О RAW подробнее

Мне часто задают вопросы, на которые я не могу дать короткий ответ, если отвечать действительно по существу. Вопросы примерно такие:

  • Чем raw лучше jpeg?
  • Если я сделаю снимок в raw и конвертирую его в jpeg в lightroom, будет ли он лучше, чем jpeg сразу с камеры?
  • Почему raw не такой резкий как jpeg?

Теперь всех спрашивающих, я со спокойной совестью буду перенаправлять на эту статью :).

Для начала нам придется слегка познакомится с тем, как устроен сенсор большинства фотокамер или матрица, как его еще называют. Она состоит из большого количества крохотных фоточувствительных элементов регистрирующих количество света, упавшего на них. Эти элементы называют по разному, но мы для простоты будем называть их пикселями. Каждый из них покрыт светофильтром одного из трех цветов RGB — красным, синим или зелёным. В результате, пиксель каждого цвета чувствителен только к “своему” цвету (дополнительную информацию можно получить по запросу “фильтр Байера”).

Во время съемки происходит примерно следующее: с пикселей сенсора считываются показания, усиливаются в соответствии с выбранным ISO, и преобразуются в цифровую информацию, обычно 12-битную, реже 14-битную. Это и есть RAW, сырые данные. То, что в них записано, можно очень упрощенно представить так: пиксель первый хватанул количество света 2015, пиксель второй — 1589 и так далее. Если камера снимает в 14 бит, каждому пикселю, может быть присвоено одно из 16384 значений.  К этому всему идет схемка: этот пиксель синий, этот красный, этот зелёный. Кроме этого, в raw файле еще много чего содержится, но нам это не интересно на данный момент.

Далее, если выбрана съемка в RAW, эти данные просто записываются на карту памяти в специфическом формате, который разработал производитель данной камеры. Например Nikon использует NEF, Canon — CR2 или CRW, Pentax — PEF и так далее. Все эти форматы, это разновидности RAW.

Если же была выбрана съемка в JPEG, эти данные сначала обрабатываются процессором камеры для получения JPEG и только потом этот JPEG записывается на карту. При этой обработке применяются различные преобразования, из которых стоит выделить следующие:

  1. Цветовая интерполяция. Каждый пиксель сенсора камеры имеет информацию только об одном цвете. Изображение состоящее из квадратиков трех цветов с разной яркостью скорее будет похоже на мозаику чем на фотографию. При цветовой интерполяции каждый пиксель становится нормальным, трехцветным. Это происходит путем сбора информации о цвете с соседних пикселей. По английски этот процесс так и называется — demosaicing, что можно коряво перевести как “размозаивание”.
  2. 12 или 14 бит преобразуются в 8 бит, так как JPEG может быть только 8-битным. Эти четыре отбрасываемых бита не так мало, как может показаться. Если 12 бит могут иметь 4096 состояний, то 8 бит имеют только 256, в 16 раз меньше. В RAW файле пиксели не имеют цветовых каналов и информация об одном пикселе занимает только 12 или 14 бит. RAW по сути — монохромный формат. В цветном же 8-битном файле один пиксель имеет три канала, на каждый из которых отведено по 8 бит, то есть информация об одном пикселе занимает 24 бита или 3 байта, что в два раза больше чем в RAW файле. Вот почему даже 8-битный TIFF со сжатием без потерь занимает на диске в два раза больше места чем RAW (многие raw тоже используют сжатие без потерь). 16-битный TIFF со сжатием занимает примерно в 6 раз больше места, чем RAW.
  3. Колориметрческая интерпретация. Красный, синий, зеленый — весьма размытые понятия. Алгоритму нужно знать “сколько вешать в граммах”. От этого зависит правильность цвета всего изображения. Поэтому назначаются точные математические значения для цветов RGB.
  4. Баланс белого. Выставленный вами баланс белого никак не влияет на сенсор. Эта настройка применяется только при преобразовании RAW-JPEG.
  5. Гамма-коррекция. Если ее не делать, изображение будет темным. Человеческий глаз усиливает слабый свет и приглушает интенсивный. Кстати, все наши чувства нелинейны. Сенсор же воспринимает свет абсолютно незамысловато, линейно, сколько получил — столько электричества отдал. Поэтому необходима корректировка, имитирующая восприятие человека.
  6. Шарпенинг. При цветовой интерполяции падает резкость. Алгоритм ищет контрастные границы и усиливает перепад яркостей на них.
  7. Сглаживание
  8. Шумоподавление
  9. Компрессия данных по алгоритму jpeg, обычно с потерями.


Для фотографа основное различие между raw и jpeg состоит в том, что в случае raw все эти преобразования вы делаете после съемки в raw-конвертере используя мощный процессор компьютера, контролируя результат на большом мониторе, а случае jpeg вы выставляете эти параметры в куцем меню камеры перед съемкой. Камера вынуждена обрабатывать фотографии в доли секунды на своем  относительно слабом процессоре. RAW-конвертер может использовать намного более сложные алгоритмы и не быть на столько ограниченным по времени, соответственно вы получаете на выходе лучшее качество.

Кроме того, при съемке вы можете не успеть/забыть выставить все эти параметры правильно, вы можете ошибиться или просто не знать что лучше подойдет, поскольку не видите результат, как при работе в raw-конвертере. Если пытаться изменить что-то из перечисленных параметров в готовом jpeg, в котором масса информации безвозвратно потеряна, это приведет к резкому ухудшению качества изображения. Если же после обработки файл опять сохранить в JPEG, что часто нужно, то произойдет дополнительный отброс информации, при этом на старые дефекты jpeg-сжатия будут наложены новые (статья по этой теме с иллюстрациями).

Такой длинный ответ на первый вопрос, хотя я старался сделать его как можно короче.

Если я сделаю снимок в raw и конвертирую его в jpeg в lightroom, будет ли он лучше, чем jpeg сразу с камеры?

Ответ на второй вопрос вроде бы уже очевиден, но всё зависит от того, как обрабатывать. Процессор камеры, конечно не такой мощный как на компьютере, но над ним ломали головы самые талантливые инженеры, безмерно преданные делу своей компании. Они реально старались заставить его делать такой jpeg, который бы радовал пользователя своей яркостью и красочностью, и не факт, что вы сможете сделать такой же даже в хорошем raw-конвертере. Ваш будет лучше по объективному качеству, но по субъективному — неизвестно.

Однако в случае с ошибкой в настройке камеры при съемке, вы однозначно получите лучший результат при съемке в raw. RAW вам даже простит ошибку в экспозиции в две ступени.

Ответ на третий вопрос вы скорее всего уже уловили: делая шарпенинг в lightroom на jpeg-файле мы усиливаем резкость там, где она уже была усилена, поэтому получается резче, чем на raw. На raw-файле в lightroom по умолчанию уже стоит некоторое значение параметра Sharpening и Nose Reduction. На JPEG все эти слайдеры по умолчанию стоят на ноль, так как всё это уже сделано в камере.

Справедливости ради нужно сказать о недостатках raw:

  • raw занимает больше места, чем jpeg (но меньше, чем tiff). Меньше снимков умещается на карту памяти
  • серийная съемка в raw происходит медленнее, чем в jpeg, поскольку “узкое” место в процессе, это запись на карту памяти
  • raw по разному выглядит в разных конвертерах или даже в разных версиях одного конвертера
  • для просмотра raw нужно специальное программное обеспечение


* Примечание
Научится понимать двоичную систему, ту самую, в которой все эти биты и байты, очень легко. Мы привыкли пользоваться десятичной системой. В ней 10 разрядов, от 0 до 9. В двоичной системе только два разряда: 0 и 1.

Когда в десятичной системе нам не хватает знаков, мы начинаем новый разряд. Подошли к числу 9, знаков больше нет, мы пишем 10. Используя два разряда, мы можем записать уже 100 (10 в квадрате) комбинаций: 99 и 0. По такому же принципу работает и двоичная система, никаких отличий, только знака всего два. “Ноль” в двоичной системе — это 0; 1 — “единица”, тут разницы нет. А вот чтобы записать “два”, уже нужен следующий разряд — 10. В двух разрядах мы имеем уже 4 комбинации в двоичной системе, 2 в квадрате. Дальше пишем “три” — 11, и опять нужен следующий разряд, чтобы записать “четыре” — 100. Для “пять” добавляем единичку в младшем разряде — 101, Для “шесть” добавляем единичку в следующем разряде, то есть “двойку” — 110. Семь будет 111. Итого в трёх разрядах уже 8, или два в кубе, комбинаций (0 и 7). В десятичной системе тысяча комбинаций в трёх разрядах, 10 в кубе.

Двоичная система называется “позиционная система исчисления с основанием 2”, десятичная — “позиционная система исчисления с основанием 10”. Число, обозначаемое цифрой зависит от позиции занимаемой этой цифрой и там и там. Количество комбинаций, при данном количестве разрядов можно подсчитать возводя основание в степень, равную количеству разрядов. (брррр… но, вроде понятно)

Один байт — это восемь бит, восемь разрядов. Он может иметь два в восьмой степени комбинаций — 256. 12 бит имеют 4096 комбинаций и 14 бит — 16384.

Дополнительные возможности:

Поддержать сайт материально
Подписаться на получение уведомлений на E-mail или по RSS
Присоединиться ко мне на твиттере
Добавить этот адрес в
Обсудить на форуме
Livejournal

Реклама

22 ответа на “О RAW подробнее

  1. Очень полезная статья для начинающих.
    Но и не только: у меня есть приятели неплохие фотографы, которые прилично снимают для любительского уровня, но описанное в статье для них стало откровением.
    Мне же поимпонировала ваша манера письменного изложения достаточно сложных понятий.
    Ну а Ваши видеоуроки я всегда смотрю с удовольствием.

    Скажите, а почему такой большой перерыв между статьями: последняя вышла на этом сайте аж в начале октября 2011?

  2. Спасибо за отзыв! Я стараюсь 🙂
    Это только в этой рубрике предыдущая статья была в 2011 году, на сайте предыдущая статья была позавчера. Не так и плохо, для человека, который кроме этого сайта имеет ещё и работу, семью, увлечения и т.п. 🙂

  3. Здравствуйте Кирилл! С огромным удовольствием читаю и смотрю ваши материалы о Лайтруме. Отличная работа! Очень вам благодарен. Но вот эта ваша статья разочаровала. В сети огромное количество статей на эту тему, много статей прекрасно написанных. Когда вы рассказываете о Лайтруме, у вас получается прекрасно: кратко, понятно и в то же время полно. А эта статья ни то, ни се. Если бы ее писал человек, не сделавший так много и так хорошо для популяризации Лайтрума, я бы не стал делать это замечание.

  4. Кирилл, спасибо за пассаж о том, почему в кривых или неопытных руках результат конвертации из RAW в JPEG может получиться хуже, чем JPEG из камеры ;D
    Пригодится мне в дискуссиях с некоторыми знакомыми, которые считают, что им незачем пользоваться съемкой в RAW в своём крутом полу-компакте, потому что они сами не могут повторить результат того жутчайшего «photoshop’а», который делает их камера.

  5. :)) Я ТАК прям не говорил, Alexandra.

    Юрий, я написал статью по своим, чисто практическим интересам, о которых я упомянул в её начале. Написал уж как мог. Спасибо за отзыв.

  6. В первую очередь, Кирилл, спасибо за Вашу работу — я имею ввиду данный сайт, очень много полезной информации.
    Что касается данной статьи, то все достаточно просто и понятно, за исключением описания числовых систем 🙂 Новичкам это будет не совсем понятно,ИМХО конечно.
    Сам постоянно снимаю в RAW, за исключением случаев с известным результатом (съемка школьных фото в околостудийных условиях, один раз выставил параметр и снимай).
    А вот рассказывать чем RAW лучше/хуже/также JPG иногда надоедает. Теперь тоже буду пересылать любопытных сюда 🙂

    Еще раз, Спасибо! Я удовольствием прочитаю новые материалы.

  7. Статья хоошая, но не соглашусь с данным утверждением
    * 9. Компрессия данных по алгоритму jpeg, обычно с потерями.

    А именно со словом — обычно.
    Правильно она будет звучать так
    * 9. Компрессия данных по алгоритму jpeg, всегда с потерями.

    Как проверить, на одном и том же файле
    raw — > jpg 100% качества.
    raw — > 8 бит tif.

    Смотрим в каждом файле количество уникальных цветов…

  8. Кирилл, спасибо большое за статью, для меня многое стало открытием, просто реально было лень почитать техническую литературу о том, как устроена матрица и как она устроена, я представлял примерно, а теперь знаю точно. Просто я давно уже с данным проектом и для меня всегда было приятно читать статьи, потому что видно что они написаны по личному опыту, от души, а не заказные для получения прибыли, человек делится опытом со всеми, и это очень ценно! Поэтому я всегда от начала до конца читаю, вышедшие статьи!

    Спасибо за то, что делитесь своим опытом с другими!

    • Спасибо за отзывы.
      На счет компрессии… Да, правильно. Просто есть я слышал, что есть JPEG 2000, и этот формат вроде как использует сжатие без потерь, но оказалось, он тоже с потерями. Может быть можно настроить и без потерь — не знаю, не изучал тему. Поэтому и вставил «обычно с потерями» 🙂

  9. Честно сказать, я так до сих пор и не понял принцип записи при съёмке, благодаря, которому в RAW можно так «безнаказанно» крутить экспозицию и баланс белого.
    Неужели записываются разные варианты значений для каждого пикселя? т.е. как будто света было большеменьше…
    С шумом и резкостью всё понятно.

    • Нет, конечно записывается один вариант. Баланс белого позволяет крутить то, что raw ещё не прошел цветовую интерполяцию. Экспозицию нельзя прям уж так крутить, только в определённых пределах, впрочем бОльших, чем у несырых файлов. Это позволяет делать большая битность. В общем, это как в кулинарии, трудно в готовой булочке поменять количество изюма, соли т. д. А вот если у вас сырое тесто — всё просто, только нужно немного поработать. Если ваша кухня имеет хорошо оборудована и вы умеете готовить, то получится вкусно!

  10. в моей камере jpeg файлы весят в среднем 5мб, raw файлы по 10мб. А когда я их конвертирую в лайтрум, с максимальными настройками качества, то Jpeg уже весят всего по 2мб, при этом качество их заметно лучше, чем прямые jpeg файлы с камеры. Почему так?

  11. Спасибо, Кирилл, теперь уловил суть. А ведь и правда, изначально же каждый матричный «пиксель» улавливает только один цвет, а смешиваются уже в jpeg-e. Ясно теперь, почему RAW — «монохромный».
    А что за 24bit показывает FastStone в свойствах фото CR2, если камера 550D снимает только 14bit?

    • Наверное faststone показывает битность того, что он показывает, то есть полноцветного 8-битного изображения. 8 бит умножить на три канала, получается 24 бита на пиксель.

    • Дело в том, что у меня на работе все уходили в отпуск, я их заменял и был зело завален делами там — еле успевал на комментарии отвечать. Потом сам уходил в отпуск 🙂 Скоро будут новые материалы на сайте.

  12. Здравствуйте!
    РАВ-файлы в формате NRW,которые я получаю со своей камеры Nikon COOLPIX P7700 видны и доступны к обработке в программе VewNX 2.8.3,но не открываются в программах Lightroom 3.2 и CaptureNX 2.3,даже предпросмотр невозможен.Загрузил кодек NRW кодек Windows,перезагрузил компьютер после установки кодека,но всё так же не могу открывать и обрабатывать файлы формата NRW.Не подскажете пути решения этой проблемы?
    P.S. С NEF файлами от Никона Д90 проблем как не было,так и нет,они даже в ACDSee открываются…

  13. Здравствуйте, Кирилл!! Огромное спасибо за статьи и видео — не могу выделить определённое — Вы просто как палочка-выручалочка для меня — перечитываю и пересматриваю, когда пытаюсь что-то «испечь» до Мишлена мне ох как далеко — всегда открываю ваш сайт! — Спасибо!!! Вопрос не по теме может… Во всяком случае я как-то не нашла… Как можно синхронизировать фотографии, снятые в один день двумя (а иногда и тремя) разными камерами? Обычно на любую прогулку берём я и дочка камеры… Если забыли установить время — капец!! всё перемешивается.. Я пробовала выделять ВСЕ фото с одной камеры, в библиотеке, в метаданных есть изменить дату и время…. Что-то туплю… Важно, какая камера должна быть выделена или нет?? И может надо только по одной из фотографий с каждой камеры выбирать? ПОМОГИТЕ, ПЛИИИЗ!! Или дайте пинок в правильном направлении в ваших уроках..!! СПАСИБО

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s