RAW в TIFF или PSD 16 бит теряет глубину цвета

16 бит, используемые для записи необработанных данных, и 16 бит (на цветовой канал), используемые для записи демозаики и гамма-коррекции TIFF или PSD, не используются для представления одной и той же вещи одним и тем же точным способом. Ожидание того, что 16-битный TIFF будет таким же, как 16-битный необработанный файл, немного похоже на то, что 16-битный аудиофайл WAV будет таким же, как 16-битный файл WMA. Оба они содержат информацию об одних и тех же звуках, но количество информации, которую они содержат, и то, как они представляют эту информацию, сильно различаются.

В случае необработанных данных 12/14/16-битная информация представляет собой одно линейное монохромное значение яркости для каждой лунки пикселя. По сути, то, что мы имеем с необработанным файлом с сенсора с маской Байера, представляет собой черно-белую фотографию (но с линейным откликом — подробнее об этом ниже) с использованием зеленого фильтра для 1/2 пикселя сенсора и синего и красного фильтров соответственно для 1/. 4 пикселей.

Чтобы получить информацию о цвете из необработанного файла, его необходимо демозаизировать. Опять же, вернемся к нашей аналогии с черно-белой пленкой: путем сравнения различий в яркости одних и тех же областей на трех черно-белых изображениях одного и того же кадра, каждое из которых отфильтровано соответственно для красного, зеленого и синего, три монохромных изображения можно использовать для создания цветного изображения. . Именно так создавалось большинство цветных астрофотографий с середины до конца 20 века. Так работает цветная пленка. Так работают цифровые датчики. Так работает наша сетчатка + мозг.

Прежде чем преобразовать необработанные данные в TIFF, мы также обычно применяем гамма-коррекцию (кривая блеска, которая преобразует линейный отклик в необработанных данных в логарифмический отклик, более близкий к нашему человеческому восприятию — опять же, мы используем те же слова, но это не совсем так). то же самое, когда мы применяем гамма-коррекцию к сигналу, поступающему на ЭЛТ-дисплей). Если выполнить демозаику для получения информации о цвете, а затем преобразовать числовые значения из необработанного файла в формат изображения TIFF без применения гамма-коррекции, мы получим что-то вроде этого:

С примененной гамма-коррекцией то же изображение выглядит следующим образом (предварительный просмотр встроенного jpeg с низким разрешением из необработанного файла, использованного для создания TIFF выше):

Вот почему мы можем редактировать необработанные файлы неразрушающим образом. Когда мы перемещаем все ползунки и нажимаем различные кнопки, мы просто сообщаем приложению просмотра/преобразования, как мы хотим, чтобы оно переинтерпретировало данные в необработанном файле.

Как только данные в необработанном файле были преобразованы в файл TIFF с демозаикой и гамма-коррекцией, этот процесс становится необратимым.

Файлы TIFF имеют все эти этапы обработки, «запеченные» в информации, которую они содержат. Несмотря на то, что несжатый 16-битный файл TIFF намного больше, чем типичный необработанный файл, из которого он получен, из-за способа хранения данных в каждом из них, он не содержит всей информации, необходимой для обратного преобразования и воспроизведения тех же точных данных. содержится в необработанном файле. Существует почти бесконечное количество различных значений в данных уровня пикселей необработанного файла, которые можно было бы использовать для создания определенного TIFF. Точно так же существует почти бесконечное количество файлов TIFF, которые могут быть созданы из данных в файле необработанного изображения, в зависимости от принятых решений о том, как необработанные данные обрабатываются для создания TIFF.

Преимущество 16-битных TIFF по сравнению с 8-битными TIFF заключается в количестве шагов между самыми темными и самыми яркими значениями для каждого цветового канала в изображении. Эти более тонкие шаги позволяют выполнять дополнительные манипуляции перед окончательным преобразованием в 8-битный формат без создания артефактов, таких как полосы в областях тональной градации.

Но только потому, что 16-битный TIFF имеет больше шагов между «0» и «65 535», чем 12-битный (0-4095) или 14-битный (0-16383) необработанный файл, это не означает, что файл TIFF показывает тот же или больший диапазон яркости. Когда данные в 14-битном необработанном файле были преобразованы в файл TIFF, черная точка могла быть выбрана со значением, например, 2048. Любому пикселю в необработанном файле со значением ниже 2048 будет присвоено значение 0. в ТИФФ. Аналогичным образом, если точка белого была установлена, скажем, на 8191, то любое значение в файле необработанных данных выше 8191 было бы установлено на 65535, а самая яркая точка света в файле необработанных данных была бы безвозвратно потеряна.

Похоже, что когда вы конвертировали необработанный файл солнца в формат TIFF, точка белого была установлена ​​значительно ниже, чем максимальное значение необработанного файла. Все, что в необработанном файле ярче, чем выбранная белая точка, имеет такое же значение в TIFF, поэтому детали не сохраняются. Уменьшение яркости файла TIFF просто приводит к тому, что самые высокие значения отображаются в виде более темных оттенков серого, а не белого, но все они по-прежнему будут иметь один и тот же оттенок серого. Различия между пикселями со значениями выше точки белого, используемой для создания TIFF, были отброшены при создании TIFF.

Для получения дополнительной информации о том, как и почему информация о цвете теряется, когда более чем один цветовой канал имеет полное значение, см. раздел: Почему при обрезании зеленого канала он превращается в синий?

Эта проблема давно решена в визуальных эффектах с помощью традиционных CG-рендеров. Изображения вычисляются внутри в линейном пространстве с плавающей запятой (стандарт ACES). Значения изображения не зажимаются. Тени будут иметь значение около 0,1 и ниже, диффузный белый будет около 0,9, яркие блики и солнце могут быть от 1 до бесконечности. Данные сохраняются в линейном пространстве в файл EXR, который сохраняет данные в плавающем состоянии. На данный момент ваш файл exr по-прежнему содержит всю исходную информацию об освещении из изображения RAW. Затем вы можете применить lut, чтобы преобразовать его в пространство с гамма-коррекцией, подходящее для отображения. Для того, чтобы сохранить все данные, необходимые для выполнения каких-либо масштабных корректировок цветокоррекции, которые не обрезаются, вам нужно работать с исходными плавающими данными, а не с версией с гамма-коррекцией. Как ни странно, одна вещь, которую я еще не нашел, — это программное обеспечение, которое позволяет мне сохранять файл RAW непосредственно в формате EXR с плавающей запятой, который содержит все линейные данные оригинала. В индустрии визуальных эффектов есть программа под названием Nuke, которая делает это, но это многотысячное программное обеспечение для композитинга, выходящее за рамки фотографии. Тот факт, что вы можете останавливать изображение вверх и вниз в Lightroom без потери бликов, указывает на возможность сохранения плавающих изображений, но эта опция недоступна.

В RAW содержится больше информации, чем может быть отображено на экране. Таким образом, у вас может быть полностью белое пятно в вашем текущем представлении необработанных данных, но снижение яркости обнаружит некоторые из этих скрытых данных.

Когда вы экспортируете в TIFF, PS экспортирует изображение как есть , т.е. полный белый цвет будет 65536, а полный черный будет 0. Таким образом, в этом изображении больше нечего восстанавливать. Чтобы сохранить всю информацию, вы должны отрегулировать изображение, например, снизив контраст , чтобы все данные изображения находились между двумя крайними значениями.

С таким TIFF вы снова сможете создать любое представление, которое вы могли бы получить из исходного RAW, снова увеличив контрастность и манипулируя яркостью / экспозицией / бликами / чем угодно.

Преимущество 16-битного формата по сравнению с 8-битным в том, что у вас гораздо больше градаций между крайними значениями. Если вы попытаетесь сделать то же самое с 8-битным форматом, шаг «сжатие-распаковка» (путем уменьшения и повторного увеличения контраста) приведет к ужасной постеризации, поскольку вы потеряете много промежуточных цветов.

Но, к моему великому потрясению, я заметил значительную потерю глубины.

Убедитесь, что ваш монитор правильно откалиброван. Можете ли вы различить каждый квадрат?

Поскольку пример вашего вопроса показывает другую обрезку, чем файлы, которые вы поместили в коробку, мне пришлось включить исходный .tiff для равного сравнения, поэтому не похоже, что я использовал другую фотографию.

Я скачал .tiff, преобразовал его в .png и использовал Pixlr Android для корректировки фотографии. Первое (крайнее левое) изображение было чрезмерно скорректировано, остальные имели только уменьшение EV.

• 1-й — Используются «Тени», «увеличение 100 в пять раз», «Яркость», «увеличение 10», «Контрастность», «увеличение 10», «Насыщенность», «увеличение 10» и еще несколько… Обратите внимание на более яркий передний план трава , тем чуть ярче Солнце и тем больше деталей в облаках . Похоже на 16 бит.

• 2-й, 3-й, 4-й и 5-й — «Экспозиция», «уменьшение на 50», «уменьшение на 100», «уменьшение на 150» и «уменьшение на 200».

.tiff: RGB 16 бит, каждое изображение было масштабировано до 25% после внесения корректировок, затем преобразовано в коллаж, а затем уменьшено до 20%. После всей этой возни ожидаешь снижения качества, мне кажется, что результат не так уж и плох; у вас настроено сокращение при импорте?

Я не вижу полос или чего-либо, указывающего на потерю битовой глубины.