○ビット数
私達が使っているフィルムは、アナログのメディアです。ですので、フィルム上の階調は連続しており、グラデーションに段差があるわけではありません。でも最近行われるようになった画像処理を行うためには、スキャナでデジタル化しなければなりません。コンピュータはデジタル機器ですので、アナログが持つ連続階調を読むことができません。そこで考え出されたのが、連続階調をいくつかの段差に分けて読み取る方式です。
階調の解像度は、段差の数「ビット数（Bit Depth)」で表されます。黒から白へのダイナミックレンジをいくつかの段差に分けるわけです。ちなみにビットという言葉は、コンピューター用語の「Binary Digit」から来ています。
私達には１０本の指があります。ものを数えるときには、この１０本をベースにして数えることができます。しかしコンピュータは、トランジスタを組み合わせて作っているので、ONとOffの二通りしか判別できません。ですので２をベースとしてしか考えることができないのです。したがってビット数は、すべて２の乗数として表されます。
下の図は2の4乗→4ビットのグラデーションを示した図です。4ビットですと階調のステップ数は、２を4乗した16段階あることになります。下の図でも黒から白が16つのステップに分かれて表されています。
一般的に使用される画像ソフトでは、８ビットで画像を処理できますので、２５６のステップ数があることになります。１６ビット処理がうたわれているソフトでは、６５５３６段階のステップ数があることになります。
○ビット数とダイナミックレンジ
ビット数とダイナミックレンジが同意に扱われていることも多い最近ですが、この二つは同じ意味ではありません。大きなビット数がより大きなダイナミックレンジを持っているわけではないのです。
ダイナミックレンジは、黒から白への幅のことですから、どんなビット数でも表すことができます。ビット数が１でも黒と白の２ステップで、２ビットでも４ステップで黒から白のグラデーションを示すことができます。得られたダイナミックレンジに対して、ビット数を変えれば、どんなステップで表現することが可能だということです。ですから、ビット数が大きいからダイナミックレンジが広いという記述は、誤解を招く可能性があります。
○ビット数とチャンネル
ビット数を考えるときに混乱を招くことがあります。私達が一般に話す「Photoshop7のレイヤーは８ビット処理だ」という時は、シングルカラーにおいての話です。しかし「このテレビは２４ビットフルカラーだ」という時は、RGB３チャンネルを複合したときのビット数です。「このテレビは、２４ビット表示だからすごいのですよ」と言われると、なんとなく高機能画像処理ソフトが扱える16ビットよりも階調数が多いんだと思ってしまいますが、これは誤解しているわけです。この辺りは、誤解を招く宣伝方法にも問題があるのかもしれません。
参考までに、天体写真で使われている冷却CCDは単色16ビットです。ですからＲＧＢカラーに換算すると４８ビットもあります。しかしモニタやプリンタは、単色８ビットですからどこかで必ず丸められます。人間の眼で判別できるのが８ビットまでと言われていますから、これは仕方がないのかもしれませんね。
「ビットとバイト」
コンピュータ用語で「バイト」という言葉があります。この「バイト」は８ビットを一括りとした用語で、コンピュータの中での処理はすべてバイト単位で行われます（最近のパソコンはよく知りませんが）。
ですので８ビットの画像を処理するときには、１バイトにちょうど収まるのでパソコン内の処理は問題ありませんが、デジタル一眼のRAWイメージような12ビット信号の場合は、１バイトと２バイトの中間となってしまいます。この場合は、コンピュータ内で１６ビットに足りない部分は空の信号を入れて、擬似的に２バイトにして処理を行っています。
○写真には何ビットが必要？
ビット数がグラデーションを分ける訳ですから、あまり少ないビット数では段差がはっきりわかってしまいます。特に写真は滑らかなグラデーションが必要ですから、ビット数は重要です。しかしやみくもに大きなビット数を使っても、ファイルは重くなりますしハンドリングが悪くなります。
下のバーは、黒から白へのグラデーションをビット数でステップ分けしたものです。これを見てステップの継ぎ目がわかるのはどれでしょう。私が見た場合６ビットは、明らかに段差がわかります。しかし７ビットになると微妙です。８ビットとなるとほとんどわかりません。この辺りから写真のプリントには、７ビットから８ビットは必要ということが言えるではないでしょうか。
８ビットのプリントを仕上げるための画像処理という点を考えると、できれば画像処理ソフトは８ビット以上で処理できることが理想です。１６ビットまではいりませんが、１２ビットくらいは欲しいところです。人気のあるPhotoshopCSでは、階調情報は１５ビットで処理されていますから、一般的にはこれで十分でしょう。
