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