El histograma de una imagen

El caso de cómo se guarda la información en una imagen es bastante similar al del ejemplo anterior. Una fotografía se compone por granos que se ennegrecen para formar los distintos grises o colores. Por otro lado, las imágenes digitales se forman mediante una malla de puntos llamados pixels (picture elements), los cuales guardan la información.

Las imágenes están compuestas por pequeñas celdas cuadradas llamadas pixels

Ya que digitalmente la información se guarda en bits, y no de una forma análoga, se tuvo que tomar la decisión de discretizar el rango dinámico, es decir, el intervalo que hay entre el negro absoluto y el blanco absoluto.
La información guardada en bits está en potencias de 2, o sea números binarios. Un nuevo bit de información multiplica por 2 la cantidad de niveles disponibles. Así, mientras un pixel de 1 bit sólo puede distinguir entre blanco y negro, uno de 2 bits posee dos grises más entre medio. Si uno va representando en una escala distintos gradientes con incrementos de un bit en la escala, nos daremos cuenta que en alguna parte entre los 6 y 7 bits nuestro ojo ya no es capaz de distinguir los niveles, y se ve el gradiente de una forma continua. Por eso, comúnmente los pixels almacenan 8bits de información, o lo que es equivalente, 256 niveles de grises, incluyendo al blanco y al negro. Cabe recordar, que un byte contiene a 8bits.

Desde abajo hacia arriba vemos gradientes con precisiones de 1 a 8 bits. Con 7bits ya no es posible distinguir los distintos niveles.

La información de los pixeles está guardada de forma cuantificada. Con 8bits, eso significa que tenemos 256 niveles distintos. Los valores de los pixeles se guardan como una secuencia ordenada de números binarios. Cada pixel gris ocupa un espacio de memoria de 1byte en nuestro computador.
(Si es un pixel de una imagen en colores, 3bytes)

Por supuesto que no todos los pixels están restringidos a esos 8bits, se pueden tener imágenes en que sus pixels tengan 16bits, 32 bits, 64 bits, etc. En el caso de imágenes a color, se utiliza un sistema similar, en que el color se representa como una combinación de tres canales, típicamente el rojo, verde y azul. En tales casos, los pixeles guardan la información en, por ejemplo, 8bits por cada canal, o bien 24bits de color. Esto significa que mientras cada canal tiene un rango de 0 a 255, yendo del negro al rojo, verde o azul absoluto, en conjunto tenemos 16777216 distintos colores.

Combinando los tres canales de colores en distintas proporciones dan a lugar a todos estos colores y muchos más. Negro es la ausencia de señal, todos valen 0; mientras que blanco es una señal saturada, en 8bits eso significa que todos los canales tienen el valor 255.
Notar entremedio de los colores primarios (aditivos) a los colores complementarios (sustractivos): Amarillo, Cyan (parecido al celeste) y el Magenta (lila).

El tener una profundidad de bits mayor implica el tener una gama de colores más grandes, o por decirlo de otra manera, una precisión más grande en cada nivel.

¿Por qué hablamos de precisión? Con cualquier profundidad de bits "0" significa negro, y el valor más alto es blanco. Entonces, es muy conveniente definir dicho intervalo de una forma normalizada: "0" es negro y "1" es blanco. Así, la profundidad de bits sería algo así como la precisión decimal con la cual medimos los distintos grises (o colores).

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