Hiện nay, thuật ngữ ‘bit’ dần trở nên phổ biến trong bất kỳ hình thức truyền thông kỹ thuật số nào. Đối với hình ảnh kỹ thuật số, độ sâu bit có nhiều tên gọi như độ sâu pixel hoặc độ sâu màu. Trong nhiếp ảnh kỹ thuật số, các cuộc tranh luận về tệp 8-bit với 16-bit đã diễn ra nhiều như Nikon với Canon vậy. Qua bài viết này, VJShop muốn cung cấp cho bạn một cái nhìn tốt nhất về độ sâu bit là gì? Từ đó giúp bạn xem xét xem liệu chúng ta có cần hình ảnh 16-bit hay không và nếu có thì khi nào chúng ta cần chúng.
Độ sâu bit là gì?
Hầu hết chúng ta đều nhận thức được rằng pixel là yếu tố cơ bản của bất kỳ hình ảnh nào. Cụ thể, bất kỳ màu nào trong hình ảnh kỹ thuật số được thể hiện bằng sự kết hợp của các sắc thái đỏ, lục và lam. Các sự kết hợp như vậy được sử dụng trên mỗi pixel và từ hàng triệu pixel tạo nên một hình ảnh. Chính vì lý do này mà độ sâu bit còn được gọi là độ sâu màu. Ví dụ: màu đỏ thuần được biểu thị bằng các số “255, 0, 0” Màu xanh lá cây thuần túy là 0, 255, 0 và màu xanh lam thuần túy là 0, 0, 255.
Trong nhiếp ảnh kỹ thuật số, mỗi màu cơ bản [đỏ, xanh lục hoặc xanh lam] được biểu thị bằng một số nguyên từ 0 đến 255. Mọi màu sắc không phải màu chính đều được biểu thị bằng sự kết hợp của các màu cơ bản, chẳng hạn như “255, 100, 150” cho một màu hồng cụ thể.
Chúng ta hãy xem xét số lớn nhất đại diện cho màu đỏ, là 255. Khi ta chuyển đổi 255 thành nhị phân, ta nhận được 11111111, dài tám chữ số. Bây giờ, khi ta cố gắng chuyển đổi số thập phân tiếp theo là 256, ta sẽ nhận được 100000000, là một số nhị phân gồm 9 chữ số. Đó là lý do tại sao bất kỳ số nguyên nào giữa 0-255 đều được coi là "8 bit" vì nó có thể được biểu diễn trong tám chữ số nhị phân.
Vì vậy, độ sâu bit có thể định nghĩa là số lượng bit được sử dụng bởi mỗi thành phần màu để biểu diễn một pixel. Ví dụ: 8 bit có thể đại diện cho tối đa 256 sắc thái của một màu cơ bản nhất định
Độ sâu bit so với gam màu
Một số nhiếp ảnh gia nhầm lẫn độ sâu màu với gam màu. Gam màu là một dải màu, thường được sử dụng trong bối cảnh dải màu mà một thiết bị nhất định có thể hiển thị hoặc máy in có thể xuất ra. Các thiết bị điện tử và máy in không thể hiển thị gần như nhiều màu mà mắt người có thể nhìn thấy. Phạm vi màu sắc mà chúng có thể hiển thị thường bị giới hạn trong một gam màu như sRGB hoặc AdobeRGB, hoặc một gam màu cụ thể dựa trên máy in / mực / giấy có trong tay.
Mặt khác, độ sâu bit có thể được hình dung như khoảng cách giữa các màu trong gam. Ví dụ, nếu bạn có hai hình ảnh về một dải màu cùng chuyển từ đỏ sang tím. Dải màu đầu tiên có thể chỉ gồm có một lượng ít các màu và trông nổi khối hơn, trong khi dải màu thứ hai có một sự chuyển màu nhẹ nhàng với hàng nghìn màu riêng lẻ nếu bạn phóng to các pixel. Trong ví dụ đó, dải màu thứ nhất sẽ có độ sâu bit nhỏ hơn nhiều.
Hình ảnh 1-bit
Để hình dung độ sâu bit dễ dàng hơn, chúng ta hãy lấy một ví dụ đơn giản về hình ảnh 1 bit. Như bạn có thể tính toán được, một hình ảnh 1 bit chỉ có thể có 2^1 giá trị. Vì 2^1 = 2 nên chỉ có hai giá trị có sẵn ở đây: 0 và 1 – tức là đen và trắng.
Hãy xem hình ảnh dưới đây để biết một ví dụ tương tự. Phía bên trái của hình ảnh là 8-bit trong khi phía bên phải là 1-bit.
Phía bên phải của hình ảnh chỉ chứa màu đen và trắng. Một vài khu vực của hình ảnh 1 bit có thể có màu xám, nhưng khi được phóng to lên để thấy từng điểm ảnh, sự khác biệt trở nên rõ ràng như được thấy bên dưới. Hình ảnh 8-bit có thể chứa 256 màu xám trong khi hình ảnh bên phải chỉ có thể chứa màu đen hoặc trắng.
Số bits và bits/chanel
Trong phần trên, chúng ta đã thấy rằng một hình ảnh 8-bit chỉ có thể chứa tổng cộng 256 màu xám khác nhau. Như đã đề cập ở phần đầu của bài viết này rằng hình ảnh màu 8-bit thực sự có 256 sắc thái cho mỗi “màu cơ bản”. Vì vậy, một hình ảnh màu tiêu chuẩn mà chúng ta thường gọi là "8-bit" thực sự có thể có nhiều hơn 256 sắc thái. Chính xác hơn là hình ảnh 8 bit trên mỗi kênh màu. Nếu một hình ảnh màu có 8 bit trên mỗi kênh và có ba kênh [đỏ, lục và lam], thì hình ảnh tổng thể thực sự có thể lên tới 256 × 256 × 256 sắc thái, tương đương với 16.777.216 [hoặc 2^24]. Đó là lý do tại sao đôi khi bạn có thể nghe thấy hình ảnh 8 bit trên mỗi kênh được đề cập đến ở hình ảnh 24 bit, mặc dù đây không phải là thuật ngữ được sử dụng phổ biến nhất cho nó.
Thử làm rõ hơn với hình ảnh minh họa bên dưới
Trong tab Chanel, phần được đánh dấu màu đỏ trong hình trên, bạn có thể thấy rằng, nó có bốn kênh bao gồm ba kênh cho màu đỏ, xanh lục và xanh lam và một kênh RGB cho toàn bộ hình ảnh. Ba kênh màu chính ở đây mỗi kênh có 8 bit thông tin. Như vậy, toàn bộ hình ảnh ở đây về mặt kỹ thuật vẫn là 24 bit
16-Bits/Channel [hoặc 48-bits RGB]
Bây giờ bạn đã hiểu về độ sâu bit, bạn có thể dễ dàng tính toán độ sâu bit của hình ảnh 16 bit trên mỗi kênh. Hình ảnh có 16 bit trên mỗi kênh sẽ có tối đa 2 ^ 16 sắc thái trên mỗi kênh hoặc 65536. Nếu bạn có hình ảnh RGB trong đó mỗi màu Đỏ, Xanh lục và Xanh lam có 16 bit, bạn phải nhân 65536 × 65536 × 65536 để biết được rằng hình ảnh có thể chứa tổng cộng 281 nghìn tỷ màu.
Mặc dù về mặt lý thuyết, độ sâu bit 16-bit mỗi kênh được cho là chứa 281 nghìn tỷ màu, nhưng 16 bit của Photoshop không giữ được nhiều như vậy. Theo định nghĩa, giá trị tối đa có thể có cho mỗi màu cơ bản phải là 65,536. Nhưng số tông màu tối đa có thể có trong RGB 16 bit mỗi kênh của Photoshop là [2^15] + 1 = 32769. Vì vậy, khi bạn đang làm việc với Photoshop ở chế độ 16-bit, một pixel có thể chứa bất kỳ 35,2 nghìn tỷ màu thay vì 281 nghìn tỷ.
16-Bits/Chanel có thực sự sử dụng được không?
Mặc dù hình ảnh 16-bit/kênh của Photoshop chỉ có thể giữ 12,5% giá trị lý thuyết tối đa, nhưng 35,2 nghìn tỷ màu vẫn còn rất nhiều. Câu hỏi hàng triệu đô được đặt ra bây giờ là, mắt người có thể phân giải được nhiều màu như vậy không? Câu trả lời là không. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng mắt người có thể phân giải tối đa 10 triệu màu. Hãy xem hình ảnh bên dưới.
Bạn có thể nhận ra được bất kỳ sự khác biệt rõ ràng nào giữa ba hình vuông không? Hầu hết các bạn có thể nhận thấy sự khác biệt về âm sắc giữa hình vuông ở giữa và bên phải. Nhưng chắc chắn, bạn không thể tìm thấy bất kỳ sự khác biệt nào giữa hình bên trái và hình ở giữa.
Hình vuông ngoài cùng bên trái là 255, 0, 0, trong khi hình vuông ở giữa là 254, 0, 0. Đó là một bước khác biệt trong hình ảnh 8 bit, không giống với hình ảnh 16 bit của Photoshop! Nếu hình ảnh trên là hình ảnh 16 bit/kênh trong Photoshop, bạn có thể có được 32.000 tông màu giữa hai hình này.
Vì hình ảnh 16-bit/kênh chứa một số lượng màu đặc biệt lớn, chúng rõ ràng sẽ tiêu tốn nhiều không gian lưu trữ. Ví dụ: phần mềm NX của Nikon xuất tệp TIFF 130 MB khi chọn xuất dưới dạng 16-bit, trong khi kích thước tệp thu hẹp xuống còn khoảng 70 MB khi lựa chọn 8-bit với cùng một bức hình.
Ngoài ra, rất ít thiết bị đầu ra có thể hiển thị hơn 8 bit trên mỗi kênh. Nhưng điều đó không có nghĩa là độ sâu bit cao hơn là không quan trọng.
Hình ảnh 16-bit thực sự quan trọng ở đâu?
Phần trên có thể khiến bạn nghĩ rằng không ai cần nhiều hơn 8 bit cho mỗi kênh. Tuy nhiên, hình ảnh 16-bit cũng có công dụng của chúng. Chúng ta hãy xem xét ví dụ dưới đây.
Cùng chuyển đổi hình ảnh 16-bit thành 8-bit bằng cách sử dụng tùy chọn Menu Image > Mode > 8-bits/channel. Bây giờ, chúng ta áp dụng hai layer điều chỉnh Curve cho hình ảnh. Trong layer Curves 1, chọn Input là 255 và thay đổi Output thành 23. Điều này sẽ làm cho bức ảnh trở nên thiếu sáng. Đối với layer Curves 2, chọn Input là 23 và thay đổi Output thành 255. Điều này đưa độ phơi sáng trở lại vị trí trước khi làm thiếu phơi sáng. Kết quả chúng ta thu được là xuất hiện hiệu ứng dải màu mà bạn có thể thấy trên bầu trời và trong những đám mây.
Khi thực hiện chỉnh sửa tương tự đối với hình ảnh 16 bit, không có bất kỳ dải nào xuất hiện trên bầu trời. Bạn có thể thấy điều đó trong so sánh bên dưới.
Đây là nơi mà hình ảnh 16-bit phát huy sức mạnh của nó. Việc chỉnh sửa của bạn càng trở nên hữu ích nếu bạn có nhiều sắc thái màu nhất có thể. Đó là lý do tại sao, nếu bạn đang chỉnh sửa trong phần mềm như Photoshop, bạn nên làm việc với hình ảnh 16-bit. Chỉ khi công việc chỉnh sửa được hoàn thành, bạn mới chuyển đổi nó thành hình ảnh 8-bit để xuất ra.
Nói chung, tính khả dụng của hình ảnh 16-bit chỉ nên bắt đầu và kết thúc trong quá trình xử lý hình ảnh.
Tạm kết
Hy vọng bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu cơ bản về độ sâu bit là gì và sự khác biệt giữa hình ảnh 8 bit và 16 bit trên mỗi kênh. Mặc dù 16 bit nghe có vẻ quá mức cần thiết, nhưng nó sẽ phát huy tối đa sức mạnh trong xử lý hình ảnh hậu kỳ. Còn đối với hình ảnh 8 bit, chúng sẽ chiếm ít dung lượng tệp hơn nhiều, vì vậy bạn nên xuất hình ảnh, đặc biệt là cho web, thành 8 bit để tiết kiệm dung lượng.