Hiện nay, thuật ngữ ‘bit’ rất phổ biến trong truyền thông kỹ thuật số. Đối với hình ảnh kỹ thuật số, độ sâu bit còn gọi là độ sâu pixel hoặc độ sâu màu. Trong nhiếp ảnh kỹ thuật số, có nhiều tranh luận về tệp 8-bit và 16-bit. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu về độ sâu bit và khi nào cần hình ảnh 16-bit.
Tìm hiểu độ sâu bit là gì?
Pixel là yếu tố cơ bản của hình ảnh. Mỗi màu trong hình ảnh kỹ thuật số được thể hiện bằng sự kết hợp của màu đỏ, xanh lục và xanh lam. Mỗi pixel có hàng triệu sự kết hợp tạo nên hình ảnh. Độ sâu bit cũng được gọi là độ sâu màu. Ví dụ, màu đỏ thuần là “255, 0, 0”, màu xanh lá cây là “0, 255, 0” và màu xanh lam là “0, 0, 255”.
Trong nhiếp ảnh kỹ thuật số, mỗi màu cơ bản được biểu thị bằng số từ 0 đến 255. Mọi màu khác được biểu diễn bằng sự kết hợp của các màu cơ bản, ví dụ “255, 100, 150” cho màu hồng.
Số lớn nhất đại diện cho màu đỏ là 255. Khi chuyển đổi 255 sang nhị phân, ta có 11111111 (8 chữ số). Số tiếp theo là 256 sẽ là 100000000 (9 chữ số). Do đó, các số từ 0 đến 255 được coi là “8 bit” vì có thể biểu diễn trong tám chữ số nhị phân.
Vì vậy, độ sâu bit là số 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.
Hình ảnh 1-bit
Để làm cho điều này dễ hiểu hơn, chúng ta sẽ chuyển sang sử dụng ảnh đen trắng, khi không còn màu sắc. Nếu ảnh chỉ có 1 Bit duy nhất, mỗi pixel sẽ chỉ có thể mang một trong hai giá trị: đen hoặc trắng. Như hình ảnh bên dưới đã minh họa, ảnh 1 Bit sẽ bao gồm toàn bộ các hình vuông đen trắng, trông giống như một tập hợp các mã QR!
Ngược lại, khi tăng số bit lên, chúng ta sẽ có được những giá trị nằm giữa đen và trắng, tạo ra các sắc độ xám khác nhau. Lúc này, ảnh sẽ được chuyển tiếp một cách mượt mà giữa các phần với nhau, không còn hiện tượng vỡ hạt như bức hình ở trên nữa.
Số bits và bits/chanel
Trong phần trên của bài viết này, chúng ta đã thấy rằng một hình ảnh 8-bit thực sự chỉ có thể chứa tổng cộng 256 màu xám khác nhau. Như đã đề cập ở phần đầu của bài viết này, hình ảnh màu 8-bit thực sự có 256 sắc thái cho mỗi “màu cơ bản” khác nhau.
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 phong phú. 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 màu (đỏ, lục và lam), thì hình ảnh tổng thể thực sự có thể lên tới 256 × 256 × 256 sắc thái khác nhau, tương đương với con số khổng lồ là 16.777.216 (hoặc 2^24).
Đó chính là lý do tại sao đôi khi bạn có thể nghe thấy hình ảnh 8 bit trên mỗi kênh được đề cập đến như là hình ảnh 24 bit, mặc dù đây không phải là thuật ngữ được sử dụng phổ biến nhất cho nó trong giới công nghệ hiện nay.
Việc hiểu rõ về cách thức hoạt động của hình ảnh 8 bit và 24 bit sẽ giúp mọi người có cái nhìn sâu sắc hơn về công nghệ hình ảnh và cách chúng ta có thể tạo ra những tác phẩm nghệ thuật số sống động và đa dạng hơn.
16-Bits/Channel (hoặc 48-bits RGB)
Với ảnh màu, mỗi màu cơ bản như đỏ, xanh lá cây và xanh dương sẽ được đại diện bằng một giá trị Bit khác nhau, vì vậy ở độ phân giải 8 Bits, chúng ta sẽ có tổng cộng 2^8 x 3 màu, tức là khoảng 16.7 triệu giá trị màu sắc khác nhau mà mắt người có thể nhận biết.
Khi chúng ta nâng độ phân giải lên tới 16 Bits, số lượng màu sắc có thể đạt được sẽ tăng lên rất nhiều, cụ thể là 2^16 x 3, dẫn tới con số khổng lồ lên đến 281 nghìn tỷ màu sắc. Điều này khiến nhiều người tự hỏi rằng, với những ví dụ trên thì chắc chắn rằng ảnh 16 Bits sẽ tốt hơn hẳn so với ảnh 8 Bits, bởi vì nó bao gồm nhiều bước chuyển màu hơn rất nhiều, giúp cho bức ảnh trở nên ‘mượt’ hơn và đẹp hơn, phải không?
Tuy nhiên, điều này không hoàn toàn đúng. Theo như các nghiên cứu của các nhà khoa học, thì thực tế là mắt người chỉ có thể phân biệt được hai màu sắc khác nhau khi chúng thực sự… đủ khác biệt để có thể nhận ra được.
Chẳng hạn, ở độ phân giải 16 Bits, hai màu đỏ cách nhau 256 giá trị, nhưng trên bảng màu 8 Bits, chúng chỉ khác nhau 1 giá trị duy nhất. Cụ thể, màu đỏ R:225 (bên trái) và R:254 (bên phải) chỉ khác biệt rất nhỏ, khiến hầu hết mọi người khó có thể nhận ra sự khác biệt.
Hơn nữa, gần như tất cả các màn hình hiện nay chỉ có khả năng hiển thị ở mức 8 Bits, trong khi những màn hình cao cấp chuyên dụng cho đồ họa có thể đạt đến 10 Bits, nhưng giá thành rất cao và thường không được hỗ trợ bởi các thành phần đồ họa (GPU).
Tổng kết
Ảnh 16 Bits rất hữu ích trong quá trình chỉnh sửa, khi mà người dùng có thể “kéo dãn” bức ảnh tới các giá trị màu khác nhau, điều này khiến cho hệ màu 8 Bits bị phân mảnh và dẫn đến hiện tượng kẻ sọc (banding). Tuy nhiên, sau khi chỉnh sửa xong, người dùng hoàn toàn có thể lưu ảnh ở định dạng màu 8 Bits mà không cần phải lưu ở độ sâu màu cao hơn.
Vì vậy, chúng ta có thể khẳng định một điều đã được biết nhưng vẫn thường bị hiểu lầm: số Bits thực sự ảnh hưởng đến chất lượng ảnh, nhưng sau 8 Bits, sự khác biệt đã vượt quá khả năng nhận biết của mắt người, vì vậy không còn cần thiết nữa. Ảnh có Bit Depth cao chỉ có giá trị trong giai đoạn chỉnh sửa, còn trong việc lưu trữ hoặc chia sẻ thì luôn luôn dư thừa.
Kiến thức cần nhớ trong bài :
- Độ sâu bit là yếu tố quan trọng trong chất lượng hình ảnh.
- Hình ảnh 8 bit chiếm ít dung lượng hơn so với 16 bit.
- Hình ảnh 16 bit hữu ích trong xử lý hình ảnh hậu kỳ.
- Xuất hình ảnh 8 bit là lựa chọn tốt cho việc tiết kiệm dung lượng trên web.