Что именно кодирует формат Raw Image? [дубликат]

Файл RAW не состоит из пикселей с несколькими цветовыми координатами. Он состоит из одного значения от каждой лунки датчика на датчике. Эти значения должны быть преобразованы в демозаику с помощью алгоритма, который имеет некоторое представление о фильтре Байера или другом фильтре, расположенном перед колодцами сенсора. Эти алгоритмы берут значение каждой лунки и значений из некоторого небольшого района других лунок и генерируют значение пикселя RGB для этого местоположения.

Файлы RAW также обычно включают одно или несколько предварительно обработанных изображений предварительного просмотра JPEG, EXIF ​​и другие метаданные и, возможно, некоторые другие материалы, упакованные в своего рода «архивный» файл (некоторые используют контейнеры TIFF с разными разделами для разных типов данных). , но это не универсально) и, вероятно, с некоторым уровнем сжатия.

Файл необработанного изображения включает отдельные значения яркости, измеренные на каждом фотосайте (например, «сенсор» или «ячейка пикселя»). Каждое отдельное значение говорит о том, сколько световой энергии было поглощено каждым фотосайтом. Эти значения перечислены в определенной последовательности.

На данный момент нет информации о «цвете», как вы, кажется, ожидаете. Для каждого фотосайта существует только одно значение яркости. Каждому фотосайту не присваивается значение «красный», «зеленый» или «синий». Это правда, что в датчике цвета перед каждым фотоузлом стоят цветные фильтры, которые влияют на то, насколько разные длины волн света могут проходить и воздействовать на датчик, но цвета, используемые в масках Байера, не коррелируют на одном уровне. к цветам, которые мы используем в наших системах цветопередачи , таких как RGB или CMYK.

Три цветных фильтра для большинства байеровских «RGB-камер» на самом деле «синий с оттенком фиолетового», «зеленый с оттенком желтого» и что-то среднее между «желтым с оттенком зеленого» (что имитирует человеческий глаз). больше всего) и «Желтый с большим количеством оранжевого» (что, кажется, проще реализовать для датчика CMOS). Каждый фильтр не пропускает «только синий», «только зеленый» или «только красный» свет. Каждый из них пропускает «больше синего, чем зеленого или красного», «больше зеленого, чем синего или красного» или «больше красного, чем синего или зеленого», но некоторые из всех длин волн будут проходить через каждый цвет массива фильтров. Как и в случае с колбочками сетчатки глаза человека, то, что пропускает каждый фильтр, во многом совпадает.

_{Цветовая чувствительность типичного датчика с маской Байера, показывающая кривую отклика на длины волн света в видимом спектре, покупает фотосайты, отфильтрованные по каждому цвету массива фильтров Байера. Четыре вертикальные линии показывают длины волн, обычно излучаемые нашими системами цветопередачи RGB, включая те, которые также используют четвертый желтый канал. Обратите внимание, что пиковая чувствительность для каждого цветового фильтра не соответствует длине волны, используемой нашими системами цветопередачи.}

_{Чувствительность различных колбочек и палочек сетчатки глаза человека. Обратите внимание, что наши «красные» колбочки наиболее чувствительны к свету с длиной волны 564 нм, который больше похож на слегка желтоватый с зеленым оттенком, чем на красный.}

Чтобы присвоить значения цвета каждому пикселю изображения, созданного с использованием необработанной информации с сенсора, сравниваются относительные яркости соседних фотосайтов, отфильтрованных разными цветами, и каждому пикселю присваиваются значения «Красный», «Зеленый» и «Синий». полученного изображения. Это точно имитирует то, как наш человеческий мозг обрабатывает информацию, поступающую с сетчатки, чтобы создать восприятие цвета на основе длин волн и комбинаций длин волн света.

В дополнение к фактическим измерениям яркости на каждом фотосайте файл необработанного изображения содержит изображения предварительного просмотра и метаданные, которые позволяют приложению обработки необработанных данных знать некоторые вещи, необходимые для обработки этих данных. Они будут включать (но не ограничиваться):

• Предварительный просмотр и/или эскизы изображений. Тезисы в основном сгенерированы камерой в формате JPEG с различными разрешениями, которые могут быть где угодно, от очень маленьких эскизов до изображений с полным разрешением. Они генерируются внутренним механизмом обработки JPEG камеры на основе настроек камеры во время съемки фотографии. Эти предварительные изображения почти всегда являются тем, что человек видит, когда смотрит на фотографию на ЖК-экране своей камеры. Обычно это то, что отображается операционной системой или приложением для просмотра изображений, которое показывает «значки» или «миниатюры» каждого файла изображения в папке или другом наборе изображений. Они также часто сначала отображаются приложением для обработки необработанных изображений при первоначальном открытии файла.
• Идентификация информации о датчике. Как правило, необработанные файлы не сообщают , сколько строк/столбцов содержит датчик. Ожидается, что обрабатывающее приложение сможет получить доступ к этому в своей базе данных, прочитав идентификатор датчика.
• Точно так же информация о конкретных цветах, используемых в массиве цветовых фильтров датчика (маска Байера), при условии, что он есть, не указывается в необработанных метаданных. Ожидается, что приложение обработки необработанных данных может получить доступ к этой информации из своей базы данных.
• Информация о том, когда была сделана фотография (отметка времени), какие настройки экспозиции использовались (диафрагма/длительность экспозиции/ISO (усиление аналогового сигнала)), какое фокусное расстояние и т. д. Все они кодируются с использованием стандарта EXIF ​​и (предположительно ) стандартизирован для всех производителей и моделей камер. Есть много «стандартных» полей EXIF.
• Помимо «стандартных» полей EXIF ​​для метаданных, камеры также могут включать «заметки производителя» в информацию EXIF. Это может включать в себя все, что пожелает включить дизайнер камеры. Многие производители камер включают такую ​​информацию, как конкретный используемый объектив (не только фокусное расстояние и номер модели, но в некоторых случаях вплоть до конкретного серийного номера), значения «замаскированных пикселей» на датчике, используемом для определения включенного уровня черного. в стандартной информации EXIF ​​и т. д.
• Какая часть раздела «примечания производителя» информации EXIF ​​используется приложением для необработанной обработки, зависит от приложения для необработанной обработки. Продукты Adobe, например, игнорируют почти всю информацию о «заметках производителя». Если файл необработанного изображения преобразуется из собственного необработанного формата камеры в формат Adobe DNG, большая часть информации «примечания производителя» удаляется и отбрасывается. Другие приложения для необработанной обработки могут использовать, а могут и не использовать информацию, содержащуюся в примечаниях изготовителя, до значительной части этой информации.
• Почти все данные «заметок производителя» закодированы, чтобы сделать их как можно более компактными. Объектив «EF 70-200mm f/2.8 L IS II» может быть закодирован в поле «идентификатор объектива» как что-то вроде «57c3bff8» (в двоичном формате). Каждый производитель камеры, а в некоторых случаях и каждая конкретная камера, будет использовать свои собственные коды, потому что стандарт EXIF ​​не определяет «стандартные» поля или схемы кодирования для такой информации.