Eu acredito que o Paint.NET está limitado a 8 bits por canal, mas eu não tenho uma referência para isso.
O Mainstream Gimp é limitado a 8 bits por canal.
Variantes do Gimp usadas pela indústria cinematográfica têm maior profundidade de bits
Film Gimp has vast dynamic range: 16-bits per channel (64-bit RGBA)
O Film Gimp também é conhecido como CinePaint