Pewne rzeczy po prostu się wie i nie trzeba się nawet zastanawiać skąd. Wiadomo na przykład, że słońce świeci tylko w dzień albo że do fotografowania potrzebne jest światło. Krąży też po świecie powszechna wiedza, że szesnastobitowa głębia koloru daje lepszą jakość zdjęcia niż ośmiobitowa i że jak się ma plik ośmiobitowy, to przerobienie go na szesnastobitowy w niczym już mu nie pomoże. I wiecie co? Te dwa ostatnie stwierdzenia są prawdziwe tylko czasami.
8 i 16 bitów – podstawowa różnica
Ale zacznijmy od podstaw, czyli od zrozumienia, o co właściwie z tymi bitami chodzi i czym się różni osiem od szesnastu – bo to wcale nie jest dwa razy gorzej. Normalny plik zdjęciowy składa się z trzech kanałów: R, G i B. Wartość każdego z tych kanałów, na każdym pikselu, jest opisana ośmioma bitami, co daje 256 możliwych odcieni każdego z trzech kanałów. Z ich kombinacji powstają kolory pliku ośmiobitowego. W przypadku pliku szesnastobitowego wartości te są, jak łatwo się domyślić, opisane szesnastoma bitami, co daje ponad 65 tysięcy odcieni dla każdego z kanałów – a więc o niebo więcej! Ale czy to jest o niebo lepiej?
Czy zawsze zobaczymy, że zdjęciu brakuje przestrzeni barwnej?
Czasem tak, czasem ani trochę. Dla ludzkiego wzroku liczba odcieni w zwykłym, 8-bitowym pliku JPEG jest wystarczająca, żeby przejścia tonalne były gładkie, a szczegóły barwne dobrze rozróżnialne. Ta cała fura dodatkowych odcieni z 16 bitów się wtedy marnuje, bo i tak ich nie widzimy. Schody – niestety w sensie dosłownym również – zaczynają się, gdy chcemy taki plik edytować. A im mocniejsza edycja i im gładszy ma być rezultat, tym schodki na kolorach bardziej widoczne. Zdjęcie jesiennego lasu można spokojnie edytować w ośmiu bitach, nawet bardzo agresywnie, bo i tak nikt nie zauważy niedostatku odcieni na liściach i korze. Ale jeśli nad tym lasem jest gładkie niebo, które chcemy przyciemnić od góry a rozjaśnić na dole, to już może się okazać, że po edycji niebo będzie w paski. I tutaj rzeczywiście szesnaście bitów da o wiele lepszą jakość obrazu. Przy czym, co bynajmniej nieoczywiste, może to też być 16 bitów „z odzysku” – przekonwertowane z ośmiu.
Łatwiej będzie zrozumieć, jak to się dzieje, przyglądając się grzebieniowi. Przyjmijmy, że każdy jego ząb to jeden kolor. Połówka z gęstymi zębami to plik 16-bitowy, ta z rzadszymi – 8-bitowy. Dodatkowe odcienie, które daje nam większa (16-bitowa) głębia koloru, są tak jakby powtykane pomiędzy te kolory, które mamy z ośmiu bitów. Od zwiększenia liczby odcieni (zębów) grzebień nie robi się dłuższy, tylko gęstszy. Czarny i biały (skrajne zęby) są tam gdzie były, a zwiększenie głębi bitowej daje nam mnóstwo odcieni pośrednich. A teraz spróbujmy nałożyć na siebie plik ośmio- i szesnastobitowy:
Niektóre zęby na siebie nachodzą równo (kolory są identyczne), niektóre się rozmijają (kolory są podobne, nieznacznie się różnią). Konwersja z szesnastu bitów na osiem będzie polegała na takim doborze górnych zębów, żeby jak najlepiej trafiały na dolne. Da się to zrobić łatwo – duża głębia barw ma wystarczająco odcieni, żeby dla każdego koloru z małej głębi barw (8-bitowej) znalazł się bardzo dobry odpowiednik. Nasz ośmiobitowy grzebień będzie miał zęby rozłożone równo i żadnego nie będzie brakować; a pamiętamy, że ludzkiemu postrzeganiu taka gęstość zębów wystarczy. Jeśli taki „gęsty”, szesnastobitowy plik będziemy edytować, to tak jakby grzebień był z gumy: jeden jego kawałek rozciągamy mocniej, inny słabiej, jeszcze inny ściskamy. Ale nawet taki ponaciągany będzie wystarczająco dobrze pasował do grzebienia ośmiobitowego:
I dlatego właśnie czasem, a konkretnie wtedy gdy mamy do czynienia z gładkimi przejściami i gradientami takimi jak niebo czy mgła, 16 bitów to o niebo lepiej niż 8. Łatwo sobie wyobrazić, jak po takim samym rozciąganiu i ściskaniu wyglądałby rzadszy grzebień: byłby w niektórych miejscach wyraźnie wybrakowany, a na gładkich obszarach takie dziury w grzebieniu są widoczne jako schodki: wyraźne przejścia kolorystyczne tam, gdzie ich być nie powinno:
Jak z 8 bitów zrobić (prawie) 16 bitów
Przyjrzyjmy się teraz konwersji w drugą stronę: z ośmiu bitów na szesnaście. Oczywiście, kolorów od tego nie przybędzie. To tak jakby mieć gęsty grzebień, ale z co drugim zębem wyłamanym. Jego rozciąganie (edycja barw) da takie same dziury, jak w przypadku grzebienia rzadkiego. Chyba, że… dołożymy mu zębów, czyli domieszamy do zdjęcia jakieś dodatkowe informacje tonalne. Będzie wtedy z czego stworzyć odcienie pośrednie, które wyrównają schodki na niebie. A skoro chcemy mieszać, to potrzebujemy drugą warstwę! Przepis na stworzenie z ośmiobitowego pliku JPG nieba takiego, jak na górnym zdjęciu, jest następujący:
1. Otworzyć plik, skonwertować go na przestrzeń 16-bitową.
2. Utworzyć nową warstwę, wypełnić ją pięćdziesięcioprocentową szarością (kolor o wartościach RGB 128, 128, 128).
3. Zmienić tryb mieszania szarej warstwy na Nakładkę (Overlay) i dużym, miękkim, czarnym pędzlem o kryciu 10% malować to, co ma być ciemniejsze (brzegi), a białym – to, co chcemy rozjaśnić.
4. Spłaszczyć plik, po czym na koniec skonwertować go z powrotem na przestrzeń 8-bitową.
Poniżej efekt wykonania dokładnie tego samego, na tym samym pliku JPG co górne zdjęcie, ale bez konwersji na 16-bitową przestrzeń barw, a jeszcze niżej – wycinek oryginalnego JPG-a. Różnica jest wyraźnie widoczna. Da się jednak nalać z pustego, jak widać.
To samo zdjęcie edytowane wyłącznie w 8 bitach pokazuje paskudne plamy na niebie.
Oryginalny JPEG z aparatu.
napisz komentarz