BIT DEPTH

2017-02-15

Texto: Carlos A Henriques

Numa tradução livre do termo este indica-nos a “profundidade de bits”, ou seja, a quantidade de bits utilizada numa palavra codificada e representativa de uma quantificação resultante da amostragem de uma onda analógica.

Mas, o que se entende por bit assim como por profundidade?

No sistema de numeração binária utilizam-se, como o nome indica, apenas dois dígitos, ou seja, o 0 (zero) e o 1 (um), pelo que ao pretender-se traduzir uma determinada quantidade em binário digital ter-se-á que se optar por um determinado comprimento, o mais adequado à representação pretendida.

Por exemplo, se optarmos por um comprimento um, só há duas hipóteses de combinação:

0

1

Para o comprimento dois as combinações passam a ser quatro:

00

01

10

11

Enquanto que com comprimento três passamos a ter oito:

000

001

010

011

100

101

110

111

E assim sucessivamente, verificando-se uma duplicação de combinações sempre que se aumenta um digito à esquerda do número considerado.

Façamos, agora, a comparação entre o modo de representar valores em decimal e no correspondente binário:

 

Nos sistemas de numeração ponderados, como acontece com o binário e o decimal, a posição de um dado digito, a partir da extremidade direita, confere ao valor representado um múltiplo inteiro, em forma de potência, função do sistema de numeração optado.

Por exemplo no número decimal 4678 o digito 8 ocupa a posição de peso unitário, o 7 das dezenas, o 6 as centenas e o 4 dos milhares. Assim sendo, resulta:

4x1000=4000

6x100=600

7x10=70

8x1= 8

--------------------

   Soma=4678

Em binário tudo se passa de acordo com a mesma regra, só que agora os pesos de cada posição correspondem às potências sucessivamente crescentes da base 2, como 2⁰, 2¹, 2², 2³.......2⁸ ou 2¹⁰.

Por exemplo, para a palavra digital, de comprimento onze, 11101001101, qual o equivalente decimal?

Aplicando-se a regra dos sistemas de numeração ponderada, teremos, a partir do primeiro digito à esquerda:

PESO	VALOR DÉCIMAL	CÁLCULO PARA 11101001101
210	1024	1X1024=1024
29	512	1X512=512
28	256	1X256=256
27	128	0X128=0
26	64	1X64= 64
25	32	0X32=0
24	16	0X16=0
23	8	1X8=8
22	4	1X4=4
21	2	0x2=0
20	1	1x1=1
TOTAL	-----------------------------	11101001101 (Binário)=1869 (Decimal)

No caso concreto da codificação das cores das imagens usadas no Cinema e Televisão Digital onde é que toda esta teoria matemática se aplica?

Sistema mistura aditiva

Dado que o sistema cromático adoptado foi o aditivo, no qual se recorre às cores primárias R, G e B, ou seja, Vermelho, Verde e Azul, sendo cada cor designada por canal de cor (colour channel), ao codificar-se cada cor torna-se fundamental a opção a tomar pelo chamado bit depth, pois este vai determinar a qualidade final cromática das imagens face à quantidade de cores reproduzíveis.

Senão vejamos:

Se a opção recair no recurso a um bit depth de oito, estamos a disponibilizar, concretamente, 256 cores diferentes dentro de cada cor primária, dado ser possível a partir de 2⁸ obterem-se 256 combinações, apelidadas de bits por canal (bits per channel-bpc).

Codificação a 8 Bits

Dado que as cores das imagens recorrem às combinações possíveis entre as três cores primárias, iremos obter, os denominados bits por pixél (bits per pixel-bpp), de:

256 (R)x256(G)x256 (B)=16.777.216 cores diferentes

Caso se opte por um bit depth de dez, o resultado será:

1024 (R)x1024 (G)x1024 (B)=1.073.741.828 cores diferentes

Confronto 10 bits/8bits

Torna-se por demais evidente o aumento de qualidade quando se passa de um bit depth de 8 para 10 bits, tendo tal acontecido na passagem de SD (Standard Definition) para HD (High Definition) em Televisão, que o mesmo é dizer, da Rec.601 para a Rec.709.

Ao recorrer-se ao diagrama CIE verifica-se a enorme diferença entre a já citada recomendação Rec.709 da era HD e a Rec.2020 para a era 4K no Cinema, e isto sem falar no ACES (Academy Color Encoding System), esta de uso exclusivo, para já, em obras da 7ª Arte, o qual será discutido em artigo próprio.

Diagrama CIE

Na codificação da escala de cinzentos, de 0 a 100%, o raciocínio é idêntico, verificando-se, deste modo, a superior importância da opção a tomar pelo bit depth, pois quanto maior este for maior será a quantidade de cinzentos incluídos nas imagens a visionar.

Bit Depth e os níveis de Cinzento

 

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