Почему и как захват изображения в формате RAW вместо JPEG помогает при редактировании [дубликат]

Часто я слышал, как фотографы говорят, что RAW используется для редактирования фотографий. Раньше я использовал Adobe Photoshop Lightroom и не вижу, как помогает захват RAW.

Может ли кто-нибудь объяснить, как захват RAW помогает при редактировании, и какие технические детали стоят за этим?

Рекомендуется ли использовать RAW+JPEG или только RAW с точки зрения постобработки?

ОБНОВЛЕНИЕ: Вместо плюсов и минусов использования RAW или примеров мне нужна информация о том, какие аспекты/данные, собранные в файле RAW, помогают при редактировании.

В то время как хорошие примеры преимуществ RAW по сравнению с JPEG? отвечает на это частично (он объясняет, как можно редактировать изображение RAW по сравнению с JPEG с примерами фотографий), основной принцип использования RAW для редактирования не добавляется.

«... то, как можно редактировать изображение RAW по сравнению с JPEG...» — ЭТО основной принцип использования RAW для редактирования!

Ответы (5)

Необработанные файлы содержат гораздо больше информации, хранящейся с более мелкими интервалами, чем 8-битные файлы JPEG. Необработанные файлы являются не только 12-битными или 14-битными, но и фактическими значениями яркости, собранными датчиком изображения.

Из этого ответа на фильтр для разделения RGB и его влияние на изображение :

Необработанные файлы на самом деле не хранят цвета на пиксель. Они хранят только одно значение яркости на пиксель.

Это правда, что с маской Байера над каждым пикселем свет фильтруется красным, зеленым или синим фильтром над каждым пикселем. Но нет жесткой границы, при которой только зеленый свет проходит к пикселю, отфильтрованному зеленым, или только красный свет проходит к пикселю, отфильтрованному красным. Есть много совпадений. Через зеленый фильтр проходит много красного и немного синего света. Через красный фильтр проходит много зеленого и даже немного синего света, а некоторое количество красного и зеленого света записывается пикселями, отфильтрованными синим цветом.

Поскольку необработанный файл представляет собой набор отдельных значений яркости для каждого пикселя на датчике, в необработанном файле нет фактической информации о цвете. Цвет получается путем сравнения соседних пикселей, отфильтрованных по одному из трех цветов с помощью маски Байера. Но точно так же, как установка красного фильтра перед объективом при съемке на черно-белую пленку не приводит к получению монохроматической красной фотографии, маска Байера перед монохроматическими пикселями также не создает цвет. Что он делает, так это изменяет тональное значение (насколько ярким или темным записывается значение яркости определенного цвета) различных цветов в разной степени. Когда тональные значения (интенсивность серого) соседних пикселей, отфильтрованных для трех разных цветов, используемых в маске Байера, сравниваются, цвета могут быть интерполированы из этой информации. Это процесс, который мы называемдемозаика .

Идея о том, что вы можете просматривать необработанные файлы изображений любым способом «без применения какого-либо редактирования», является мифом .

Каждый раз, когда вы открываете файл необработанного изображения с помощью приложения для просмотра его как изображения на мониторе, к необработанным данным применяются настройки разработки. Если вы не укажете конкретные параметры разработки, LR будет использовать свои собственные параметры по умолчанию. Не существует такой вещи, как необработанный файл «прямо из камеры», который выглядит так, как мы ожидаем.

Вот как выглядит необработанный демозаичный файл (правильно экспонированной сцены) с линейными значениями, записанными датчиком, без коррекции и преобразованными в jpeg:

введите описание изображения здесь

Вот эскиз предварительного просмотра изображения, сгенерированный алгоритмом необработанного преобразования камеры, встроенным в тот же необработанный файл:

введите описание изображения здесь

Каждый раз, когда вы открываете необработанный файл и просматриваете его на своем экране, вы не просматриваете «НЕОБРАБОТАННЫЙ файл». ¹ Вы просматриваете одну из почти бесчисленного множества возможных интерпретаций данных в необработанном файле. Сами необработанные данные содержат одно (монохромное) значение яркости, измеренное каждой лункой пикселя. В сенсорах камеры с маской Байера (подавляющее большинство цветных цифровых камер используют фильтры Байера) каждый пиксель имеет перед собой цветной фильтр, который может быть «красным», «зеленым» или «синим» (фактические «цвета» изображения). фильтры в большинстве масок Байера варьируются от слегка желтовато-зеленого до оранжево-желтого для «красного», слегка желто-зеленого для «зеленого» и слегка фиолетово-синего для «синего».эти цвета более или менее соответствуют центру чувствительности трех типов колбочек в нашей сетчатке ). Для более полного обсуждения того, как мы получаем информацию о цвете из отдельных значений яркости, измеренных в каждом пикселе, см. Файлы RAW хранят 3 цвета на пиксель или только один?

Когда вы изменяете баланс белого, контрастность или многие другие параметры необработанного файла, вы не вносите изменения в 8-битную интерпретацию необработанного файла, который вы видите на экране, вы вносите изменения в то, как линейный 14-битный битовые монохроматические необработанные данные интерпретируются и затем отображаются на вашем экране с обновленным балансом белого, контрастом или другим параметром.То есть вы используете все преимущества тех 16 384 дискретных монохроматических линейных шагов, которые содержит необработанный файл для каждого пикселя, а не 256 дискретных шагов с гамма-коррекцией в трех цветовых каналах для каждого пикселя, которые вы видите на своем 8-битном экране как представление этого необработанного файла. Вы также используете всю другую информацию, содержащуюся в необработанных данных изображения, включая такие вещи, как замаскированные пиксели и другую информацию, которая отбрасывается при преобразовании файла в 8-битный формат для отображения на экране.

То, как будет выглядеть изображение, которое вы видите на своем мониторе при открытии необработанного файла, определяется тем, как приложение, которое вы использовали для открытия файла, интерпретирует необработанные данные в файле для создания видимого изображения. Но это не «единственный» способ отобразить «исходный необработанный файл». Просто ваше приложение — или камера, создавшая предварительный просмотр в формате jpeg, прикрепленный к необработанному файлу, — обработала информацию в необработанном файле, чтобы отобразить ее на вашем экране.

Каждое приложение имеет собственный набор параметров по умолчанию, которые определяют, как обрабатываются необработанные данные. Одним из наиболее важных параметров является то, как выбирается баланс белого , который используется для преобразования необработанных данных. Большинство приложений имеют множество различных наборов параметров, которые может выбирать пользователь, который затем может свободно изменять отдельные настройки в наборе инструкций, используемых для первоначальной интерпретации данных в необработанном файле. Многие приложения будут использовать множители баланса белого/цветового канала, оцененные камерой (при использовании AWB в камере) или введенные пользователем (при использовании коррекции CT + WB в камере) во время съемки фотографии. Но это не единственный допустимый баланс белого, который можно использовать для интерпретации необработанных данных.

В 14-битном необработанном файле имеется 16 384 дискретных значения от 0 (чисто черный) до 1 (чисто белый). Это позволяет очень маленькие шаги между каждым значением. Но это монохромные значения яркости. Когда данные подвергаются демозаике, применяются гамма-кривые и выполняется преобразование в определенное цветовое пространство, к этим 14-битным значениям обычно применяются множители преобразования WB. Последним шагом в этом процессе является переназначение полученных значений до 8 бит перед сжатием файлов с потерями. 8-битные позволяют только 256 дискретных значений от 0 (чисто черный) до 1 (чисто белый). Таким образом, каждый шаг между значениями в 64 раза больше, чем с 14-битными.

После того, как мы использовали необработанные данные для создания одной из возможных интерпретаций этих данных и сохранили их как 8-битный JPEG, большая часть информации в исходном необработанном файле не сохраняется в JPEG. В формате JPEG сохраняется только информация, необходимая для создания нашей единой интерпретации необработанных данных! Если все, что у нас есть, это JPEG, то абсолютно невозможно восстановить всю остальную информацию, которая содержалась в необработанном файле. Почти все решения, которые мы (или автоматические процедуры нашей камеры) использовали для обработки огромного количества информации, содержащейся в необработанных данных, «запечены» и необратимы.

Если, например, мы затем попытаемся изменить баланс белого с помощью этих гораздо более точных градаций, области, которые мы пытаемся расширить, продвинут каждый из шагов в данных, которые мы используем, дальше, чем один шаг в результирующем файле. Таким образом, градации в этих областях становятся еще более грубыми. Области, которые мы сжимаем, помещают каждый из этих шагов в меньшее пространство, чем один шаг в результирующем файле. Но затем все эти шаги перестраиваются, чтобы соответствовать градации из 256 шагов между «0» и «1». Это часто приводит к полосатости или постеризации вместо плавных переходов.

¹ См. раздел: Почему мои изображения RAW уже цветные, если дебайеризация еще не выполнена?

Примеры

Как говорится, «достоинство пудинга во вкусе».

Ниже приведены некоторые примеры изображений, снятых в сложных условиях, которые выиграли от повышенной гибкости, которую обеспечивает необработанная обработка.

Концерт/Театр

Театральная/концертная фотография — одна из самых сложных, как с точки зрения использования оборудования, которое вы используете, до предела его возможностей, так и с точки зрения требований к каждому навыку и опыту, которые у вас могут быть как у фотографа.

Фотография – это искусство запечатления света. На большинстве концертов не так много света для захвата, а тот свет, который можно запечатлеть, быстро меняется, и объекты обычно очень оживлены. Таким образом, традиционное решение проблемы с недостаточным освещением (более длительная выдержка с использованием штатива для фиксации камеры) не работает, потому что никто на сцене не останавливается на 10-15 секунд, пока вы делаете снимок. Традиционное решение для захвата движения (более короткая выдержка) обычно не работает, потому что недостаточно света для получения хорошего изображения на маленьком сенсоре с узкой апертурой. В конце концов, вы должны как можно лучше сбалансировать эти два фактора И использовать оборудование, которое позволит вам захватить как можно больше скудного света, присутствующего в сцене, за максимально короткое время. Это означает светосильные объективы (широкие апертуры), сенсоры большего размера,

Из-за природы освещения с неполным спектром, используемого на многих концертах, постобработка является необходимым шагом для получения оптимальных результатов. Хотя вы можете использовать пользовательский баланс белого и/или коррекцию баланса белого в камере, диапазона регулировки, который они дают вам в камере, очень часто недостаточно, чтобы полностью компенсировать недостатки освещения.

Съемка в формате JPEG прямо из камеры при сложном светодиодном сценическом освещении, которое сейчас довольно часто встречается в небольших барах и ночных клубах:

введите описание изображения здесь

Коррекция цвета с помощью инструмента выбора цвета «пипетка», примененного к jpeg:

введите описание изображения здесь

Коррекция цвета с помощью инструмента выбора цвета «пипетка» (в том же месте сцены, что и выше с JPEG), а также простые настройки ползунка контрастности, подсветки, тени и насыщенности, применяемые к необработанным данным изображения:

введите описание изображения здесь

Постобработка необработанных файлов во многих приложениях даст вам больше возможностей для настройки баланса белого, а также предоставит вам возможности инструмента HSL (Hue-Saturation-Luminance), который позволяет вам настраивать каждую из примерно восьми различных цветовых полос независимо от других. Обратите внимание, что баланс белого включает в себя больше, чем просто цветовую температуру . Цветовая температура — это всего лишь одна ось в двухмерном цветовом круге. (Яркость/насыщенность любого конкретного оттенка — это еще и третье измерение). Баланс белого включает настройки по оси Зеленый ←→ Пурпурный, а также настройки цветовой температуры по оси Синий ←→ Янтарный.

Принятый ответ на Как отменить фиолетовое освещение сцены на предметах? охватывает баланс белого для фотографирования сценических выступлений в небольших клубах, которые в наши дни почти исключительно используют светодиодное освещение. В этом ответе на вопрос «Перегоревший синий/красный свет, из-за которого фотографии выглядят не в фокусе», конкретно рассказывается о том, как бороться со светодиодным освещением, когда горят только синие и красные огни, а зеленые огни темны.

Изображение со стандартным «Автоматическим балансом белого» и другими настройками камеры:

введите описание изображения здесь

То же изображение со значительной коррекцией баланса белого, контрастности и HSL:

введите описание изображения здесь
Canon EOS 5D Mark III + EF 50 мм f/1,4

Спорт при тусклом мерцающем освещении

Созданный в камере JPEG:
введите описание изображения здесь

Отредактированный JPEG с использованием вышеупомянутого JPEG в качестве источника:

введите описание изображения здесь

Отредактированный файл CR2 того же изображения:

введите описание изображения здесь

Для получения дополнительной информации о том, как было создано это изображение, в том числе об этапах необработанной обработки данных из необработанного файла, см.: Много шума на моих хоккейных снимках. Что я делаю не так?

Высококонтрастные сцены

Файл RAW с «нейтральной» внутрикамерной обработкой Canon, примененной с помощью Canon Digital Photo Professional (версия 3) . Это в значительной степени идентично тому, как выглядел бы JPEG вне камеры:

введите описание изображения здесь

Тот же файл .CR2 после обширной обработки и тональной компрессии с использованием необработанных данных изображения:

введите описание изображения здесь

Чтобы узнать больше о том, как было создано это изображение, см. этот ответ на вопрос: Как заставить ЖК-дисплей камеры отображать истинные данные RAW в предварительном просмотре JPG и гистограмме?

Освещение с низким индексом цветопередачи

Некоторые формы освещения разрабатываются с учетом энергоэффективности в качестве основного фактора. У них плохой показатель CRI (индекс цветопередачи). Это означает, что, в отличие от большинства естественных источников света, они не излучают широкий спектр видимых длин волн, а излучают только узкий спектр длин волн света.

Три варианта одного изображения. Тот, что слева, представляет собой неотредактированное преобразование необработанного изображения, открытого с настройками по умолчанию. Тот, что в середине, представляет собой преобразование с коррекцией цвета, выполненное с использованием необработанных данных изображения. Тот, что справа, — это попытка цветокоррекции JPEG-версии изображения слева.

введите описание изображения здесь

Подробнее о том, как было создано это изображение, см. в разделе Почему программное обеспечение корректирует баланс белого более точно для файлов RAW, чем для файлов JPEG?


Одна вещь, которая объединяет все эти примеры, заключается в том, что кто-то должен был применить свой опыт для обработки необработанных данных изображения, чтобы получить изображение лучшего качества, чем процедуры автоматической обработки камеры, ручные настройки фотографа, выполненные в камере, или интерпретация по умолчанию. необработанные данные изображения с помощью конвертера необработанных данных, такого как Lightroom, могут быть получены. Это не происходит автоматически, когда необработанный файл изображения открывается в LR очень часто.


Из комментариев:

... необработанные файлы имеют 16-битный формат, как и файлы dng и tiff. Они могут содержать 12 или 14 бит информации в зависимости от используемого процесса АЦП; но это верно только тогда, когда датчик генерирует 12 или 14 бит данных. При высоких значениях ISO датчик может генерировать менее 8 бит данных, и в этом случае формат файла не имеет значения, поскольку даже 8-битный формат jpeg имеет достаточную точность/емкость для его записи. Но что не имеет значения, так это обработка с потерями, которую камера будет применять к jpeg, независимо от того, сколько данных было изначально доступно.

«… но это верно только тогда, когда датчик генерирует 12 или 14 бит данных». На самом фундаментальном уровне (каждое чувство) сенсоры ничего не генерируют. Они генерируют аналоговые напряжения. Между «0» и полной емкостью скважины может быть очень большое количество потенциальных напряжений.²

Даже файлы с высоким ISO могут использовать полный диапазон из 16 384 дискретных значений от 0 до 16 383 для численного присвоения значений яркости аналоговому сигналу при его преобразовании в 14-битный цифровой файл. Основные моменты, представленные любым напряжением выше «напряжения затвора», по-прежнему равны «16 383». Из-за применяемого аналогового усиления требуется намного меньше полной мощности скважины, чтобы произвести достаточно аналоговой энергии, чтобы «привязать счетчик», и все, что выше этого, конечно, обрезается. Но всеиз этих напряжений выше порога присваивается одно и то же значение (16 383). Ни одно из других 16 383 значений в диапазоне от 0 до 16 382 не тратится впустую на эти усеченные значения. Просто потому, что может быть 8 Ev или меньше DR в информации между самым темным (самое низкое напряжение) и самым ярким (самое высокое напряжение) после аналогового усиления 64X (шесть ступеней или ISO 6400 для датчика с базовой чувствительностью ISO 100). не означает, что для численного представления этой информации используются только 256 дискретных значений. Все 16 383 дискретных значения по-прежнему доступны при кодировании этих аналоговых напряжений в 14-битные числа.

«... в этом случае формат файла не имеет значения, потому что даже 8-битный формат jpeg имеет достаточную точность / емкость для его записи».

Это понимание также не позволяет понять, что необработанные значения являются линейными монохромными значениями яркости . Если вы растянете только 8 бит (256 дискретных значений) линейной необработанной информации о яркости при применении кривых освещенности для аппроксимации логарифмической (с «плечами» на крайних точках) реакции человеческого зрения, вы получите гораздо более грубые переходы от темного к светлому. чем 8-битный jpeg, который обычно создается путем преобразования в 8-битный и последующего сжатия только после применения демозаики и гамма-кривых к 12-битным или 14-битным числам.

Неважно, сколькими цифрами оно написано и какое усиление применяется для его записи. Если датчик генерирует только 8 ev / бит, вы не можете увеличить точность сверх этого значения.

Опять же, между «1 Ev» и «1 битом» нет такой необходимой прямой связи, как нет прямой связи между «одной остановкой» и «одной зоной» в системе зон Адамса . В этом и заключался весь смысл того, что сделал Адамс: втиснуть более 11 ступеней в 11 зон (0-10 включительно) для высококонтрастных сцен и растянуть менее 11 ступеней до полных 11 зон для низкоконтрастных сцен. Когда мы усиливаем аналоговые напряжения перед их преобразованием в цифровые, мы делаем эквивалент последнего.

Можно представить более 8 стопов DR , используя 8-битный JPEG. Мы делаем это все время. Чтобы сделать это, нам нужно отказаться от более плавных градаций, используя только 256 доступных дискретных чисел (0-255), чтобы уместить больший динамический диапазон в 8-бит.

Это то же самое, что преобразовать 8-битный jpeg в 16-битный файл/пространство или увеличить экспозицию в посте... цифры разные, но больше ничего не изменилось, и нет увеличения точности исходных данных.

Нет, это не так. Гладкие склоны не преобразуются в «ступеньки» до тех пор, пока не произойдет оцифровка. Когда вы усиливаете аналоговую синусоиду, вы не получаете «ступенчатую» картину, вы получаете синусоиду с более крутым наклоном, но это все же непрерывный наклон. Если мы соберем изображение, содержащее плавный диапазон аналоговых напряжений с по крайней мере 16 383 различными равномерно расположенными уровнями между «0» и одной четвертой полной емкости сенсора, когда мы усилим это аналоговое напряжение в 4 раза (две ступени ) у нас все еще есть 16 383 различных равномерно распределенных напряжения, которые в 4 раза сильнее, чем раньше. Наклон между самым низким и самым высоким уровнями не разделяется на дискретные ступени, пока мы не произведем аналого-цифровое преобразование.

Все значения ниже одной четверти полной емкости лунки (FWC) могут быть плавно оцифрованы во все 16 384 значения 14-битного файла, когда аналоговый сигнал усиливается на два шага (4X) по сравнению с исходной чувствительностью датчика. Все значения выше 0,25 FWC будут обрезаны до «16 383». Значения ниже 0,25 FWC можно плавно распределить по всем 16 384 возможным значениям, используя 14 бит.

«На самом фундаментальном уровне (каждое чувство) датчики ничего не генерируют. Они генерируют аналоговые напряжения». И в этом суть... высокие значения ISO используются для компенсации сбора более низких уровней света и создания более низких напряжений. И когда это сделано, становится меньше разницы между минимальным и максимальным напряжением, генерируемым датчиком... Т.е. меньше точность/информация.

Безусловно, при более высоких аналоговых усилениях разница в общем диапазоне яркости меньше, что означает более тонкие градации для каждого значения между «0» и «16 383». Только цифровое усиление уже оцифрованной информации пропустит некоторые значения между «0» и «16 383». Например, если вы увеличиваете необработанное изображение на 2 Ev в цифровом виде, вы умножаете все значения на «4X», и результирующие используемые значения будут 0, 4, 8, 12, 16 и т. д., а неиспользуемые значения будут 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13 и т. д. Аналоговая информация до АЦП не страдает от этого ограничения.В пределах диапазона напряжений, не превышающих предел системы, меньшие различия в напряжении с предварительным усилением могут быть назначены каждому из 16 383 «шагов» оцифрованных значений. Все значения от «0» до «16 383» по-прежнему возможны даже после того, как аналоговый сигнал был усилен в 4 раза по базовому ISO. Просто все, что превышает одну четвертую полной емкости до усиления, будет выше максимального порога напряжения и будет одинаково обрезано.

Самая большая проблема при этом заключается в том, что весь «дробовой шум» (распределение Пуассона) и в основном связанный с температурой «шум считывания» в аналоговых напряжениях, считываемых датчиком, также усиливаются, поэтому, когда мы начинаем обрабатывать его в цифровом виде, мы склонны поднимите уровень шума, отсекая все, что ниже более высокого значения, как «черное». (Мы обрезаем хороший бит, даже при базовом ISO, но мы склонны срезать больше по мере увеличения аналогового усиления.) Но это не означает, что мы должны это делать. Информация все еще находится в оцифрованных числах нашего 14-битного файла.

Неважно, какое число используется для описания значения... и все значения относительны. Т.е. я могу использовать линейку с шагом 1/32 или 1/4, но если я измеряю 1/1, это не имеет значения.

И существует прямая связь между 1 битом и 1 EV... оцифрованное значение должно быть в 2 раза больше предыдущего, чтобы оно отображало/записывало разницу в 1 стоп/EV.

Между битами и Ev нет прямой связи, пока вы не оцифруете вещи в биты!

Приращения на вашей линейке не создают дискретных шагов до оцифровки! Вы можете измерить любое количество объектов любой (теоретически бесконечной) длины от 1/2 дюйма до 17/32 дюйма. Все объекты попадут между двумя отметками на линейке и будут записаны (оцифрованы) под одним и тем же номером. Если вы увеличите объекты в 4 раза, прежде чем измерять их, длина объектов между 1/2 дюйма и 17/32 дюйма при увеличении в 4 раза будет варьироваться от 2 дюймов до 2 1/8 дюйма (2 4/32 дюйма). Шаг 1/32 дюйма после увеличения (аналоговое усиление) позволяет записывать четыре дискретных значения в диапазоне от 2 до 2 1/8 дюйма вместо одного.

Теперь будет четыре дискретных значения увеличенного объекта между 2" и 2 1/8" с шагом 1/32", тогда как раньше было только одно дискретное значение между 1/2" и 7/32".

² Например, камера Canon EOS 1D X Mark II имеет полную емкость 103 999 e- . Поскольку каждое увеличение на один электрон, зарегистрированное датчиком, будет давать соответствующее увеличение напряжения, это означает, что такой датчик может иметь 103 999 различных уровней напряжения для каждого датчика при базовом ISO. Это в 6 раз больше, чем 16 384 дискретных значения, возможных для 14-битного цифрового числового значения. Таким образом, только при усилении более чем в 6,34 раза было бы потенциально невозможно иметь усиленное напряжение для каждого дискретного значения.между 0-16 383, когда аналоговые напряжения оцифровываются. Это 2,67 ступени или 640 единиц ISO для датчика с базовым значением ISO 100. 103 999 возможных различных уровней напряжения в 406 раз превышают количество дискретных значений, возможных для 8-битного цифрового числового значения. Коэффициент 406X равен 8,67 стопа (2^8,6666=406). Это соответствует ISO 40 960, прежде чем разница в один электрон теоретически равна одному дискретному шагу с 8-битным оцифрованным числовым значением!

Такой развернутый ответ. Это отвечает на то, что мне действительно нужно было знать о файлах RAW, и немного больше о преобразовании в экраны. Не могу проголосовать из-за представителя. Я вернусь к вопросу, как только у меня будет право голоса.
Просто чтобы уточнить... необработанные файлы имеют 16-битный формат, как и файлы dng и tiff. Они могут содержать 12 или 14 бит информации в зависимости от используемого процесса АЦП; но это верно только тогда, когда датчик генерирует 12 или 14 бит данных. При высоких значениях ISO датчик может генерировать менее 8 бит данных, и в этом случае формат файла не имеет значения, поскольку даже 8-битный формат jpeg имеет достаточную точность/емкость для его записи. Но что не имеет значения, так это обработка с потерями, которую камера будет применять к jpeg, независимо от того, сколько данных было изначально доступно.
@StevenKersting Даже файлы с высоким ISO используют диапазон от 0 до 16 383 для численного присвоения значений яркости 14-битному файлу. Полностью насыщенные блики по-прежнему равны «16 383». Из-за аналогового усиления требуется гораздо меньше, чем полная мощность скважины, чтобы произвести достаточно аналоговой энергии, чтобы «привязать счетчик», и все, что выше этого, обрезается. Тот факт, что в информации между самым темным и самым ярким может быть 8 Ev или меньше DR, не означает, что для численного представления этой информации используется только диапазон от 0 до 255.
Не говоря уже о том, что ваш чрезмерно упрощенный комментарий полностью игнорирует тот факт, что необработанные файлы представляют собой единственное линейное монохромное значение яркости на сенсор, а не трихроматические значения RGB на пиксель после демозаики, которые обычно корректируются с использованием гамма-кривых.
«… но это верно только тогда, когда датчик генерирует 12 или 14 бит данных». На самом фундаментальном уровне (каждое чувство) сенсоры ничего не генерируют. Они генерируют аналоговые напряжения.
Неважно, сколькими цифрами оно написано и какое усиление применяется для его записи. Если датчик генерирует только 8 ev / бит, вы не можете увеличить точность сверх этого значения. Это то же самое, что преобразовать 8-битный jpeg в 16-битный файл/пространство или увеличить экспозицию в посте... цифры разные, но больше ничего не изменилось, и нет увеличения точности исходных данных. FWIW, я упоминал, что преобразование jpeg с потерями в камере всегда имело большое значение ...
«На самом фундаментальном уровне (каждое чувство) датчики ничего не генерируют. Они генерируют аналоговые напряжения». И в этом суть... высокие значения ISO используются для компенсации сбора более низких уровней света и создания более низких напряжений. И когда это сделано, становится меньше разницы между минимальным и максимальным напряжением, генерируемым датчиком... Т.е. меньше точность/информация.
Разница меньше, что означает более тонкие градации между «0» и «16 383». Только цифровое усиление уже оцифрованной информации пропускает каждое значение между «0» и «16 383». Так, например, если вы увеличиваете необработанное изображение на 2 Ev в цифровом виде, вы умножаете все значения на «4», и используемые значения будут равны 0, 4, 8, 12, 16 и т. д., а неиспользуемые значения будут равны 1. , 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13 и т. д. Аналоговая информация до АЦП не страдает от этого ограничения. Все значения от «0» до «16 383» по-прежнему возможны даже после того, как аналоговый сигнал был усилен в 4 раза по базовому ISO.
Прямой связи между «1 Ev» и «1 битом» не больше, чем прямой связи между «одной остановкой» и «одной зоной» в системе Адамса. В этом и заключался весь смысл того, что сделал Адамс: втиснуть более 11 ступеней в 11 зон (0-10 включительно) для высококонтрастных сцен и растянуть менее 11 ступеней до полных 11 зон для низкоконтрастных сцен.
Вы теряете DR только с более высокими аналоговыми усилениями, потому что дробовой шум и (в основном генерируемый тепловым воздействием) шум считывания, генерируемый датчиком, также усиливаются. Если вы подождете, пока не пройдет АЦП, вы также усилите шум «темной энергии», создаваемый схемой между датчиком и АЦП. Но вы НЕ теряете потенциал для 16 384 дискретных значений, даже если датчик не находится в базовом усилении, если ваш АЦП использует 14-битное кодирование во время аналого-цифрового преобразования.
Неважно, какое число используется для описания значения... и все значения относительны. Т.е. я могу использовать линейку с шагом 1/32 или 1/4, но если я измеряю 1/1, это не имеет значения. То, что вы говорите, относится ко всей экспозиции в соответствии с правильной теорией ... но если экспозиция будет восстановлена ​​​​(вытянута влево), тогда эти значения будут переписаны со значениями, подходящими для вывода. То есть единственное реальное преимущество ETTR состоит в том, чтобы генерировать максимальный сигнал датчика/насыщенность (т.е. без использования ISO)... преимущество на самом деле не в значениях, используемых для его записи.
И существует прямая связь между 1 битом и 1 EV... оцифрованное значение должно быть в 2 раза больше предыдущего, чтобы оно отображало/записывало разницу в 1 стоп/EV. Большинство камер выигрывают от аналогового усиления, потому что оно поднимает генерируемый датчиком сигнал (и шум) выше уровня фонового шума. Камеры с очень низким фоновым шумом не выигрывают от аналогового усиления (т.е. инварианта ISO). Никаких "выгод" камеры от цифрового усиления (пост АЦП).
@StevenKersting Кто вообще что-нибудь сказал о ETTR? Приращения на вашей линейке не создают дискретных шагов до оцифровки! Вы можете измерить объект любого (теоретически бесконечного) числа длин между 1/2 дюйма и 17/32 дюйма. Объект упадет между двумя отметками на линейке. Если вы увеличите объект в 4 раза, прежде чем измерять его, разница между 2 дюймами и 2 1/32 дюйма будет составлять 1/4 разницы между 1/2 и 17/32 до увеличения! Длины от 1/2 до 17/32 при увеличении в 4 раза будут варьироваться от 2 до 2 1/8 (2 4/32).
Теперь будет четыре дискретных значения увеличенного объекта между 2 и 2 1/8 с шагом 1/32, тогда как раньше было только одно дискретное значение между 1/2 и 7/32. Между битами и Ev нет прямой зависимости 1:1, пока вы не оцифруете вещи в биты!
Ссылка на ETTR просто для того, чтобы объяснить, что единственное, что имеет значение, это то, что датчик генерирует изначально... разница между D-min и D-max. Вопрос и каждый ответ были связаны с битовой глубиной... т.е. после оцифровки, и это напрямую связано с EV/DR, генерируемыми датчиком .
Возьмем датчик, который генерирует очень низкие напряжения из-за того, что собирает очень мало света (высокий ISO). Разница в напряжении/генерируемом сигнале может составлять всего 8 ступеней (от D-min до D-max). Вы можете взять любые два, которые находятся на расстоянии одной ступени друг от друга, и записать их как 128/256, или вы можете усилить их и записать как 8192/16383, это не будет иметь никакого значения. Использование усиления/разрядности не обеспечивает большей точности и не создает значений, которых не было. Если 8 бит недостаточно, это потому, что датчик генерирует более 8 бит данных для начала.
Существует почти бесконечное количество аналоговых значений, которые могут быть сгенерированы между D-min («0») и D-max («1») перед оцифровкой. Дело не в двух значениях, отстоящих ровно на одну остановку. Речь идет обо всех аналоговых значениях, которые находятся между ними. Все они должны быть объединены всего в 128 шагов между 128 и 256, но их можно распределить на 8 192 шага между 8 192 и 16 383.
Если датчик генерирует больше значений, то он генерирует больше, чем «8 бит». Когда он генерирует только 8 бит/стоп, нет больше значений для измерения/записи. Т.е. "линейке" нужно только совпадать... использование линейки с более мелкими шагами не создает дополнительных промежуточных значений, это только ненужная передискретизация. Усиление сгенерированного 8 ступеней/бит не может создать 16-битное изображение больше, чем преобразование jpeg в 16-битный файл/пространство.
DXO (или Bill Claff/PhotonstoPhotos.net, если хотите) показывает, что многие датчики камер (все) генерируют менее 14 бит/стоп при более высоких значениях ISO... и это при использовании 14-битного АЦП. Если то, что вы говорите, было правдой, то камера/датчик всегда будут выдавать 14 бит/стоп при использовании 14-битного АЦП, а их просто нет.
«Если датчик генерирует больше значений, то он генерирует больше, чем «8 бит». Точно! Аналоговые напряжения не являются 8-битными или 14-битными. До этого может быть намного больше, чем 16 384 различных аналоговых значений напряжения от датчика. информация оцифровывается в 14-разрядные (или 8-разрядные). Canon 1D X Mark II, например, имеет полную емкость 104 тыс. электронов. Это 104 тыс. различных возможных напряжений от каждого сенсора. Если вам нужна линейка, которая может различать между каждым из этих напряжений вам нужна линейка с разрешением не менее 17 бит.
«DXO (или Bill Claff/PhotonstoPhotos.net, если хотите) показывает, что многие датчики камер (все) генерируют менее 14 бит/стоп при более высоких значениях ISO». Они говорят об информации после АЦП, а не об информации, содержащейся в аналоговых напряжениях до АЦП.
Как мы уже говорили в предыдущих ответах на комментарии, увеличенное усиление действительно уменьшает максимальное количество битов, необходимых для выражения всех возможных напряжений ниже ограничения. Для 1D X Mark II точка, в которой 14-битные файлы будут содержать не больше информации, чем 8-битные файлы, составляет ISO 40 960. При любом усилении ниже этого 14-битное преобразование аналоговых напряжений будет содержать больше информации, чем 8-битное преобразование тех же аналоговых напряжений.

Датчик вашей камеры измеряет свет на 12 или 14 битах, что означает 4000 или 16000 различных уровней. В 8-битном режиме у вас всего 256 различных уровней. Поэтому, когда вы сохраняете изображение в формате JPEG (8 бит/канал), вы отбрасываете некоторую информацию. Конечно, некоторые из них не будут иметь большого значения, а некоторые будут в основном шумом. Но на практике:

  • Редактирование изображения JPEG быстро приводит к потере цвета (полосатость и т. д.)(*)
  • Имея необработанные данные, вы можете попробовать несколько алгоритмов и настроек, чтобы выбрать последние 8 бит, которые войдут в JPEG, которым вы делитесь... JPEG с камеры — это лишь один из многих возможных результатов.

Лично я обычно держу камеру в режиме RAW+JPEG.

  • Очень часто RAW используется только для того, чтобы прикрыть мою заднюю часть (неправильная настройка цветовой температуры...), а для многих вещей вполне достаточно JPEG с камеры (особенно если вы можете настроить параметры JPEG камеры).
  • Иногда условия освещения затрудняют работу камеры, и я могу делать работу лучше, чем камера (ночная съемка, например) (но я остаюсь скромным, инженеры Canon знают свою работу лучше, чем я).
  • Иногда изображение стоит того, чтобы потратить на него время, и я беру файл RAW, чтобы попытаться извлечь из него максимум пользы.

(*) Каждый раз, когда вы выполняете некоторую глобальную настройку (цветовой баланс, яркость, контрастность...), вы сопоставляете диапазон входных значений с диапазоном выходных значений с тем же диапазоном. С помощью JPEG вы сопоставляете 256 значений с другим набором из 256 значений. Существует дополнительное ограничение: наибольшее из двух входных значений должно иметь наибольшее выходное значение (если вы используете кривые, это означает, что кривая должна увеличиваться слева направо...). Теперь предположим, что вы хотите немного увеличить яркость: уровень 128 становится уровнем 132. Для этого вы сжимаете значения 128-255 в 132-255 (таким образом, где-то четыре входных значения отображаются на один и тот же выход). На другом конце диапазона значения 0-127 отображаются в 0-131. Но вы не получаете 132 различных значения... у вас все еще есть 128 различных значений, а 4 значения не используются. Итак, вы потеряли 4 уровня, 2% ассортимента. И это была довольно небольшая коррекция, сделанная всего один раз. Конечно, это относится и к необработанным данным, но когда вы конвертируете все это в 8-битные данные для отображения, этого не видно.

Я знаком с RGB и CMYK, где каждый слой представлен 8 битами. Какую дополнительную информацию содержит 12- или 14-битный RAW?
Я предположил, что сжатие JPEG использует DCT и кодирование длин серий для создания изображений с меньшим пространством и не сохраняет значения RGB напрямую.
Необработанные данные содержат данные из мозаики Байера , а не пиксели на данный момент. Каким бы ни был метод сжатия, идея JPG заключается в том, чтобы хранить изображение, закодированное как 8-битный RGB. Лучший сайт для RawTherapee здесь .
Необработанные данные изображения @nightgaunt содержат одно значение яркости для каждого сенсора (a/k/a фотосайт, пиксельная лунка и т. д.) на сенсоре. Вот и все — одно число, описывающее, сколько световой энергии попало в это одно чувство во время экспозиции. Затем эта информация должна быть преобразована в демозаику, чтобы получить информацию о цвете, которая дает три 8-битных числа на пиксель: одно для R, одно для G и одно для B.

JPEG — это формат, использующий сжатие с потерями в зависимости от физических и перцептивных ограничений человеческого зрения. Он отбрасывает информацию, которую считает менее актуальной, чем некоторый фиксированный или переменный порог. Это нормально, если вы просто просматриваете изображение. Однако, если вы попытаетесь улучшить его, потому что некоторые вещи нуждаются в исправлении или удалении, JPEG, возможно, уже отреагировал на оценку, что такие вещи останутся такими, какие они есть. Например, если у вас есть что-то в полутенях, что вам нужно сделать более заметным, чтобы сделать фотографию хорошей, JPEG мог уже решить, что, поскольку детали находятся в полутенях, он может отбросить мелкие детали.

Всякий раз, когда вам нужно исправить какое-то изображение, потому что оно не служит своей цели, JPEG, возможно, уже выбросил то, что вам нужно, чтобы заставить его служить своей цели. Если есть что-то важное, что слегка нерезкое, вы можете повысить резкость за счет некоторого шума, пропорционального шуму оцифровки. Если сжатие JPEG решило сгладить расфокусированную область до одного цвета, повышение резкости больше невозможно.

Таким образом, в основном сжатие JPEG имеет смысл только в том случае, если следующим шагом является получение удовольствия человеком-зрителем, и вы можете отбросить информацию, которую зритель-человек вряд ли заметит. Когда следующим шагом является алгоритмическая обработка, предположения, которые делает сжатие JPEG для отбрасывания информации, не соответствуют использованию фотографии.

Изображение RAW — это необработанные данные датчика, которые фиксирует датчик, обычно 12 или 14 бит на пиксель.

Основываясь на необработанных данных датчика, камере требуется чрезвычайно ограниченный процессор и сильно ограниченное время обработки для создания JPG с 8 битами на пиксель и сжатием с потерями. Сжатие с потерями не подходит для редактирования, 8 бит на пиксель теряют некоторый динамический диапазон, а ограниченный процессор и время обработки означают, что только очень быстро работающий алгоритм может использоваться, например, для демозаики, шумоподавления и т. д.

Выбирая RAW, вы выбираете лучший динамический диапазон (12 или 14 бит), более мощный компьютер с меньшими ограничениями по доступному времени обработки (поэтому можно использовать лучшие, но более медленные алгоритмы, например, для демозаики, шумоподавления и т. д.), и вы можете сами контролировать степень сжатия с потерями в JPG. Очевидно, что JPG следует сохранять только после того, как вы выполнили все необходимые действия по редактированию изображения.

Получили неправильную экспозицию? Это поправимо. Слишком много шума из-за высоких значений ISO? Запустите профилированный алгоритм шумоподавления на изображении. Вы даже можете настроить цветовые кривые, чтобы 8 бит представляли более широкий динамический диапазон, чем обычно, сделав кривую нелинейной.

Если компьютеры улучшатся благодаря закону Мура, в будущем вы сможете извлечь больше деталей из RAW-изображений, снятых десятки лет назад.

RAW не теряет данные. JPG теряет много данных. Чем меньше потерянных данных, тем лучше. Следовательно, RAW лучше.

RAW содержит всю информацию, которую выводит ваш цензор, jpeg - это файл, созданный вашей камерой, который берет всю информацию от цензора и использует его стандартные алгоритмы для рендеринга jpeg, выгружая все данные, которые он не использует для создания jpeg.

Таким образом, JPEG теряет способность к восстановлению теней и бликов.

Кроме того, RAW может подвергаться значительной цветокоррекции без потери качества (тональности и/или шума).

Недостатками являются размер примерно в 3 раза по сравнению с jpeg и тот факт, что вы не можете поделиться им. Вы должны открыть его с помощью программы редактирования необработанных данных, такой как Photoshop, Lightroom, Capture 1 и т. Д., И экспортировать свой JPEG с применением или без применения изменений к RAW.

Если вы не уверены в своих навыках редактирования или не уверены, что у вас будет время снимать в формате RAW + jpeg, я предлагаю вам начать снимать в формате RAW и учиться редактированию. Это поможет вам улучшить в целом, а также сделать ваши фотографии лучше и профессиональнее.

Надеюсь, я помог. Джон.