Какой смысл снимать 14-битные изображения и редактировать их на 8-битных мониторах?

Я немного смущен. Если моя цифровая зеркальная камера захватывает 14-битное изображение при съемке в формате RAW. Разве мне не нужен 14-битный монитор, чтобы в полной мере использовать возможности захвата в формате RAW? Какой смысл захватывать изображение в 14-битном формате, а открывать и редактировать его только на мониторе с 8-битной глубиной?

Требуется не менее 10 бит RAW только для того, чтобы применить гамма-кривую, которая требуется для sRGB, потому что захват является линейным.

Ответы (5)

Вы можете редактировать свои фотографии на старом сожженном черно-белом ЭЛТ-мониторе, и это все равно то же самое: дополнительные биты имеют значение.

Вот имитация 14-битной гистограммы (A) и 8-битной (B). Оба находятся над синей сеткой, которая имитирует 8-битный дисплей или 8-битный формат файла.

В B все прямые совпадают. (8-битный формат достаточно хорош, потому что он близок к тому, что наши глаза могут воспринимать при разных уровнях серого)


В настоящее время. Представьте, что вам нужно переместить гистограмму, потому что вы хотите получить более яркую счастливую картинку.

Различные уровни на левой стороне, сдвиньте вправо.

В вашем необработанном файле достаточно «подуровней», чтобы заполнить одни и те же синие линии. (С).

Но данные на 8-битном изображении начинают образовывать «пробелы» (красная зона). Это создаст проблемы с полосами, повышенный шум и т. д.

введите описание изображения здесь

Таким образом, важное отличие заключается в том, что вы манипулируете своим изображением или контролируете его, и у вас есть дополнительные данные. Это дает вам свободу.

+1 хороший пример, но не следует воспринимать его буквально - на самом деле 14-битное необработанное изображение является линейным, а 8-битное - нет (из-за гаммы). все еще хороший способ визуализировать, что обработка изображения может сделать с гистограммой!
Да, очень буквально. Гамма на самом деле является основной проблемой, которая требует 12 или 14 бит. Гамма, по сути, является самым большим таким тональным сдвигом, и в первые дни он был сделан плохо и неадекватно в 8 битах. Таким образом, устройства для создания изображений (сканеры, а затем камеры, которые должны делать гамму) должны были быть улучшены до 10 бит, затем 12, а теперь и 14 бит... все биты, для которых мы можем позволить себе аппаратное обеспечение, по крайней мере, до недавнего времени. Конечно, наш глаз никогда не видит гамма-данные (кроме графика гистограммы). Продолжение..
... Наш взгляд всегда обязательно декодируется обратно в исходное линейное изображение для нашего глаза, но он должен быть правильно закодирован. Причина, по которой наши необработанные данные редактора сохраняют 12-16 бит в ПК, заключается в том, что тогда гамма все равно будет необходима. 8 бит достаточно для многих/большинства вещей, но для гаммы нужно больше. Раннее телевидение было аналоговым, поэтому гамма работала нормально, но первые 8-битные цифровые попытки закончились катастрофой. Отвратительная производительность на низком уровне.
Гамма @WayneF отражает нелинейность наших человеческих чувств, это решение, а не проблема!
@szulat Думай лучше об этой ерунде. Наш глаз НИКОГДА НЕ ВИДИТ гамма-данные. Гамма-коррекция выполняется для нелинейности ЭЛТ. Затем ЭЛТ декодирует гамму просто с потерями ЭЛТ при ее отображении. Светодиодные мониторы линейны и не нуждаются в гамме (поэтому сегодня у них есть чип, который просто декодирует и отбрасывает гамму). Наш глаз АБСОЛЮТНО ДОЛЖЕН ВИДЕТЬ ту же линейную сцену, которую видел исходный объектив, ДО гамма-кодирования. Все остальное было бы искажением данных в худшей степени. Гамма сохранена сегодня просто для совместимости со всеми мировыми данными изображений (и, вероятно, несколько CRT все еще существуют).
@WayneF, это распространенное заблуждение. гамма столь же полезна сейчас, в эпоху цифровых технологий, как и во времена аналоговых ЭЛТ. дисплей должен отображать те же уровни, что и оригинал, правда! но наше восприятие нелинейно. вот почему вы можете закодировать яркость как 8-битную с помощью гаммы и получить результат, аналогичный линейному кодированию с 11-12 битами. больше битов означает больше памяти, больше пропускной способности, больше энергии - впустую без видимых эффектов. вот почему гамма здесь, чтобы сказать. см. также примеры градиентов здесь: cambridgeincolour.com/tutorials/gamma-correction.htm
Правильный. Гамма по-прежнему используется в цифровых изображениях и видео, поскольку она хорошо использует кодовые значения. В нижней части диапазона яркости 8-битное с гаммой эквивалентно 10-битному линейному (поскольку наклон гаммы там близок к 4). В кинопроизводстве логарифмическое кодирование более распространено, чем гамма-кодирование, но по той же самой причине: экономия кодовых значений.
Кембридж хреново говорит о гамме, представляя реакцию глаз на гамму. Даже Пойнтон говорит, что гамма предназначена для ЭЛТ. Но он добавляет, что если бы гамма не была необходима для ЭЛТ, она все равно была бы нам нужна по причинам восприятия. Я понимаю Вебера-Фехнера (человеческое восприятие) и бизнес-шаг в 1% и т. Д. Нашим глазам действительно требуется исходное линейное представление, поэтому мы обязательно видим только декодированные данные, и любой числовой эффект гаммы исчезает после декодирования обратного. Любое исключение может только предполагать, что LUT составляет 10 или 12 бит, но насколько вероятно это в потребительском 6-битном ЖК-мониторе?
Краткая версия: редактирование цифровой фотографии применяется математически, и битовая глубина вашего дисплея не зависит от математической битовой глубины (если вы не используете мусорное программное обеспечение для редактирования изображений). Редактирования вычисляются с использованием полной битовой глубины, и поэтому они выигрывают от наличия дополнительной доступной точности.
@WayneF: для достижения 256 гладко выглядящих уровней серого требуется нелинейное сопоставление чисел с физической яркостью, но для точного применения линейных эффектов, таких как фильтрация, требуется линейное сопоставление. Если кто-то хочет размыть шахматную доску, где половина пикселей имеет яркость 100%, а половина — яркость 0%, результат должен иметь яркость 50%, даже если на 8-битном дисплее уровень, вероятно, должен быть значительно ниже 128.
@supercat Одна вещь, которая может сбивать с толку, заключается в том, что гамма-коррекция для отображения здесь на самом деле не имеет значения. Вы можете применить гамма-коррекцию к своему изображению для эффекта , но вы не будете применять коррекцию цвета отображения к данным изображения. Вы бы оставили это как независимый, зависящий от дисплея процесс, не связанный с вашим изображением. Все, что имеет значение, это то, что вы установили на своем изображении, например, rgb=(1.0, 0.5, 0.0), если вы собираетесь представлять «оранжевый цвет», оставьте на усмотрение визуализатора (дисплея, принтера и т. любым способом, который он считает нужным, с любой точностью, на которую он способен.
(Другими словами, нет ничего плохого в том, чтобы говорить о гамма-кривых, это просто скучная произвольная математическая операция, которая может быть применена к чему угодно по любой причине, точно так же, как яркость и контрастность. Просто будьте осторожны, чтобы не смешивать данные изображения с калибровкой дисплея [которая просто также часто включает в себя гамма-коррекцию, в дополнение к другим вещам].)
@JasonC: для линейной шкалы яркости потребуется точность более 8 бит, чтобы избежать видимых полос на нижнем уровне; однако можно преобразовать 12-битную линейную шкалу в 8-битную нелинейную шкалу для целей отображения без видимых полос.
@supercat Я полагаю, что вы смешиваете формат данных изображения на носителе данных, формат рендеринга средства просмотра, коррекцию цвета дисплея, аппаратные возможности дисплея и человеческое восприятие — все это отдельные, довольно независимые этапы конвейера между вашим файлом изображения и вашим мозгом. - и я не могу понять дальнейший смысл этого разговора, извините.
на самом деле 14-битная версия будет иметь 64 строки между каждой синей строкой и содержит гораздо больше информации, чем 8-битная.
14-битные необработанные данные имеют монохроматические значения яркости, которые нельзя напрямую сравнивать со значениями RGB 8/24 или 16/48 бит.

Более высокая битовая глубина дает вам больше возможностей для редактирования без потери данных.

Не делайте ошибку, связывая представление изображения с тем, как оно визуализируется . Редактирование дает результаты наилучшего качества, когда вы работаете с представлением, в котором базовые данные имеют самое высокое разрешение. Так уж получилось, что ваш монитор обеспечивает просмотр изображения с более низким разрешением, но это не связано с качеством основного представления.

Если вы помните из школьной математики, всегда существовало эмпирическое правило: никогда не округлять промежуточные вычисления при подсчете результатов; всегда выполняйте математику, а затем округляйте в конце, когда вы представляете результаты. Здесь применимо то же самое . Ваш монитор - это конец, где происходит "округление" при предъявлении его вам. Ваш принтер может «округлять» по-разному. Но на всех промежуточных этапах вы используете необработанные данные для получения наиболее точных результатов и сохраняете исходное представление с высоким разрешением на диске, чтобы вы могли сохранить эту информацию и продолжить точное редактирование позже.

Подумайте об этом: скажем, у вас есть исходное изображение 5760 x 3840. Вы бы сохранили максимальную гибкость редактирования и рендеринга, отредактировав изображение в этом размере и оставив его в этом размере. Если бы вы просматривали его на мониторе с разрешением 1440 x 900, вы бы просто уменьшили масштаб в своем редакторе, вы, вероятно, не изменили бы размер и передискретизацию данных, чтобы они подошли. То же самое относится и к цветовому разрешению.

Аудио аналогично. Возможно, звуковая карта вашего компьютера имеет только 12-битные возможности вывода. Но если вы записываете, сохраняете и работаете с 16-битным или 24-битным звуком, вы можете сделать сигнал низкой громкости в 16 или 4096 раз громче (соответственно) и при этом добиться минимальной потери качества вывода на этом компьютере. Конвертируйте вниз только в конце, когда вы собираетесь представить окончательный результат. Визуальный эквивалент — осветление очень темного изображения с минимальными полосами.

Независимо от возможностей вашего монитора, если вы выполняете операцию редактирования, например, умножаете яркость на 2, вы хотите выполнить это с исходным представлением изображения с высоким разрешением.


Вот смоделированный пример. Допустим, вы сделали очень темный снимок. Это темное изображение находится в верхнем ряду ниже, с имитацией 4-, 8- и 14-битных форматов внутренней памяти на канал. Нижний ряд — это результаты осветления каждого изображения. Яркость была мультипликативной, масштабный коэффициент 12x:

введите описание изображения здесь ( Источник , сфотографировано Андреа Канестрари)

Обратите внимание на постоянную потерю информации. 4-битная версия — это просто наглядный пример крайности. В 8-битной версии вы можете увидеть некоторые полосы, особенно в небе (щелкните изображение, чтобы увеличить его). Здесь важно отметить, что 14-битная версия была масштабирована с наивысшим качеством, независимо от того факта, что ее окончательная выходная форма была 8-битной PNG, которую я сохранил как и тот факт, что вы, вероятно, просматриваете это на 8-битный или менее битный дисплей .

Или даже 6-битный дисплей. Не все ЖК-мониторы на самом деле отображают полную 8-битную глубину на канал.
@ Random832 Есть ли надежный тест, чтобы узнать, на что способен ваш ЖК-дисплей? У меня есть сгенерированное компьютером градиентное изображение, которое показывает полосатость, но я никогда не был уверен, было ли это связано с тем, что мои глаза могли видеть различия в 1 уровне, или мой монитор искажал его.
@Mark Посмотрите эту замечательную статью на эту тему: avsforum.com/forum/… -- это может быть сложно, в цепочке сигнала от вашего видеовыхода до света, исходящего от экрана, есть много мест для узких мест. , много дезинформации в спецификациях (например, объявленные глубины являются BS из-за 6-битного декодера на какой-то случайной печатной плате) и дескрипторы edid и т. д. Это сложная система, и знание фактической глубины не является распространенным вариантом использования, поэтому , удачи! ммв
@MarkRansom прояснил для меня то, что я мог видеть полосы на четко определенных границах, на каждом четвертом уровне. Некоторые дисплеи делают дизеринг, который может быть несколько сложнее идентифицировать.
^ Также обратите внимание, что некоторые дисплеи выполняют временное, а не пространственное сглаживание, которое, вероятно, почти невозможно заметить при правильном выполнении, но вы можете заметить его в темных областях, если у вас острое зрение.

14bit Raw не соотносится с разрядностью вашего монитора. Raw — это формат с минимальной обработкой. См . Формат необработанного изображения .

Формат Raw позволяет программам постобработки, таким как Lightroom и Photoshop, выполнять точную настройку изображений, которая была бы невозможна с файлами JPEG.

Что касается монитора, мониторы с широкой гаммой обычно 10-битные и имеют внутреннюю LUT, в которой хранится калибровочная информация от калибраторов, таких как X-Rite или Spyder. Ваша видеокарта также должна поддерживать 10 бит.

Для чипов Nvidia карты класса рабочих станций поддерживают 10 бит. Большинство, если не все карты игрового класса, по моему опыту, не подходят. Аналогично с чипсетами AMD.

Если вы не собираетесь обрабатывать изображения, вы можете легко переключиться на JPEG.

стоит отметить, что практически во всех случаях человеческий глаз все равно больше 8 бит не увидит, за исключением редких плавных градиентов (в основном синтетических, в отличие от естественных зашумленных фото, где постеризация спрятана в шуме)
8 бит — это всего 256 оттенков, этого недостаточно для отображения плавных градиентов без сглаживания.
правда, но такие градиенты почти никогда не видны на реальных фото из-за шумов
@Gmck: существует огромная разница между яркостью 0,39% и яркостью 0,78%. Логарифмической кривой с 256 уровнями было бы достаточно для плавных градиентов, но многие эффекты фильтрации по существу требуют линейного сопоставления значений с яркостью (поэтому замена значений двух пикселей их средним значением не повлияет на общую яркость).

Возможно, вам следует сначала прочитать этот вопрос.

Как динамический диапазон человеческого глаза сравнивается с диапазоном цифровых камер?

В основном динамический диапазон бумаги составляет менее 8 бит, и динамический диапазон человека не отличается от него.

Преимущество расширенного динамического диапазона в изображениях RAW заключается в том, что вы можете выполнить их постобработку, чтобы привести интересующие вас биты в диапазон, который может отображать устройство отображения, что, в свою очередь, связано с тем, что может видеть человеческий глаз.

Итак, классический пример — интерьер комнаты с солнечным светом снаружи. Когда человеческий глаз переключается с внутреннего взгляда на внешний, радужная оболочка сужается, чтобы уменьшить количество входящего света, позволяя вам видеть внешние детали, а также детали интерьера.

Камера этого не делает, поэтому вам обычно приходится экспонировать либо внутреннюю часть комнаты (и получать блики от ударов), либо внешнюю часть (получать недоэкспонированный интерьер) — или делать два снимка и делать композицию HDR.

Более широкий динамический диапазон Raw позволяет вам делать один снимок и выборочно «выдвигать» или «вытягивать» определенные области, чтобы выявить детали в этих переэкспонированных или недоэкспонированных областях.

Кадры здесь показывают такой сценарий. https://www.camerastuffreview.com/camera-guide/review-dynamic-range-of-60-camera-s

...is that you can post-process them to bring the bits you're interested in within the rnage that the human eye can see.Точнее сказать, вы сжимаете нужные вам биты в диапазоне, который может отображать монитор . Человеческий глаз имеет даже более широкий динамический диапазон, чем даже 14-битное изображение RAW. Дело не в том, что может видеть глаз, а в захвате всего этого динамического диапазона, чтобы впоследствии его можно было сжать в динамический диапазон дисплея стандартного видеоустройства.
@J... Обновление. Я согласен, в основном: динамический диапазон устройства отображения - это то, чем он является из-за человеческого глаза. 14-битное устройство отображения было бы бессмысленным. Человеческий глаз обладает огромным динамическим диапазоном из-за его способности адаптироваться к различным условиям освещения (так же, как механизм экспонирования камеры).
Нет, динамический диапазон дисплея такой, какой он есть, потому что сделать его лучше технологически сложно и дорого. 14-битный дисплей был бы потрясающим. Расширенный динамический диапазон означает большее цветовое пространство — более яркие, красочные и точные изображения. Мой основной дисплей, например, представляет собой внутреннюю 12-битную панель (хотя и через поиск) и может воспроизводить 99% цветовой гаммы AdobeRGB. Разница между этим и обычной 8-битной (обычно около 6-битной эффективной) панелью sRGB невероятна. Чем больше динамический диапазон, тем лучше.
динамический диапазон не связан с цветовым пространством и охватом sRGB, калибровка и «биты» здесь для точности, а не для отображения более красочных изображений
@J... en.wikipedia.org/wiki/Adaptation_(eye) "в любой момент времени глаз может ощущать коэффициент контрастности только в одну тысячу." = 10 бит.
@szulat Это определенно связано с точностью отображаемого цвета. Больше битов означает, что без ущерба для точности цветопередачи вы можете представить более широкий спектр цветов. Более длинное пространственное расстояние CIE между, скажем, красным и зеленым означает, что вам нужно большее разрешение для описания цветов с равными приращениями вдоль этой (теперь) более длинной линии. Эти двое тесно связаны.
@Roddy Да, но в уравнении есть нечто большее, чем абсолютное яркое и темное. Как и выше, речь идет также о цветовом разрешении.
@J...: твои глаза на самом деле довольно паршивые устройства визуализации. Практически за все хорошее отвечает зрительная кора головного мозга.

«Викиспециалисты» забывают, что какую бы разрядность вы ни обрабатывали, вы видите результат ТОЛЬКО в 8 битах. Вставьте 3-битный файл (8 уровней) в вашу 8-битную систему, и на дисплее отобразятся 8 уровней (256/7 = от 0 до 7) от 0 до 255 с шагом 36. 4-битный файл покажет 16 (от 0 до 15). Вставьте 10, 12 или 14-битный файл, и вы увидите 256 уровней. Ваша видеокарта преобразует уровни 1024, 4096 или 16 384 в уровни 256. Вот почему, независимо от того, какой файл RAW вы загружаете, как только он предлагается вашему видеопроцессору, он становится 8-битным (256) уровнем. Я работал в области медицинской физики, большинство отделов визуализации сейчас имеют 12-битные изображения для скрининга молочной железы и тому подобного. Тем не менее, человеческий глаз не может обнаружить более 900 уровней яркости, поэтому для обнаружения мельчайших изменений плотности ткани используется программное обеспечение, поэтому, если вы встретите кого-то, у кого есть 10-, 14- или 14-битная система, они будут по уши в долгах и мега разочарованы. Между прочим, мы также изо всех сил пытаемся обнаружить изменения в цвете, наше зрение падает ниже 16 миллионов цветов, если только незначительные изменения в аналогичном оттенке, когда мы замечаем полосы. Наши камеры способны отображать около 4 триллионов цветов, но, как и многие другие вещи, то, что теоретически возможно и реально возможно, может быть двумя очень разными животными.

То, что вы видите на 8-битном мониторе, не соответствует вашему 14-битному файлу, ну и что? Как указано в предыдущем ответе, чем больше информации, тем лучше...
Я буду держать это простым. Возьмите свои фотографии в необработанном виде, создайте свои jpg из вашего необработанного файла. Чтобы увидеть преимущество, сравните ваши jpg с теми, которые выдает камера. В этом разница между профессиональным и мусорным объективом.
Можете ли вы объяснить свой аргумент о объективе? Для меня это не имеет никакого отношения к этому обсуждению: наличие 12-битного динамического диапазона и выбор того, что вы хотите сохранить после постобработки, абсолютно не связаны с качеством объектива. И да, вы можете увидеть 12-битный динамический диапазон на 8-битном экране, просто поиграйте с поправками EV!
Нет, ты не можешь. Ваш 8-битный дисплей будет отображать уровни n/256 или 256/n, в зависимости от того, предлагаете ли вы файл меньшего или большего размера, чем 8 бит. Мы можем настроить точку, в которой эти биты выбираются с помощью настроек в PS, но у нас НЕТ КОНТРОЛЯ над тем, какие биты отображаются, т.е. промежуток между битами будет одинаковым, поэтому данные отсутствуют!. Если бы у нас была такая возможность, мы (Национальная служба здравоохранения, например) не стали бы тратить 46 тысяч фунтов стерлингов на 12-битное оборудование для обработки изображений, которое дает не лучше 8-битных изображений.
Интересно, чего вы не понимаете в возможности использовать динамический диапазон выше видимого для создания изображения. Если у вас есть файл с 12-битным динамическим диапазоном, вы можете выбрать отображение любого 8-битного диапазона, это очень просто. Если бы вы были фотографом, вы бы поняли, насколько это важно: иметь детали в свете и в тени — мечта каждого. Я не буду подробно останавливаться на этом вопросе, пожалуйста, прочитайте предыдущие ответы.
Как вы выбираете биты, которые хотите, если вы не можете (и вы, по крайней мере, согласны) ИХ ВИДЕТЬ. Вы можете выбрать часть спектра, но динамический диапазон будет таким же, просто дальше вверх (или вниз) по спектру, вы получаете один конец, а затем теряете другой, это 8-битный дисплей, на который вы смотрите. Теперь, пожалуйста, уходите.
Как? Вы сжимаете DR. Вместо сопоставления средних 256 значений из 16 384 возможных значений (НИКТО этого не делает), вы выбираете черную точку (скажем, 2096), белую точку (скажем, 14 335), а затем сопоставляете оставшиеся значения с 0-255. от 0 до 2096=0; от 2097 до 2144=1; от 2145 до 2192=2; от 2193 до 2240=3; от 2241 до 2288=4; от 2289 до 2336=5, от 2237 до 2284=6; от 2285 до 2332=7; от 2332 до 2380=8; от 2381 до 2428=9; от 2429 до 2476=10; от 2477 до 2524 = 11; от 2525 до 2572 = 12; от 2573 до 2620 = 13; от 2621 до 2668 = 14; от 2669 до 2716 = 15; от 2717 до 2764 = 16; 2 765 до 2 812 = 17... и так далее до 14 336-16 383 = 255.
Конечно, это приведет к очень плоской картине. Вот почему вы применяете кривые к более тонким градациям, прежде чем преобразовывать их в 8-битные.