RAW a inne formaty cyfrowe pliku fotograficznego, ZACHOMIKOWANE#, Doc, FOTO
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
RAW a inne formaty cyfrowe pliku fotograficznego
Spis treści
1. RAW.....................................................................................................................2
2. RAW a TIFF.........................................................................................................2
3. RAW a JPEG........................................................................................................3
4. Straty podczas kompresji......................................................................................4
4.1. Co to jest kompresja stratna?.............................................................................................4
5. Wybór między formatami RAW i JPEG................................................................7
strona 1 / 8
RAW a inne formaty cyfrowe pliku fotograficznego
1. RAW
Format zapisu danych to sposób zakodowania danych w relacji do odczytującego je
oprogramowania. Kiedy włączamy w naszych aparatach cyfrowych tryb RAW, aparat nie
zapisuje fotografii w postaci danych o zdefiniowanym formacie. Mało tego, nie jest
zapisywany nawet obraz. Zapisywane są jedynie informacje o sile światła padającego na
poszczególne elementy światłoczułe matrycy (piksele). Inaczej mówiąc, aparat zapamiętuje
na karcie pamięci informacje o warunkach ekspozycji dla poszczególnych komórek
światłoczułych matrycy. Co może dziwić, wśród tych danych nie ma jakiegokolwiek opisu
koloru sfotografowanej sceny. Zatem zapisując zdjęcie w trybie RAW, otrzymamy surowy
(ang. raw) przekaz danych z matrycy, w który możemy ingerować z niewspółmiernie dużą, w
porównaniu z innymi formatami zapisu, swobodą.
Fotografowanie w trybie RAW gwarantuje najwyższą jakość obrazów, pochodzących
z określonego rodzaju matrycy. Zaznaczam, że obserwując podgląd obrazu na monitorze
aparatu (nawet niezwykle dokładnych, o rozdzielczości HD), nie zauważymy żadnej różnicy
pomiędzy zdjęciem zapisanym jako RAW czy chociażby jako jpg. Dzieje się tak dlatego, że
oprogramowanie aparatu generuje podgląd obrazu na podstawie zapisanych, uogólnionych
algorytmów jasności i informacji o kolorze.
Z formatem RAW jest ściśle połączona idea "ciemni cyfrowej". Surowe dane z
matrycy traktujemy bowiem jak odpowiednik zapisu negatywowego, któremu musimy
dopiero nadać odpowiednią, zrozumiałą dla oprogramowania graficznego, formę, czyli
musimy je wywołać w konwerterze plików RAW. Najprostsze konwertery są zwykle
dostarczane przez producentów aparatów wraz ze sprzętem fotograficznym. Na rynku obecne
są też profesjonalne programy i pluginy do programów, konwertujące zapisy RAW. Są to
m.in Camera Raw i samodzielny program Capture One firmy Phase One.
2. RAW a TIFF
Format TIFF jest bezstratnym formatem zapisu plików bitmapowych, aczkolwiek w
odróżnieniu od formatu RAW, mimo swojej bezstratności, format TIFF zawiera już
strona 2 / 8
RAW a inne formaty cyfrowe pliku fotograficznego
sformatowane informacje o kolorze, balansie bieli i innych warunkach fotografowanej sceny.
W porównaniu z plikiem RAW jest to więc plik o mniejszych możliwościach edycyjnych. W
sensie logicznym format RAW porównałbym do biblioteki formatów TIFF, różniących się
między sobą parametrami koloru, nasycenia, balansu bieli, ostrości i innymi podstawowymi
cechami ekspozycji fotograficznej. Byłoby to zatem wiele plików, podczas gdy format RAW
wystarcza do przeniesienia tych samych możliwości (i zarchiwizowania) jako jeden, znacznie
mniejszy objętościowo, plik.
3. RAW a JPEG
Przy porównywaniu formatów JPEG i RAW po pierwsze należy zwrócić uwagę na ideę
działania pliku RAW. Po zapisaniu zdjęcia w trybie RAW tego zdjęcia de facto jeszcze nie
mamy. Przykładowo dla zawodowych fotoreporterów stanowi to wielkie ograniczenie,
ponieważ w ich pracy liczy się czas. Informacja prasowa żyje niekiedy bardzo krótko i
fotoreporterzy zwykle nie mają czasu na obróbkę plików RAW. W takich sytuacjach
reporterzy wykorzystują wyłącznie skompresowany format JPEG. Niektórzy kompromisowo
zapisują zdjęcia przy zastosowaniu trybu łączonego – RAW+JPEG. Niestety, ilość danych,
zapisywanych na karcie pamięci w takim trybie pracy jest znacznie większa, a zatem znów
pojawia się stricte logistyczny problem zorganizowania wolnej przestrzeni na karcie pamięci.
To są najważniejsze przyczyny, dla których zawodowi fotografowie decydują się na używanie
plików JPEG. Trzeba zaznaczyć, że format JPEG nie oznacza kompletnej straty jakości
fotografii. W wielu wypadkach, plik JPEG, pochodzÄ…cy z profesjonalnej lustrzanki cyfrowej,
jest całkowicie wystarczającym (po drobnym retuszu) materiałem do druku, nawet w dużym
formacie.
Przyjrzyjmy się jednak bardziej technicznej stronie różnic między formatem RAW i JPEG.
Początki formatu JPEG sięgają 1983 r. w organizacji ISO. Trzy lata później zdecydowano o
powołaniu Joint Photographic Experts Group (Połączona Grupa Ekspertów Fotograficznych –
JPEG). W 1991 r. był już gotowy standard kompresji stratnej, na której bazować miał format
JPEG (ISO/IEC IS 10918-1|ITU-T Recommendation T.81). Założono, że mechanizm
strona 3 / 8
RAW a inne formaty cyfrowe pliku fotograficznego
kompresji stratnej będzie działał w dwóch podstawowych trybach: trybie progresywnym i
hierarchicznym.
Tryb progresywny został przewidziany do użycia podczas transmisji danych. W
czasach dominacji łącz modemowych był znacznie bardziej rozpoznawalny. Zdjęcia w
formacie JPEG ładowały się w charakterystyczny sposób – od nieostrego kadru aż do
rozpoznawalnej, dobrej jakości finalnej, załadowanej klatki. Dzisiaj, ze względu na szybkość
transmisji danych, nawet gdy stosuje się metodę progresywną, to po prostu nie jesteśmy w
stanie jej dostrzec.
Tryb hierarchiczny pozwala na zapisanie w jednym pliku szeregu obrazów tego
samego kadru, jednak z tą różnicą, że każdy następny zapisany kadr jest wyższej
rozdzielczości. Warto zaznaczyć, że kadry o wyższej rozdzielczości nie są samodzielnymi
kadrami, ale zapisem wyłącznie różnicy jakości w stosunku do kadru poprzedzającego o
niższej rozdzielczości. Ten sposób pozwala na znaczne zmniejszenie rozmiaru pliku, a także
umożliwia szybki podgląd obrazu bez angażowania mocy obliczeniowej sprzętu
komputerowego.
4. Straty podczas kompresji
4.1. Co to jest kompresja stratna?
Najprościej mówiąc, kompresja stratna jest zmniejszeniem rozmiaru wyjściowego pliku w
połączeniu z bezpowrotną utratą danych, najczęściej zawierających informacje o półtonach
kolorystycznych. Najpierw obraz w przestrzeni RGB konwertowany jest na przestrzeń LAB.
Polega to na tym, że z kanału czerwonego i niebieskiego tworzy się jeden kanał luminacji i 2
chrominancji. Wynika to z tego, że oko ludzkie jest mniej czułe na zmiany bezwzględnych
wartości kolorów, a bardziej dostrzega zmiany jasności i relacji między kolorami. Kolejnym
etapem jest odrzucenie części pikseli kanałów chrominancji. Następnie algorytm kompresji
dzieli obraz na bloki o rozmiarze 8x8 pikseli i na każdym takim bloku wykonuje tzw.
Dyskretną Transformację Kosinusową (DCT). Wartość składających się na blok pikseli jest
strona 4 / 8
RAW a inne formaty cyfrowe pliku fotograficznego
uśredniana do wartości całego bloku. Dodatkowo wprowadzany jest parametr, opisujący
częstotliwość zmian wewnątrz bloku pikseli. Na tym etapie opis pikseli bloków i
częstotliwości zmian jest wyrażony liczbami zmiennoprzecinkowymi. Kolejny etap nazywany
jest kwantyzacją i z liczb zmiennoprzecinkowych tworzone są liczby całkowite. To tu
następuje największa strata danych obrazu. Na koniec stosuje sie dodatkowo inny rodzaj
kompresji danych, powstały jeszcze w latach 50. – tzw. kodowanie Huffmana dla wszystkich
współczynników niezerowych.
Ilustracja 1: Drzewo algorytmu Huffmana
Ilustracja 2: Przykład zmian wartości pikseli po
zastosowaniu Dyskretnej Transformacji Kosinusowej
(DCT)
Jak widać – nawet od matematycznej strony – ilość procesów, które zachodzą w formacie
JPEG jest nieporównywalnie większa niż w formacie RAW, który jest zwykłym ciągiem
strona 5 / 8
[ Pobierz całość w formacie PDF ]