In che modo RAW impedisce il "brutto ritaglio digitale"?


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In un'altra risposta, l'utente Ilmari scrive , nel contesto della prevenzione della sovraesposizione:

In generale, consiglierei anche di scattare sempre RAW, sia per catturare meglio l'intera gamma dinamica della fotocamera, sia per evitare il brutto ritaglio digitale delle aree sovraesposte. Per quest'ultimo, aiuta a sottoesporre leggermente i tuoi scatti (diciamo, ...) e quindi sollevare l'esposizione sul tuo computer, ...

In che modo RAW impedisce il ritaglio delle aree sovraesposte?


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Lo scatto in RAW non garantisce l'eliminazione del ritaglio delle luci. Tuttavia, i file RAW contengono tutte le informazioni acquisite dal sensore di immagine, che generalmente include dettagli di evidenziazione oltre a quelli che verrebbero catturati in un'immagine JPEG. Tieni presente che i file RAW in genere hanno 12 o 14 bit di dati tonali per pixel mentre JPEG è limitato a 8 bit, quindi ci sono molti più dati con cui lavorare in un file RAW. Conosco questo di prima mano e mi sono ripreso da momenti salienti troncati in JPEG innumerevoli volte quando tiro su il file RAW in RawTherapee. Vedi anche: photo.stackexchange.com/a/13448
bwDraco

(continua) Diamine, i vantaggi di RAW, inclusa la possibilità di eseguire una riduzione del rumore più efficace e altre post-elaborazioni su un PC dopo l'evento, sono abbastanza significativi da girare sport in RAW + JPEG, anche se riduce drasticamente il buffer profondità! (Il mio datore di lavoro spesso desidera un'immagine JPEG immediatamente utilizzabile per il proprio sito Web subito dopo una partita, e
consegno

Risposte:


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In generale, consiglierei anche di scattare sempre RAW, sia per catturare meglio l'intera gamma dinamica della fotocamera, sia per evitare il brutto ritaglio digitale delle aree sovraesposte. Per quest'ultimo, aiuta a sottoesporre leggermente i tuoi scatti [...] e quindi aumentare l'esposizione sul tuo computer.

OK, sì, stavo diventando un po 'conciso quando l'ho scritto . Vorrei provare a decomprimerlo un po '.

Ovviamente, il semplice passaggio da JPEG a RAW non farà nulla per correggere il clipping da solo. Quello che stavo cercando di suggerire, quando ho scritto il paragrafo sopra, è:

  1. Sottoponendo deliberatamente le tue foto a sufficienza in modo che i punti salienti non si spezzino.

  2. Scatto in RAW, che ha una gamma dinamica più alta rispetto a JPEG, al fine di preservare i dettagli dell'ombra per il passaggio successivo.

  3. Correggere la sottoesposizione nella post-elaborazione, utilizzando un algoritmo che simula le luci morbide "simili a pellicole" anziché il ritaglio digitale. (Credo che qualsiasi processore RAW decente dovrebbe avere questa funzione integrata; so che UFRaw lo fa, e questo è un software gratuito.)

Perché andare a tutti quei problemi, invece di scattare semplicemente JPEG direttamente con l'esposizione predefinita? Bene, fondamentalmente (oltre a tutti gli altri motivi per girare RAW ), in modo da poter ottenere questo:

Foto di esempio A con luci soffuse Foto di esempio B con luci soffuse

Invece di questo:

Foto di esempio A con punti salienti Foto di esempio B con luci soffuse
(Fai clic sulle immagini per ingrandirle.)

Naturalmente, ho imbrogliato un po 'creando entrambe queste coppie di immagini di esempio dagli stessi file RAW: l'unica differenza è che ho usato la modalità "luci morbide come un film morbido" per la prima coppia e la modalità "ritaglio digitale duro" per il seconda coppia, simulando cosa avrei ottenuto se le avessi scattate direttamente in JPEG con un'esposizione più lunga.

Nota in particolare il caratteristico cielo ciano in alto a destra nella versione ritagliata della prima immagine, la planarità innaturale delle alte luci troncate e le distorsioni di colore generali che li circondano. (Le immagini con elementi di sfondo bianco brillante, come neve o nuvole, tendono a mostrare questo effetto in modo particolarmente evidente, ma non mi è capitato di trovare buoni esempi su questo laptop. Potrei provare a cercare alcune illustrazioni migliori in seguito.)

La ragione di questa piattezza e distorsione del colore è che, a differenza della curva di risposta della luce uniformemente saturata del film, i sensori di immagine digitali hanno una risposta (approssimativamente) lineare fino al loro punto di saturazione, e quindi un netto taglio:

Sensore digitale vs curve di risposta del film
(In realtà, la curva di risposta del film tracciata sopra è in qualche modo fuorviante, in quanto trasformare il film negativo in un'immagine effettivamente positiva introduce un altro strato di non linearità all'estremità bassa della curva di risposta, risultando in genere in una curva di risposta combinata un po ' sigma . almeno all'estremità più chiara della gamma dinamica, le curve di cui sopra assomigliano in modo generale alle effettive risposte luminose della pellicola e delle fotocamere digitali.)

In particolare, nella fotografia a colori, ogni canale di colore (rosso, verde e blu) ha una propria curva di risposta. Con un sensore digitale, ciò significa che, all'aumentare della luminosità della luce in entrata, uno dei canali R / G / B si aggancerà in genere prima degli altri, distorcendo il colore di tali pixel parzialmente troncati.

Inoltre, la planarità della curva di risposta digitale sopra il punto di saturazione significa che, mentre la pellicola sovraesposta comprime solo i punti salienti, tutti i punti salienti ritagliati in una foto digitale (sia RAW o JPEG) sono semplicemente spariti e non è possibile recuperare alcun dettaglio da essi. Pertanto, la regola empirica per la fotografia digitale è che, se non si è sicuri dell'esposizione ottimale (o se si sa che la scena che si sta riprendendo include momenti salienti che non si desidera ritagliare), è sempre più sicuro errare nella parte bassa. Certo, aumentare la luminosità di una foto sottoesposta in post-elaborazione amplifica anche il rumore nell'immagine - ma sottoesporre un po 'e perdere alcuni dettagli dell'ombra a causa del rumore, di solito è ancora meglio che sovraesporre e perdere completamente le luci.

Naturalmente, nessuna delle precedenti domande richiede di riprendere RAW: puoi aumentare la luminosità delle immagini JPEG, ad esempio in Photoshop, con la stessa facilità. Ma rispetto a RAW, il formato JPEG ha due problemi qui:

  • JPEG utilizza solo colori a 8 bit; cioè, la più piccola differenza tra due livelli di luminosità che può memorizzare è circa 1/256 della differenza tra nero puro e bianco puro. JPEG utilizza effettivamente una codifica a colori non lineare, che aiuta in qualche modo, ma l'effettiva gamma dinamica di un'immagine JPEG è ancora solo di circa 11 stop (a differenza degli 8 stop che si otterrebbero con una codifica lineare). Questo è sufficiente per visualizzare le immagini sullo schermo, ma è ancora inferiore alla gamma dinamica effettiva anche dei sensori della fotocamera di fascia bassa e non lascia molto spazio alla regolazione dell'esposizione per recuperare i dettagli dalle ombre.

  • Inoltre, JPEG utilizza uno schema di compressione con perdita progettato per ridurre le dimensioni del file di immagine scartando i dettagli che l'occhio umano non può facilmente vedere. Purtroppo, questa compressione tende a eliminare in modo piuttosto aggressivo i dettagli dell'ombra: aumenta troppo la luminosità di un'immagine JPEG e probabilmente ti ritroverai con un'immagine piena di distorsioni di colore e artefatti di compressione bloccati.

Un file RAW, al confronto, preserva l'intera gamma dinamica del sensore della fotocamera senza compressione con perdita, consentendo di postelaborare l'immagine nella misura massima possibile (in questo caso, limitata principalmente dal rumore di fondo del sensore).


Wow. Saluti amico. ;-)
Martin

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In breve, un file RAW memorizza ogni pixel usando più bit del corrispondente JPEG.

Per capire come questo aiuta, considera un singolo pixel (ignoreremo il colore, la stessa logica vale ma complica tutto). Se hai 8 bit disponibili per registrare l'ampiezza (quantità di luce che colpisce quel pixel) hai 256 livelli, incluso "nessuna luce" (0).

È necessario impostare un livello massimo, che corrisponde al valore 255. L'intervallo tra 0 e questo massimo è l' intervallo dinamico che può essere rappresentato nell'immagine. Qualsiasi pixel che riceve più luce di questo livello è saturo e viene registrato il valore massimo di 255. Ciò provoca l'effetto di ritaglio, in cui le aree sovraesposte sembrano completamente bianche.

Se si dispone di bit aggiuntivi, è possibile rappresentare più livelli. Con la stessa gamma dinamica, otterrai passaggi più fini tra di loro, oppure puoi estenderla e consentire a pixel con un'esposizione più alta (o più bassa) di essere rappresentati da qualche parte nell'intervallo.

Un file RAW contiene più bit per pixel del corrispondente JPEG (ad es. 14 per Canon 5D, rispetto a 8 per JPEG). Ciò consente di acquisire più livelli di esposizione. I pixel che verrebbero saturati in una rappresentazione a 8 bit potrebbero non saturare una rappresentazione a 14 bit. Ciò trasforma le aree sovraesposte completamente bianche in sfumature di grigio e consente di acquisire alcuni dettagli.

Ovviamente, è ancora possibile saturare una rappresentazione con profondità di bit più elevata, ma più bit hai, più informazioni devi lavorare.


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Il raw è ottimo per alcuni altri motivi, ma ovviamente Raw non può impedire il clipping delle aree sovraesposte. Quando i dati digitali superano 255, vengono tagliati, il che significa che rimane a 255, non rappresenta più il vero colore. Il digitale non ha semplicemente modo di conservare numeri più grandi, la capacità più grande è ridimensionata a 255. Non c'è modo di recuperare i dati ritagliati, se non un altro tentativo con meno esposizione.

L'esempio che mostri è un colore bianco della luce. Il bianco è speciale, con tre componenti RGB quasi uguali. Ma immagina che il colore (sovraesposto) fosse come il Rosso 500, il Verde 250, il Blu 250, che è un colore rosso. Ma quando viene ritagliato a 255, viene fuori 255, 250, 250, un colore completamente diverso, circa bianco adesso. Il backup in post elaborazione a circa la metà è ancora 128, 125, 125, ancora NON rosso.

Il tuo esempio collegato probabilmente NON era bianco in primo luogo, ma è risultato sovraesposto e ritagliato a 255, 255, 255, che è bianco. Non c'è recupero per il clipping.


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Questo dipende da come la fotocamera ha mappato l'immagine grezza sull'immagine a 8 bit. Molte fotocamere avranno opzioni HDR a immagine singola in cui è possibile modificare questa mappatura, l'impostazione standard avrà una gamma dinamica inferiore rispetto ad altre impostazioni. Quindi, di solito un'immagine a 8 bit con parti ritagliate non avrà le stesse aree ritagliate nell'immagine grezza. Per mappare sempre il tono, l'intera gamma dinamica registrata ha un costo; lasciando semplicemente sovraesporre piccole aree si ha l'intervallo fino a 255 disponibile per il resto dell'immagine, il che può portare a un risultato complessivo migliore.
Conte Iblis,

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Aspetta cosa? I RAW tipici hanno 14 bit di informazioni sulla luminanza per pixel. Esistono innumerevoli sfumature di quasi bianco che possono essere recuperate da un RAW anche se, per impostazione predefinita, sarebbero tutte mappate a 255.255.255 in un JPEG.
JohannesD,

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Se la tua risposta fosse una risposta a "TIFF a 16 bit contro JPEG" sarebbe corretta, poiché con un TIFF i punti in bianco e nero sono già inseriti e i dati grezzi tradotti in 16 bit in base ai punti in bianco e nero selezionati nella conversione. Ma un vero file raw include i dati dei pixel mascherati e non ha i punti in bianco e nero integrati. Questo è il problema più grande che ho con la conversione di file .cr2 Canon in .dng: i pixel mascherati vengono scartati e il bianco / nero i punti sono cotti. Un DNG è più simile a un TIFF che a un vero file raw.
Michael C,

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Puoi recuperare dettagli molto luminosi, ma non puoi recuperare valori troncati. Ecco perché la gamma dinamica è così importante. Inoltre stai mescolando la gamma dinamica con la profondità di bit dell'ADC. Quelli non sono la stessa cosa a tutti, si veda: peachpit.com/articles/article.aspx?p=1709190&seqNum=2
Grebu

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Ecco come appare un'immagine quando viene visualizzata nel modo in cui descrivi la tua risposta: la prima è resa in modo lineare, la seconda con correzione gamma applicata e 0-2047 nel file a 14 bit sono mappati come 0 nel file a 8 bit e 14383 -16383 nel file a 14 bit sono mappati come 255 nel file a 8 bit. L'ultima immagine ha il punto nero (0 nel file a 8 bit) impostato sul valore approssimativo delle parti più scure della scena che sono ben al di sopra del 2047 e il punto bianco (255 nel file a 8 bit) impostato sul parti più luminose della scena che sono ben al di sotto del 14383. photo.stackexchange.com/a/39478/15871
Michael C
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