Что делает форматы RAW лучшими для обработки, чем JPEG или PNG [дубликаты]

В необработанном файле гораздо больше информации, чем в обработанном файле JPEG (или 8-битном PNG или TIFF). При преобразовании в jpeg многие вещи «запекаются»: баланс белого, точка черного, точка белого, гамма-коррекция, другие свойства кривой отклика от темных до светлых значений каждого пикселя и т. д. не восстановить. Манипуляции с JPEG или 8-битным PNG позволяют изменить только те ограниченные данные, которые все еще присутствуют в файле. Он не позволяет добавлять обратно информацию, которая была отброшена при преобразовании необработанных данных в jpeg или png. Даже с 16-битными файлами tiff или png гамма-коррекция «запекается» и в меньшей степени, чем с 8-битными файлами, так же как и доступная широта для коррекции баланса белого и других манипуляций с кривыми отклика.

Речь идет о накоплении ошибок. Файлы RAW с более высокой битовой глубиной могут обрабатывать больше, прежде чем вы начнете видеть артефакты полосатости и квантования. В конечном итоге вы увидите те файлы RAW, которые были изменены чуть позже. Таким образом, основное преимущество действительно связано с битовой глубиной.

Еще одна распространенная проблема — артефакты сжатия. Когда вы обрабатываете изображение с артефактами, в итоге получается еще больше артефактов. Некоторые люди усугубляют проблему, сохраняя, а затем перезагружая JPEG поверх, что может привести к появлению новых артефактов и дальнейшему снижению качества изображения. Конечно, существует простое решение, которое часто используется профессионалами: преобразовать JPEG в TIFF или другой формат без потерь, а затем обработать и сохранить по желанию, при необходимости отрендерить окончательный вариант в формате JPEG или в другом формате с потерями.

Это дает четкие причины, почему RAW выдержит больше обработки, чем JPEG. Что касается PNG, это не обязательно, поскольку PNG также может иметь более высокую разрядность и быть несжатым. PNG может хранить точно такой же динамический диапазон, хотя обычно он составляет 8 бит на компонент, как и JPEG, это не является фиксированным свойством PNG. Другие форматы, такие как TIFF, предлагают аналогичные проблемы, когда можно иметь файлы с высокой или низкой битовой глубиной.

Качество сжатия JPEG не является основным ограничивающим фактором для изображений, выходящих из камеры. Кроме того, вполне возможно хранить разреженные данные в файлах JPEG, т. е. сохранять значения отсутствующих каналов как, 0и делать их сопоставимыми с размером файла RAW или меньше этого.

Следующие аспекты являются причиной использования файлов RAW:

• изображение, которое камера получает от датчика, должно претерпевать преобразование цвета, чтобы выглядеть нормально. Сохранение необработанных данных изображения датчика в 8-битных файлах снижает качество преобразования цвета (которое не всегда четко определено для всех целей), а если обработанные данные сохраняются в 8-битных файлах, изменение преобразования цвета (для другой цели) происходит с дополнительными потерями
• камеры делают неоптимальный выбор во многих ситуациях, и один из ответов на вопросы, которые вы связали, исчерпывающе иллюстрирует это. Делается ли это намеренно или из соображений производительности — другой вопрос.
• кроме того, JPEG считается изображением конечного пользователя, готовым к экспонированию, и ни одна из известных мне камер не обрабатывает его по-другому. Это имеет свои последствия, такие как повышение резкости и шумоподавление, которые уничтожают данные изображения. Кроме того, предполагается, что точка белого изображения (т.е. цвет самого яркого тона) должна быть близка к D65 (дневной свет 6500K) или что-то вроде этого для большинства современных приложений, а датчики изображения имеют очень разные точки белого. Изображения с датчика теряют дополнительную информацию при преобразовании в популярные точки белого, которые можно использовать в процессе восстановления светлых участков. Камеры также увеличивают контрастность, а это означает, что более темные части изображения имеют меньше деталей даже после коррекции.

Камеры далеки от идеала, и каждое изображение, сделанное цифровым фотоаппаратом, которое вы где-либо видите, является продуктом множества компромиссов. Люди предпочитают разные компромиссы.

В файловом формате DNG поддерживается 8-битное сжатие JPEG с потерями, которое не уничтожает изображения, но снижает точность преобразования цвета. Вы можете использовать DNG Converter с включенным сжатием с потерями, чтобы увидеть, как это повлияет на ваши изображения, я считаю, что это приемлемо для многих приложений. Это происходит потому, что

• 12/14-битные цифровые камеры обозначают количество линейной информации, а 8-битные кодированные изображения почти исключительно гамма-кодируются. Что это означает, что разница между 16383(самым большим 14-битным числом) и 16242примерно так же информативна, как разница между 255(самым большим 8-битным числом) и 254и оба являются минимально воспринимаемыми человеком (если изображение не обрабатывается)
• более того, на выходе сенсора большинства последних камер присутствует шум сенсора аналогичной величины при настройках ISO выше ISO200 или около того, что снижает важность дополнительных тональных значений.
• с ростом разрешения снижается значение глубины цвета. Изображение с разрешением 2000x2000 и глубиной 4 бита может рендериться одинаково с изображением с разрешением 1000x1000 и глубиной 8 бит (если 4-битное изображение было сглажено. Эту роль играет шум сенсора в изображениях с камеры). Современные камеры имеют избыточную глубину цвета по отношению к их разрешению для подавляющего большинства приложений, и некоторая часть глубины цвета может быть потеряна без значительной потери качества.

Nikon уже давно использует 9- или 10-битное кодирование для версий файлов NEF с потерями, потому что это не то, что определяет конечное качество изображения.

Что касается редактирования растровых изображений, JPEG вносит шум (несуществующие детали) при каждом открытии/сохранении изображения. В этом случае следует использовать любой формат изображения, который этого не делает и поддерживает необходимую разрядность. Это: PNG, JPEG2000, TIFF, PSD, WebP и многие другие. В идеале вы должны редактировать изображения неразрушающим образом, используя смарт-объекты и слои.

• более высокая разрядность необработанных файлов делает файлы менее восприимчивыми к постеризации во время редактирования
• информацию о тенях и светлых участках легче получить в необработанных файлах.
• в некоторых необработанных редакторах правки не вносятся в фактические данные, а включаются в виде рецептов. Поэтому, если вы сделаете изображение очень ярким, сохраните его, откроете и снова сделаете темным, вы не потеряете никаких данных/качества.
• Файлы JPEG используют сжатие с потерями. Если вы вносите изменения, повторно открываете файл, вносите еще одно изменение и сохраняете его, файл компенсируется, а качество изображения ухудшается.
• доступ к необработанным данным позволяет использовать некоторые специальные методы, такие как использование пользовательских профилей и т. д.