La cosa non è troppo difficile e passa per quella concetto chiamato "quantizzazione".
In natura una sfumatura di colore tu la vedi continua, come puoi vedere continuo, ad esempio, il passaggio cromatico sulla superficie Lunare. Allo stesso modo puoi vedere due formazioni con un colore molto simile però separate proprio a causa della differente gradazione di colore.
Il segnale elettronico del ccd (che è un numero reale, quindi un intero seguito da infinite cifre) deve essere tradotto in digitale. Ma il tuo pc non sa rappresentare l'infinito. Quindi devi "quantizzare" cioè "troncare" quelle cifre. Mettiamo che l'uscita del sensore sia al massimo +5V e al minimo -5V. Se tu avessi a disposizione un solo bit, vedresti o il bianco (se la tensione in uscita al pixel è ad esempio positiva) o il nero (se la tensione è negativa. Se hai a disposizione 2 bit, puoi fare il seguente mapping:
da 5 a 2.5 -> 11
da 2.5 a 0 -> 10
da 0 a -2.5 -> 01
da -2.5 a -5 -> 00
E' ovvio che all'interno di questi intervalli ci sono infinite gradazioni di grigio, ma tu non puoi rappresentarle. E' chiaro da questo esempio che quanto maggiore è il numero di intervalli che puoi creare (che, come vedi, è 2 elevato al numero di bit disponibili: 2 bit 4 intervalli, 4 bit 16intervalli, 8 bit 256 intervalli, 12 bit 4096 intervalli) tanto maggiore sarà il numero di livelli di grigio che potrai apprezzare.
Questo è importante perché, al momento della visualizzazione dell'immagine, viene letto il valore in bit e viene considerato un valore noto perché si è persa l'informazione delle infinite cifre. Riguardo l'esempio di prima, ad esempio, se hai due livelli di grigio, es. 3.8983V e 2.7873V, saranno rappresentati cmq da 11 e li vedrai quindi in ogni caso bianchi. Aumentando il numero di bit aumenti il numero di intervalli e quindi "l'accuratezza" nella ricostruzione cromatica dell'immagine digitale.
E' ovvio che andare oltre un certo numero di bit non ha senso perché il rumore di un sensore è oltre una certa soglia, ciò vuol dire che oltre la (dico un numero a caso) settima cifra decimale, i valori di tensione non sono significativi in quanto corrotti dal rumore. Inoltre la quantizzazione e traduzione in bit, per essere fatta bene e in tempo reale, ha bisogno di molta potenza di calcolo.
Spero di essere stato chiaro (mizzeca, quanto ho scritto... e pensavo di aver sintetizzato troppo

)