Gradacja (liczba odcieni)

Gradacja, nazywana również zakresem tonalnym, głębią tonalną lub reprodukcją tonalną, odnosi się do zdolności systemu obrazowania (np. aparatu fotograficznego, skanera, monitora, drukarki) do wiernego odwzorowania płynnych przejść pomiędzy różnymi poziomami jasności (od najjaśniejszego bieli do najciemniejszej czerni) oraz różnymi nasyceniami kolorów. Jest to miara ilości odcieni (tonów, poziomów) szarości (w przypadku obrazów monochromatycznych) lub kolorów (w przypadku obrazów barwnych), które mogą być reprezentowane przez dany system. Im większa liczba odcieni, tym bardziej naturalny i realistyczny jest obraz.

Gradacja jest kluczowa dla postrzegania głębi, kontrastu i szczegółów w obrazie. Pozwala na oddanie subtelnych niuansów w cieniach, światłach i kolorach, co jest szczególnie ważne w fotografii, grafice, filmie i druku. Nisza gradacja skutkuje utratą detali, schodkowaniem w przejściach tonalnych (widoczne “paski” zamiast płynnego przejścia) i nienaturalnym wyglądem obrazu.

Liczba odcieni, jaką może reprezentować dany system, jest związana z głębią bitową koloru. Głębia bitowa określa liczbę bitów używanych do reprezentacji każdego piksela w obrazie. Im więcej bitów, tym więcej odcieni może być odwzorowanych. Na przykład, obraz 8-bitowy (24-bitowy kolor – 8 bitów na każdy kanał koloru: czerwony, zielony, niebieski) może reprezentować 256 odcieni każdego koloru podstawowego, co daje ponad 16 milionów kolorów (256 x 256 x 256). Taka głębia bitowa jest wystarczająca do większości zastosowań, takich jak oglądanie zdjęć na monitorze czy drukowanie prostych grafik. Jednak do profesjonalnej obróbki zdjęć, druk graficzny oraz archiwizacji obrazów zaleca się stosowanie obrazów o wyższej głębi bitowej (np. 10-bitowe, 12-bitowe lub 16-bitowe), które oferują znacznie większą gradację (odpowiednio 1024, 4096 i 65536 odcieni każdego koloru podstawowego) i pozwalają na wierne oddanie wszystkich subtelności oryginału oraz uniknięcie strat jakości podczas edycji.

Gradacja zależy również od dynamiki zakresu tonalnego danego systemu obrazowania. Dynamika zakresu tonalnego (DR) to różnica pomiędzy najjaśniejszym i najciemniejszym punktem, jaki dany system może zarejestrować lub odtworzyć. Im większa dynamika zakresu tonalnego, tym większa zdolność do odwzorowania szerokiego zakresu świateł i cieni, co przekłada się na lepszą gradację. Aparaty fotograficzne i skanery o dużej dynamice zakresu tonalnego potrafią zarejestrować szczegóły zarówno w jasnych partiach obrazu, jak i w głębokich cieniach. Monitory i drukarki o dużej dynamice zakresu tonalnego są w stanie odtworzyć obrazy z szeroką gamą odcieni i wysokim kontrastem.

Kalibracja urządzeń obrazujących (monitorów, drukarek) ma kluczowe znaczenie dla zachowania prawidłowej gradacji. Kalibracja polega na dostosowaniu parametrów urządzenia (jasności, kontrastu, temperatury barwowej, krzywej gamma) w taki sposób, aby odwzorowywało ono kolory i odcienie szarości jak najwierniej w stosunku do wzorca lub standardu. Skalibrowany monitor pozwala na precyzyjną obróbkę zdjęć i projektowanie graficzne, ponieważ wyświetlane kolory odpowiadają rzeczywistym. Skalibrowana drukarka pozwala na wierne oddanie kolorów i odcieni szarości z obrazu na papierze.

Podsumowując, gradacja jest istotnym parametrem określającym jakość obrazu. Duża liczba odcieni pozwala na realistyczne odwzorowanie świata, a dobra kalibracja zapewnia wierną reprodukcję kolorów.