Barevná hloubka lidsky a jasně

U skenerů a nejen u nich se můžete setkat s pojmem baverná hloubka či bitová hloubka barev. O co vlastně jde a kde Vás může někdo napálit?

10.05.2000   Březina Jan   Skenery    

Po rozlišení se zaměříme na další často uváděný parametr skenerů. Jde o takzvanou barevnou nebo bitovou hloubku. Oba pojmy jsou mírně nepřesné, ale označují stejnou veličinu. Při velkém zjednodušení jde o to, kolik různých barev je skener schopen rozlišit. Bohužel situace není tak jednoduchá, takže nejdříve si vysvětlíme technické řešení a následně odpovíme na nejběžnější otázky týkající se tohoto tématu.

Jak jsme si již vysvětlili, skener používá CCD snímač, který měří intenzitu světla. Toto měření se provádí pomocí speciálního analog/digitálního převodníku, protože výstupem z CCD je pouze určitý proud. Převodník tento proud s určitou přesností změří a předá dále již číselnou hodnotu intenzity světla v daném bodě. Samozřejmě záleží na tom, jak přesně je schopen tento převodník pracovat a tedy kolik odstínů rozlišuje. To právě udává barevná hloubka, které je schopen skener dosáhnout.

Barva se ve skeneru udává ve formátu tří celých čísel. Jde o intenzity základních RGB ( červená, zelená a modrá ) barev, ze kterých se složením získává výsledná hodnota. Každá ze základních barev se zpracovává samostatně jednou řádkou snímače s odpovídajícím barevným filtrem. Barevná hloubka se proto někdy udává pouze pro jednu základní barvu. Takže pokud někde uslyšíte, že skener má barevnou hloubku 12 bitů na kanál (nebo na barvu), znamená to, že rozlišuje dohromady 3*12bitů různých hodnot dohromady.

Nyní je potřeba vysvětlit hodnotu bit. Bitové hodnoty odpovídají dvojkové soustavě, na kterou nejsme příliš ze školy zvyklí. Každé číslo se dá zaznamenat jako posloupnost jedniček a nul, což je právě dvojkový neboli binární zápis. Počet použitých nul a jedniček udává, jaké maximální číslo se dá v tomto formátu zapsat.. Pokud skener zaznamenává 36 bitovou hodnotu barvy, je schopen rozlišit přesně 2^36 různých barev, tedy 4,29 miliard. Je za tím trocha kombinatoriky, kterou asi nemá smysl rozebírat.

U skenerů se můžeme setkat s různě uvedenou bitovou hloubkou. Asi nejčastější je celková bitová hloubka uvedená v bitech. Tedy například 24, 30, 36 nebo 42 bitů. Tomu zcela ekvivalentní je uvedení hloubky na jeden kanál. To znamená 8, 10, 12 nebo 14 bitů na každou barvu. A poslední možností je uvést celkový počet barev v desítkové soustavě. Zaokrouhleně od 16,4 miliónů až po trilióny barev.
A jako drobný zádrhel je tady ještě ta možnost, že některé skenery používají interpolaci i pro barevnou hloubku barev. Takže například snímají 8 bitů na barvu, ale přepočtem dosáhnou až 10 bitů/barvu. Většina výrobců v tomto případě korektně uvádí obě hodnoty (hardwarovou a interpolovanou).

O čem vypovídá barevná hloubka?
Barevná hloubka udává, nakolik přesný je převod barev při digitalizaci. Čím vyšší je barevná hloubka, tím více barev se rozlišuje a pochopitelně o to přesnější je vykreslení obrazu. Oko sice není schopno přesně rozeznat miliardy barev, ale pokud se s digitálním obrázkem dále pracuje, tak čím kvalitnější je digitalizace, tím lépe se s obrázkem manipuluje při úpravách. Některé úpravy poškozují obraz a čím kvalitnější je vstup, o to lepší je výstup po úpravě.

Jakou barevnou hloubku potřebuji?
Běžný uživatel, který obrázky nakonec tiskne na inkoustové tiskárničce doma zcela jistě neocení 42bitovou hloubku barev. Stejně tak tvůrce webových stránek použije vysokou hloubku barev jen zřídka při náročných úpravách. Pokud se však s digitálním obrázkem hodně manipuluje a provádí se řada korekcí a úprav, je kvalitní skenování nezbytné. Hlavně DTP studia, provádějící retuše, montáže a další úpravy, nezbytně potřebují maximálně přesnou digitalizaci a právě pro ně jsou určeny špičkové skenery s bitovou hloubkou třeba 42 bitů. Domácí uživatel si opravdu vystačí s 24 či 30 bity, které nabízejí i nejlevnější skenery. Samozřejmě lze použít barevnou hloubku jako jeden z parametrů při výběru, protože čím vyšší je barevná hloubka, tím kvalitnější musí být snímač a převodník.

Jak poznám interpolaci?
Výrobci požívají různé patentované algoritmy, jak uměle (programově) zvýšit barevnou hloubku svých skenerů. Skoro nikdy však nepoužívají na krabicích a manuálech slovo "interpolace". Asi nejznámější je technologie B.E.T společnosti Umax, ale potkat můžete i E.E.T. či Super T. Označení se liší výrobce od výrobce, takže jediným vodítkem pro spotřebitele je, že slušný výrobce uvádí dvě hodnoty, pokud interpoluje. Nadpoloviční většina skenerů nepoužívá softwarové zvyšování barevné hloubky, takže pokud je uvedena pouze jedna hodnota, tak s největší pravděpodobností skener tyto technologie nepoužívá, nebo se jedná o opravdu neseriózního výrobce.

Je interpolace k něčemu dobrá?
Zvyšování barevné hloubky zvládá v podstatě každý lepší grafický editor. Z tohoto pohledu se může podobná funkce u skeneru zdát zbytečná. Nicméně pokud je algoritmus dobře napsán, využívá informací přímo ze snímací hlavy. Tyto informace jsou zatíženy nejmenší chybou a často vypovídají o předloze více, než uložený obrázek například ve formátu JPEG. Na druhou stranu nikdy nelze dopočítáním získat stejnou informaci jako při opravdové vysoké barevné hloubce převodníku. To je neoddiskutovatelný fakt, za který nároční uživatelé zaplatí vysoké sumy při nákupu kvalitního skeneru.