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RAW原始文件格式的原理和优缺点(raw原始文件格式的原理和优缺点分析)

RAW文件格式是数码摄影的原始信息文件,它包含着直接来自数码相机传感器的原封不动的"原始"像素信息。RAW 文件格式未经过处理,因此每个像素位置包含一个红色、绿色或蓝色值。普通的数码相机(不具备RAW格式的低端数码相机)通常在拍摄后将此RAW文件经过处理转换为全彩色 JPEG 或 TIFF 图像文件,并将转换后的文件存储在存储卡中。数码相机在处理转换RAW 文件时会根据相机设定的条件,做出多种自动的决策然后舍弃绝大部分设定条件以外的信息,最后成为我们可以看到的JPG或TIFF图像文件。


RAW 文件一般需要通过几个步骤调整转换才能成为最终的 JPEG 或 TIFF 图像,每个步骤可能包含几个不可逆的图像调整过程。

RAW 文件的一个关键优势是,它允许摄影师在拍摄完图片后的任何时间内,进行调整处理转换这种RAW格式文件为JPG或TIFF文件。 使摄影师能够更灵活地以后应用这些调整,从而选择认为最适合的参数对应每个图像。下图说明了调整顺序:

上面的图像包括了以下的流程:

原始图像---反拜耳处理---白平衡处理---调整色调曲线对比度---调整颜色饱---锐化处理---转换为 8 位和 JPEG 压缩

具体说明:

将拜耳数据解释并转换为每个像素具有所有三种颜色的图像,并在同一步骤中进行。 拜耳阵列使第一个图像看起来比其他两个图像更像素化。

人的眼睛对光的亮度的感知呈现对数级的差异,当光强度翻了2倍时,而人的眼睛往往只认为光量大约才刚刚亮了一倍。而数码相机则是以线性方式记录光度的差异 - 光强度的两倍,所以相机传感器记录的是两倍亮度差异,而非人眼认为的一倍差异。这就是为什么上面的第一个和第二个图像看起来比第三个要暗得多。为了使数码相机中记录的数字符合人眼的感知显示出来,需要应用曲线调整,将亮度变化按照人眼对数的感知方式呈现出来。

颜色饱和度和对比度也可以调整,具体取决于相机内的设置。然后对图像进行锐化,以抵消在第二个图像中因反拜耳计算后引起的图像柔化。最后将高位色深的RAW 图像在相机中将其自动转换为每个通道 8 位,压缩为 JPEG文件。而在此步骤之前RAW 图像信息则暂存在数码相机的内存缓冲区中。

与数码相机自动转换成JPG图像相比,而在后期把RAW文件在计算机上执行 转换有以下一些优点。

上面图片说明了RAW转化是一个多参数的取舍决策步骤。因此,大多数数码相机都采取质量折中的捷径,在合理的时间内将 RAW 文件转换为 TIFF 或 JPEG。在后期计算机上执行RAW转换则可实现最佳取舍,同时电脑的处理能力是数码相机的很多倍。更好的算法可以通过产生更高的分辨率、更少的噪音、更高的色彩精度和更少的摩尔度,可以从RAW格式中转换出更多的有价值信息到JPG文件中。总体来说电脑对RAW转化具有以下的几个优势:

分辨率优势:

上图最上面是相机jpg直接出图的分辨率,中间是相机RAW文件的分辨率,下图是经过电脑处理转化RAW后得出的jpg图像的分辨率。可以看出用电脑对RAW文件的处理,可以获得更高的分辨率

灵活的白平衡

白平衡是调整各种色偏的过程,以照片中显示为白色的对象呈现为白色。虽然JPEG 图像中的色偏也可以在后期处理中进行调整,但代价是位深度和色域丢失。这是因为对JPG进行白平衡处理,实际上是处理了两次:一次在 RAW 转换JPG中,一次在后面对JPG处理中。而RAW 文件设置白平衡,只是处理了一次白平衡,所以不会引起色深和色域的损失。


色彩深度

数码相机往往采用14比特和16比特记录每个颜色通道的精度。比用于 JPEG 图像的每个通道的 8 位(256级色阶 )更精确。大多数当前摄像机以每个颜色通道的 14 位精度( 16384 级色阶)捕获每种颜色,提供比使用相机内 JPEG 实现多几倍的色阶。较高的色彩深度可降低后期调整中出现色彩断层的情况,并增加在选择颜色空间和后期处理时的灵活性。

动态范围和曝光补偿

RAW 文件格式通常比 JPEG 文件提供更多的"动态范围",具体取决于摄像机如何创建其 JPEG。动态范围是指在完全变白或变黑之前,摄像机可以捕获的光到暗范围。由于原始颜色数据尚未使用曲线转换为对数值,因此 RAW 文件的曝光可以稍微调整 - 在拍摄照片后。曝光补偿可以纠正计量错误,或有助于消除丢失的阴影或突出显示细节。

增强锐化

由于 RAW 文件未受访问,因此尚未在摄像机中应用锐化。与演示一样,更好的锐化算法通常更密集处理器。因此,在个人计算机上执行的锐化可以为同等数量的锐化创建较少的光晕伪影(有关锐化伪影的示例,请参阅"使用未锐化蒙版锐化")。

由于锐度取决于图像的预期查看距离,RAW 文件格式还提供了对应用什么类型和锐化程度(给定用途)的更多控制。锐化通常是最后一个后处理步骤,因为它无法撤消,因此具有预先锐化的 JPEG 不是最佳的。


RAW缺点

RAW 文件比类似的 JPEG 文件大得多,因此可以容纳在同一存储卡中的照片更少。

RAW 文件更耗时,因为它们可能需要手动应用每个转换步骤。

RAW 文件通常需要更长的时间才能写入存储卡,因为它们较大,因此大多数数码相机可能无法达到与 JPEG 相同的帧速率。

RAW 文件不能立即给其他人,因为他们需要特定的软件来加载它们,因此可能需要首先将它们转换为 JPEG。

RAW 文件需要功能更强大的计算机,具有更多的临时内存 (RAM)。

其他注意事项

RAW 文件格式的一个问题就是它不是很标准化。每个相机都有自己的专有 RAW 文件格式,因此一个程序可能无法读取所有格式。现在Adobe已经宣布了数字负数(DNG)规范,旨在标准化RARA文件格式。此外,任何能够保存 RAW 文件的相机都应该自带软件来读取这些文件。

许多较新的摄像机可以同时保存 RAW 和 JPEG 图像。这为您提供了即时的最终图像,但保留 RAW"负",以防以后需要更大的灵活性。

总结

那么哪个更好: 原始还是 Jpeg?没有单一的答案,因为这取决于你正在做的摄影类型。在大多数情况下,RAW 文件将提供最佳解决方案,由于其技术优势和大型存储卡成本的降低。RAW 文件给摄影师更多的控制,但有了速度、存储空间和易用性。RAW 的权衡有时不值得体育和新闻摄影师,虽然景观和大多数美术摄影师往往选择 RAW,以最大限度地发挥其数码相机的图像质量潜力。

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