Что такое RAW технически?

RAW — это данные, извлеченные из камеры на более ранней стадии обработки .

Это позволяет выполнять дальнейшую обработку позже на компьютере по желанию. В частности, он позволяет избежать этапов обработки с потерями , таких как демозаика , повышение резкости/шумоподавление и сжатие JPEG , постоянно применяемых к результирующему файлу изображения, прежде чем он покинет камеру.

Когда вы делаете фото:

Вот что происходит, когда вы делаете снимок, и на каких этапах обработки извлекаются изображения RAW и JPEG.

1. фильтр Байера

   Затвор открывается, и свет попадает в камеру. Свет фильтруется через цветной фильтр Байера, поэтому каждый пиксель на датчике получает только красный, зеленый или синий свет. Это необходимо, потому что без него сенсор монохромный.

2. Датчик

   Свет попадает на датчик (часто через крошечные микролинзы, которые помогают собрать больше света в чувствительной части пикселя). Затем он преобразуется в миллионы аналоговых импульсов, каждый из которых соответствует пикселю.

3. Аналогово-цифровое преобразование

   Аналоговые импульсы усиливаются до нужной величины в соответствии с выбранной чувствительностью (рейтинг ISO), а затем преобразуются в цифровые значения с помощью аналого-цифрового преобразователя с определенной битовой глубиной. После этого этапа у вас есть миллионы (обычно 12- или 14-битных) цифровых значений в потоке.

   Обратите внимание, что метод аналого-цифрового преобразования в датчиках CMOS и CCD сильно различается. Например, датчик CMOS содержит транзистор в каждом пикселе , чтобы помочь в этом, но достаточно сказать, что в конце вы все равно получаете набор цифровых значений.

4. Регулировка уровня черного

   Камера должна определить правильный уровень черного, поскольку датчик не обязательно будет возвращать ноль для черных пикселей. Например, тепло окружающей среды датчика может вызвать некоторый сигнал. Исправление этого часто делается путем считывания данных датчика с некоторых краевых пикселей, которые постоянно закрыты, поэтому свет не может их достичь. Затем он вычитает соответствующее значение из других результатов. Он может выполнять другие исправления цифровых данных — он может пытаться уменьшить некоторые типы шума, например фоновый шум, создаваемый датчиком.

   Иногда цифровые значения могут быть затем умножены или разделены, чтобы достичь правильного значения чувствительности (ISO), если вы используете значение ISO, которое ваш датчик не поддерживает изначально.

   Здесь извлекаются RAW-данные.

   Если вы снимаете в формате RAW, ни один из приведенных ниже шагов не применяется постоянно к файлу изображения, когда он выходит из вашей камеры, что позволяет вам вместо этого применять их по желанию в вашем программном обеспечении RAW.

5. Демозаика

   Каждое значение на самом деле является либо красным, либо зеленым, либо синим значением. Однако вам нужно, чтобы каждый пиксель имел все три цвета — красный, зеленый и синий — для окончательного изображения. Следовательно, алгоритм демозаики должен угадывать две другие части цвета для каждого пикселя, и он делает это на основе информации об окружающих пикселях. Существует множество различных алгоритмов демозаики с разным качеством, и это процесс с потерями. Если это происходит в камере, значит, вы застряли со встроенным алгоритмом камеры.

6. Преобразование цветового пространства

   Красный, зеленый и синий в фильтре Байера не обязательно имеют тот же оттенок, что и красный, зеленый и синий в стандартном цветовом пространстве sRGB. Затем камера выполняет цветокоррекцию, чтобы преобразовать цвета в желаемое цветовое пространство, которым обычно является sRGB.

7. баланс белого

   Коррекция баланса белого применяется для корректировки различных цветовых температур источников света во время съемки.

8. Гамма-коррекция

   Применяется гамма-коррекция, которая преобразует линейные значения в значения с гамма-коррекцией в соответствии с требованиями файлов цифровых изображений. Эта коррекция не является прямой гамма-коррекцией; применяется кривая контраста, чтобы гарантировать, что светлые и черные участки красиво изгибаются, придавая изображению красивый пленочный вид.

9. Повышение резкости и шумоподавление

   Чтобы улучшить изображение и попытаться подавить раздражающий шум, применяется соответствующее количество резкости и шумоподавления. Существуют разные алгоритмы повышения резкости и шумоподавления, и это процедура с потерями. Если это делается в камере, то вы застряли с любой резкостью и шумоподавлением, примененными камерой.

10. Сжатие JPEG

    Результирующие данные изображения сжимаются как JPEG. Это также, очевидно, процедура с потерями.

    Здесь будет создан файл JPEG.

Подробнее о формате RAW

Чтобы создать файл RAW, необработанные данные, полученные на этапах с 1 по 4 выше, собираются в формат файла, который обычно представляет собой проприетарный формат файла, зависящий от производителя, на основе формата TIFF. Иногда данные сжимаются с использованием простого алгоритма сжатия без потерь, а иногда их часть также шифруется.

В файле RAW камера встраивает множество метаданных со всей информацией, необходимой для выполнения дополнительных шагов обработки позже в соответствии с настройками камеры. Сюда входит информация о том, какие настройки баланса белого, резкости и контрастности выбраны в камере. Программное обеспечение RAW может затем следовать этому совету или игнорировать его.

Камера также встраивает файл JPEG в файл RAW, который затем можно использовать при воспроизведении изображения в режиме «воспроизведения» в камере. Этот встроенный JPEG немного увеличивает размер файла RAW, но это означает, что камере не нужно применять всю эту обработку каждый раз, когда изображение просматривается в режиме воспроизведения. Программное обеспечение для обработки RAW на компьютерах в значительной степени игнорирует встроенный JPEG, хотя некоторые программы могут использовать его для режима быстрого предварительного просмотра или для создания быстрых эскизов. Как правило, это довольно низкое качество JPEG, достаточное только для предварительного просмотра.

Необработанные файлы на самом деле не изображения как таковые, а данные прямо с сенсора камеры. Я думаю об этом как о замораживании состояния камеры сразу после завершения экспозиции и объединении его в файл, обычно с каким-то сжатием без потерь. В статье в Википедии содержится довольно много подробностей о том, что записывается, но в качестве руководства я бы сказал:

• Все показания уровней с датчика
• Некоторая информация о типе датчика (чтобы конвертер Raw знал, как интерпретировать данные датчика)
• Все настройки, примененные в данный момент к камере
• Время и другие метаданные типа EXIF, связанные с изображением.
• Возможно, уменьшенное изображение в формате JPEG.

Имейте в виду, что единого формата Raw не существует, и все производители камер могут объединять такие данные по-своему. Adobe пытается продвигать свой формат DNG (Digital Negative) , который лично я использую, как стандартный формат RAW. Несколько камер могут выводить DNG, но большинство из них необходимо преобразовать. Я делаю это при импорте в Lightroom, поскольку одно из преимуществ заключается в том, что он может хранить данные редактирования Lr в файле и не требует дополнительных XML-файлов. Еще одним преимуществом DNG является то, что он обычно приводит к меньшим размерам файлов, чем исходные файлы Raw.

Я полагаю, что из-за того, что большинство датчиков построены по типу фильтра Байера , данные с датчика просто содержат уровни с каждого фотосайта на датчике. Растровое изображение, например, объединило бы сайты RGB в один пиксель.

RAW — это копия данных с сенсора. JPEG был доработан.

Резюме

Файл RAW — это прямой дамп данных, которые захватывает камера.
Файл JPEG был получен из этих данных RAW в процессе повышения резкости, цветокоррекции и сжатия.

Деталь

Сердцем цифровой камеры является светочувствительный чип, известный как сенсор.
Файл RAW в значительной степени является копией данных непосредственно с этого чипа при захвате изображения. Таким образом, файл изображения нельзя сразу распознать как изображение, потому что:

• это не в каком-либо широко признанном формате файла
• он никак не дорабатывался

Файл JPEG, с другой стороны, является стандартным форматом файла, и к изображению были применены некоторые уточнения, чтобы оно выглядело лучше. Эти усовершенствования включают коррекцию баланса белого и повышение резкости. Кроме того, в JPEG обычно применяется некоторое сжатие. Таким образом, процесс создания JPEG отбрасывает данные, которые изначально присутствовали на датчике и которые будут сохранены в файле RAW.

И файл RAW, и файл JPEG являются растровыми изображениями (они оба представляют отдельные пиксели).

Многие камеры способны создавать файлы JPEG и RAW для каждого изображения.

Когда использовать каждый

JPEG лучше, если

• вам нужен пригодный для использования файл прямо с вашей камеры
• место на вашей карте памяти в большом почете
• вы хотите снимать изображения в очень быстрой последовательности

RAW лучше, если

• вы хотите обработать файл
• вы хотите, чтобы ваши параметры были открыты для экспозиции или баланса белого
• вам нужен максимально возможный уровень детализации (в этом я могу ошибаться - зависит от камеры)

отказ от ответственности

Я пропустил здесь некоторые детали (см. комментарии), чтобы прояснить основы.

Я думаю, что на этот вопрос лучше ответит Википедия по техническим аспектам: http://en.wikipedia.org/wiki/Raw_image_format .

В общем, RAW — это точный выход сенсора. Он может быть сжат или нет, но основное различие между JPEG и RAW заключается в том, что RAW — это формат без потерь. JPEG имеет 8-битную глубину на пиксель, в то время как RAW может иметь столько бит, сколько имеет датчик. Итак, чтобы перейти от RAW к JPEG, вам нужно потерять МНОГО информации, чтобы перейти, скажем, от 12 бит на пиксель к 8 битам на пиксель.

Форматы RAW — это то, что используют камеры. После этого при постобработке вы будете использовать формат TIF, чтобы сохранить как можно больше информации. TIF также является форматом без потерь и сохраняет ту же разрядность, что и RAW.

Если бы вы взглянули на изображение, которое изначально снимает ваша камера, вы бы разочаровались в нем. После того, как изображение сделано, фотография проходит через то, что вы можете назвать постобработкой внутри камеры, чтобы улучшить цвет, контрастность, резкость и т. д.

Когда вы снимаете в RAW, вы получаете примерно то же изображение, что и в JPG, но вы получаете все данные, необходимые для «отмены» всей этой постобработки в камере, чтобы вы могли сделать это по-другому, если хотите.

Когда вы снимаете в формате JPG, камера записывает данные, обрабатывает изображение, а затем удаляет данные «отмены», чтобы освободить место на карте памяти.

Дополнительную техническую информацию можно найти здесь: http://en.wikipedia.org/wiki/Raw_image_format

Или, если вы хотите получить степень в области RAW и обработки камеры, посмотрите эти видео из выступления Google PhotoTechEDU: http://www.youtube.com/watch#!v=7SuDOMhUUMg&feature=PlayList&p=F7C5C8C217CF2E13&index=1&playnext=1