Comprendere la profondità di bit e la resa cromatica per i video

Colore a 8 bit, 10 bit, 12 bit:qual è la differenza? Diamo un'occhiata a come la profondità di bit aiuta a determinare la qualità della tua immagine, in particolare quando si tratta di riproduzione del colore.

La capacità di una videocamera di riprodurre una gradazione uniforme tra colori e sfumature è un fattore importante quando si cerca di acquisire immagini cinematografiche. La gamma di colori possibili che una videocamera è in grado di catturare è determinata dalla profondità di bit del formato file utilizzato per la registrazione.

Cos'è la profondità di bit?

Tutte le videocamere registrano i filmati come file digitali. Questi file digitali binari sono costituiti da dati noti come bit, che possono essere 1 o 0.
Le immagini video sono costituite da punti di colore chiamati pixel e il colore specifico di ciascun pixel è definito mescolando insieme diverse quantità dei colori rosso, verde e blu. La profondità di bit si riferisce al numero di bit di dati, 1s e 0s, utilizzati per registrare i canali di colore per ciascun pixel.

Video a 8 bit:con i formati di file video a 8 bit sono disponibili 8 bit di archiviazione dati (l'intervallo di numeri binari da 00000000 a 11111111) per ciascun canale di colore, che offre una variazione di 256 sfumature per canale. La combinazione risultante di 256 sfumature ciascuna di rosso, verde e blu significa che sono disponibili 16.777.216 (256 x 256 x 256) colori in un'immagine video a 8 bit.

Video a 10 bit:per i video a 10 bit, i numeri nell'intervallo binario da 0000000000 a 1111111111 vengono utilizzati per descrivere ciascun canale di colore. Ciò significa che ci sono 1.024 possibili valori di tonalità per canale e un totale di 1.073.741.824 possibili colori in un'immagine a 10 bit.

Video a 12 bit:il colore nel video a 12 bit viene memorizzato utilizzando i numeri da 000000000000 a 1111111111111 che offre 4096 sfumature ciascuna di rosso, verde e blu per un totale di oltre 68 miliardi di colori.

Aumentando la profondità di bit aumenta anche la dimensione del file man mano che vengono registrati più dati. Tuttavia, mentre un file video a 10 bit può essere il 20 percento più grande di un file equivalente a 8 bit, il primo fornirà quattro volte più livelli di colore per canale.

Fotocamere e monitor

Le reflex digitali e le videocamere prosumer di fascia alta registrano internamente video a 8 bit. Le reflex digitali Canon e Nikon utilizzano una variazione del formato di file MOV mentre Panasonic e Sony utilizzano il formato AVCHD. Sebbene i registratori esterni possano essere utilizzati con queste telecamere per registrare in un formato a 10 bit (come ProRes), i vantaggi saranno limitati poiché la maggior parte delle telecamere può emettere solo un segnale a 8 bit.

La Panasonic Lumix GH5 è insolita tra le fotocamere mirrorless in quanto può registrare filmati 4K in un formato a 10 bit internamente fino a un frame rate di 30p e può inviare un segnale a 10 bit a un registratore esterno a frame rate più elevati.

Canon C200, della gamma EOS Cinema, registra 4K in formato CinemaRAW a 10 bit o 12 bit, a seconda della frequenza fotogrammi selezionata, e può anche registrare filmati 4K UHD a 8 bit in un formato file MP4.

Le videocamere cinematografiche come quelle di Blackmagic Design, RED e Arri possono registrare file video ProRes a 10 bit, ma possono anche registrare filmati RAW in un formato file a 12 bit. Alcune fotocamere professionali Sony hanno anche la possibilità di registrare video a 16 bit con un aggiornamento del registratore esterno.

La maggior parte dei monitor, dei televisori e dei proiettori di consumo attualmente sul mercato sono dispositivi a 8 bit e, sebbene siano disponibili monitor video a 10 bit, hanno un prezzo premium grazie alle loro specifiche più elevate.

I monitor per computer a 10 bit sono più comuni, tuttavia, la maggior parte delle schede grafiche per computer emetterà solo un segnale a 10 bit durante la visualizzazione di videogiochi. I software di editing e correzione video come Adobe Premiere Pro, Final Cut o Davinci Resolve funzionano internamente a 10 bit o superiori, ma potrebbero richiedere dispositivi di uscita video aggiuntivi per alimentare un segnale di anteprima a 10 bit della riproduzione video.

Esiste una gamma limitata di monitor a 12 bit, come i monitor di riferimento di Dolby, ma questi sono destinati a suite di editing e color grading professionali di fascia alta.

Perché la profondità di bit è importante?

L'occhio umano può distinguere solo circa 10 milioni di colori, quindi in un mondo in cui la maggior parte dei dispositivi di visualizzazione è a 8 bit e produce già 16,7 milioni di colori, perché abbiamo bisogno di file video con profondità di bit maggiore?

In molte situazioni e per molte applicazioni i formati video a 8 bit andranno bene. Lavorare con video a 10 o 12 bit richiede una maggiore archiviazione dei dati e un computer più potente per l'editing del filmato. Tuttavia, le limitazioni a 8 bit di avere solo 256 sfumature per ciascun canale di colore possono produrre bande di colore in aree di gradazione del tono, come un cielo blu nell'immagine.

La gamma aggiuntiva di sfumature (1024 vs 256) in un'immagine a 10 bit darà anche più latitudine per correggere le luci sfocate o le ombre profonde in un video sotto o sovraesposto. In generale, le informazioni extra nel metraggio con profondità di bit maggiore offrono molto più spazio per il color grading rispetto al metraggio a 8 bit, dove la qualità dell'immagine può iniziare a degradarsi rapidamente. Una volta che hai eseguito il color grading del metraggio a 10 bit, non vorrai più tornare ai file a 8 bit!

La maggiore gamma tonale rende anche i file video con bit rate più elevati molto migliori quando si riprendono filmati con schermo verde o si lavora con effetti digitali. Le immagini generate al computer vengono solitamente prodotte a profondità di bit più elevate, quindi, quando vengono composte con video a 8 bit, gli elementi generati digitalmente vengono ridotti alla profondità di bit inferiore e la qualità dell'immagine può risentirne.

Conclusione

La profondità di bit è solo un aspetto di un formato di file video. La qualità dell'immagine registrata dipenderà anche da fattori quali il campionamento del colore (ad es.:4:2:0, 4:2:2 o 4:4:4) e la velocità dati con cui viene registrata. Tuttavia, la comprensione della profondità di bit ti consentirà di valutare meglio quale fotocamera scegliere per un particolare lavoro.