما از این واقعیت آگاه هستیم که پیکسل ها عناصر اساسی هر تصویر هستند. به طور خاص، هر رنگی در تصویربرداری دیجیتال با ترکیبی از رنگ های قرمز، سبز و آبی نشان داده می شود. در هر پیکسل از چنین ترکیبی استفاده می شود و میلیون ها پیکسل یک تصویر را ایجاد می کنند. به همین دلیل است که عمق بیت به عنوان عمق رنگ نیز شناخته می شود. به عنوان مثال، قرمز خالص با اعداد "255 ، 0 ، 0" نشان داده شده است. سبز خالص 0 ، 255 ، 0 و آبی خالص 0 ، 0 ، 255 است. در عکاسی دیجیتال، هر رنگ اصلی (قرمز، سبز یا آبی) با یک عدد صحیح بین 0 تا 255 نشان داده می شود. هر رنگ غیر اصلی با ترکیبی از رنگهای اصلی، مانند "255 ، 100 ، 150" برای یک رنگ خاص صورتی نشان داده می شود.

بیایید بزرگترین عددی را که نشان دهنده قرمز است، در نظر بگیریم که 255 است. وقتی 255 را به باینری تبدیل می کنم، 11111111 بدست می آید که طول آن 8 رقم است. اکنون، وقتی می خواهم اعشار بعدی، 256 را تبدیل کنم، 100000000 بدست می آید که یک عدد باینری 9 رقمی است. به همین دلیل هر عدد صحیح بین 0-255 "8 بیتی" در نظر گرفته می شود و آن را می توان در هشت رقم باینری نشان داد.

بنابراین تعریف عمق بیت تعداد بیت های استفاده شده توسط هر جز رنگ برای نشان دادن یک پیکسل است. به عنوان مثال، 8 بیت می تواند تا 256 سایه (یا 8 ^ 2) از یک رنگ اصلی مشخص را نشان دهد.

مقایسه "عمق بیت" و "طیف رنگی"

برخی از عکاسان عمق رنگ را با طیف رنگی اشتباه می گیرند. طیف رنگی، گستره ای از رنگ ها است که معمولاً توسط یک دستگاه می تواند به نمایش درآمده و یا با یک چاپگر چاپ شود. دستگاه های الکترونیکی و چاپگرها قادر به نمایش همه رنگ هایی که توسط چشم انسان قابل مشاهده است، نیست. طیف رنگی که آنها می توانند نمایش دهند معمولاً به یک طیف رنگی مانند sRGB یا AdobeRGB یا یک طیف خاص براساس چاپگر / جوهر / کاغذ موجود محدود می شود.

از طرف دیگر عمق بیت را می توان به صورت فاصله بین رنگ ها در طیف رنگی مشاهده کرد. به عبارت دیگر، شما می توانید دو تصویر از رنگین کمان داشته باشید که هر دو از قرمز به بنفش میل می کنند - یعنی دارای طیف رنگی یکسان هستند. ولی مثلا اگر رنگین کمان اول را بزرگنمایی کنید، رنگین کمان اول ممکن است حاصل از هزاران رنگمایه خاص باشد، در حالی که رنگین کمان دوم فقط از هفت یا هشت رنگ تشکیل شده است و به ظاهر پیکسلی به نظر می رسد. در این مثال، رنگین کمان دوم عمق بیت بسیار کمتری دارد.

تصاویر 1 بیتی

برای اینکه عمق بیت را به راحتی تجسم کنید، اجازه دهید یک مثال ساده از یک تصویر 1 بیتی بزنیم. تصویر 1 بیتی حاصل فقط 2 رنگ (1^2) سیاه و سفید است.

برای مثال به تصویر زیر نگاهی بیندازید. سمت چپ تصویر 8 بیتی است در حالی که سمت راست 1 بیتی است.

سمت راست تصویر فقط شامل سیاه و سفید است. ممکن است چند قسمت از تصویر 1 بیتی خاکستری به نظر برسد، اما با بزرگ نمایی تصویر، تفاوت همانطور که در زیر مشاهده می شود، آشکار می شود. تصویر 8 بیتی می تواند 256 سایه خاکستری را در خود جای دهد در حالی که تصویر سمت راست فقط سیاه یا سفید را در خود جای می دهد.

مقایسه "بیت" با "بیت در هر کانال"

در بخش بالا، دیدیم که یک تصویر 8 بیتی فقط می تواند 256 سایه خاکستری مختلف را در خود جای دهد. اما در ابتدای این مقاله اشاره کردیم که تصاویر رنگی 8 بیتی در واقع 256 سایه در هر رنگ اصلی دارند. بنابراین یک تصویر رنگی استاندارد که معمولاً "8 بیتی" می نامیم، چیزی بیش از 256 سایه در خود دارد. پس اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم، باید آن را یک تصویر 8 بیتی در هر کانال بنامیم. اگر تصویر رنگی شما 8 بیت در هر کانال داشته باشد و سه کانال وجود داشته باشد (قرمز، سبز و آبی)، تصویر کلی در واقع می تواند در مجموع 256 × 256 × 256 سایه، که برابر با 16،777،216 (یا 24 ^ 2) باشد. به همین دلیل ممکن است گاهی اوقات یک تصویر "8 بیتی در هر کانال" به یک تصویر" 24 بیتی"  اطلاق شود.

هنوز مسئله برایتان هضم نشده؟ بگذارید از فتوشاپ کمک بگیریم تا مسئله روشن شود. نگاهی به تصویر گویای زیر بیندازید.

در نوار کانال ها، که در تصویر پایین به رنگ قرمز مشخص شده است، می بینید که حتی اگر این تصویر در مقیاس خاکستری باشد، دارای چهار کانال است: برای هر کدام از رنگ های قرمز، سبز و آبی یک کانال و کانال RGB برای کل تصویر اختصاص دارد. هر یک از این 3 کانال رنگی دارای هشت بیت اطلاعات است.

بدین ترتیب کل تصویر در اینجا از نظر فنی هنوز 24 بیت است. با این حال می توانیم تمام اطلاعات رنگ را با رفتن به منوی بالا و انتخاب Image> Mode> Greyscale حذف کنیم. پس از انجام این کار ، خواهید دید که اکنون فقط یک کانال وجود دارد ، همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است:

تصویر زیر یک تصویر واقعی 8 بیتی است. در این عکس فقط 256 سایه خاکستری وجود دارد و راهی برای بازگشت نسخه رنگی وجود ندارد. این امر همچنین باعث کاهش اندازه فایل به یک سوم اندازه قبل شد.

16 بیت در هر کانال یا 48 بیت RGB

اکنون که عمق بیت را یاد گرفتید، می توانید به راحتی عمق بیت تصاویر 16 بیت در هر کانال را محاسبه کنید. یک تصویر با 16 بیت در هر کانال حداکثر 16 ^ 2 سایه در هر کانال یا 65536 خواهد داشت. اگر یک تصویر RGB دارید که هر یک از قرمز، سبز و آبی دارای 16 بیت است، باید 65536 × 65536 × 65536 را ضرب کنید تا ببینید که در کل تصویر مورد نظر می تواند تا 281 تریلیون رنگ را در خود جای دهد.

حتی اگر از نظر تئوری، عمق بیت 16 بیت در هر کانال قرار است 281 تریلیون رنگ را در خود نگه دارد، فتوشاپ نمی تواند آن مقدار رنگ را نگه دارد. طبق تعریف، حداکثر مقدار تونال ممکن برای هر یک از رنگ های اصلی باید 65536 باشد. اما حداکثر تعداد تون های ممکن در تصاویر RGB 16 بیت در هر کانال فتوشاپ (2 ^ 15) + 1 = 32769 است. بنابراین هنگامی که در حالت 16 بیتی با فتوشاپ کار می کنید، یک پیکسل می تواند به جای 281 تریلیون رنگ، 35.2 تریلیون رنگ را در خود نگه دارد.

آیا واقعاً 16 بیت در هر کانال قابل استفاده است؟

حتی اگر تصاویر 16 بیت در هر کانال فتوشاپ فقط 12.5٪ از حداکثر تئوری را در خود جای دهد، با این وجود 35.2 تریلیون رنگ هنوز هم زیاد است. سوالی که اکنون مطرح می شود این است که آیا چشم انسان می تواند این همه رنگ را تشخیص دهد؟ پاسخ منفی است تحقیقات نشان داده است که چشم انسان می تواند حداکثر 10 میلیون رنگ را تشخیص دهد. نگاهی به تصویر زیر بیندازید.

آیا می توانید تفاوت قابل مشاهده ای بین سه مربع گرد مشاهده کنید؟ بیشتر شما ممکن است تفاوت تونال را در مربع وسط و مربع سمت راست مشاهده کنید. اما مطمئناً نمی توانید تفاوتی مشهود بین مربع چپ و وسط پیدا کنم.

مربع سمت چپ 255 ، 0 ، 0 است ، در حالی که مربع وسط 254 ، 0 ، 0 است. این یک مورد تفاوت در یک تصویر 8 بیتی است.

از آنجایی که تصاویر 16 بیتی در هر کانال تعداد بسیار زیادی رنگ را در خود جای داده اند، بدیهی است که فضای زیادی مصرف می کنند. به عنوان مثال در نرم‌افزار Nikon’s NX هنگامی که می خواهیم فایل TIFF آن را به صورت 16 بیتی خروجی بگیریم ، 130 مگابایت فضا اشکال می کند، در حالی که با انتخاب 8 بیتی، اندازه فایل به 70 مگابایت کاهش می یابد.

علاوه بر این، تعداد بسیار کمی از دستگاه ها مثل مانیتورها، چاپگرها و غیره می توانند بیش از 8 بیت در هر کانال نمایش دهند. اما این به معنای بی اهمیت بودن عمق بیت بالاتر نیست.

16 بیت در هر کانال در واقع چه اهمیتی دارد؟

بخش فوق ممکن است این تصور را ایجاد کند که هیچ کس به بیش از 8 بیت در هر کانال نیاز ندارد. با این وجود، تصاویر 16 بیتی کاربردهای خود را دارند. اجازه دهید تصویر زیر را در نظر بگیریم.

با استفاده از گزینه منو Image> Mode> 8-bit / channel یک تصویر را باز کرده و آن را به 8 بیتی تبدیل کرده ایم. حالا دو لایه تنظیمات نور)  curves adjustment) را روی تصویر باز شده اعمال می کنیم. در منحنی های 1، ورودی را 255 انتخاب می کنیم و خروجی را به 23 تغییر می دهیم. به بیان ساده، تصویر را به نزدیکی آندر اکسپوژر شدن بردیم. با استفاده از منحنی 2، ورودی را 23 انتخاب کرده و خروجی را به 255 تغییر می دهیم. این باعث می شود که نوردهی به جایی که قبل از قرار گرفتن در منطقه آندر اکسپوژر بود بازگردد اما به ازای تخریب بسیاری از رنگ ها. این منجر به اثر باندی می شود که می توانید آن را در تصویر بالا در قسمت آسمان و ابرها مشاهده کنید.

وقتی همین ادیت را روی یک تصویر 16 بیتی انجام می دهیم، هیچ اثر باند قابل مشاهده ای در آسمان وجود ندارد. می توانید ببینید که در مقایسه زیر، جایی که هر دو تصویر را با همان تنظیمات قرار دادیم:

این جایی است که تصاویر 16 بیتی کاربرد خود را پیدا می کنند. هر چه بخواهید ادیت های سنگینی روی تصویر اعمال کنید داشتن سایه های رنگی بیشتر و به  اصطلاح عمق بیت بیشتر برای شما مفید خواهد بود.

با پردازش دقیق مانند عدم انجام تنظیمات شدید نور (curves) که در پایین انجام میدهیم می توانید از باند کردن تصاویر 8 بیتی جلوگیری کنید، اما تصاویر 16 بیتی فضای بیشتری برای خطا به شما می دهند. به همین دلیل است که اگر در نرم افزاری مانند فتوشاپ ویرایش می کنید، کار با تصاویر 16 بیتی روش خوبی است. فقط یکبار که کار ویرایش انجام شد، بهتر است که برای خروجی گرفتن آن را به یک تصویر 8 بیتی تبدیل کنید. (اگرچه هنوز بهتر است که 16 بیتی TIFF یا PSD را در آرشیو خود نگه دارید، درصورتی که بعداً تصمیم بگیرید ویرایش بیشتری انجام دهید.)

بنابراین به طور کلی، دامنه کاربردی تصاویر 16 بیتی در هر کانال با پردازش پست آغاز و پایان می یابد.

نتیجه گیری تفاوت 8 بیت با 16 بیت

امیدواریم این مقاله درک مقدماتی از عمق بیت و تفاوت بین تصاویر 8 بیتی و 16 بیتی در هر کانال برای شما داشته باشد. حتی اگر 16 بیت به نظر بیش از حد برسد ، در اینجا دیدیم که کاربرد آن در تصاویر پس از پردازش وجود دارد. اما تصاویر 8 بیتی در هر کانال فضای کمتری را اشغال می کنند، بنابراین ارزش دارد تصاویر خود را به ویژه برای وب به 8 بیت در هر کانال خروجی بگیرید تا فضای بیشتری را ذخیره کنید.

لطفا در صورت داشتن هرگونه سوال در قسمت نظرات آن را به اشتراک بگذارید تا بقیه نیز از آن ها استفاده کنند.

مطلب پیشنهادی: تفاوت JPEG با RAW

راستی میتوانید آخرین مطالب ما را از طریق تلگرام و اینستاگرام نیز دنبال کنید. برای عضویت در کانال تلگرام و اینستاگرام بیت گرف روی دکمه زیر کلیک کنید. همچنین فیلم ها با کیفیت های مختلف در یوتیوب هم قرار دارد.

TELEGRAM INSTAGRAM youtube