Digital Raw Capture 笔记

来源：互联网发布：c 多线程编程视频编辑：程序博客网时间：2024/06/06 15:37

关于RAW

RAW是一种统称，包括了Canon的CRW和CR2，Minolta的MRW，Olympus的ORF等。
RAW文件记录的是由Sensor直接采集到的数据。并且由这个数据可以有多种方式编码成RAW图像文件，不管哪种方式，保留的都是未经处理过的Sensor数据。
数字相机采集得到RAW数据的方式：
mosaic sensor 和color filter array(CFA)
矩阵式的感光元件CCD或CMOS。仅仅感知每个小方块里的光亮强度，颜色信息有颜色过滤器来负责。
颜色过滤器可以再用RGB三色，有的也采用CMY三色，因为具有较高的透过率。
RAW文件包含metadata和图像data，metadata用来描述图像data的信息。
不管是raw capture或则JPG capture都包含，可用于图像转换的metadata。也就是EXIF (Exchangeable Image Format) metadata，具体包括了相机型号，编号，快门速度，孔径，焦距，或闪光灯等。
RAW文件还包括一些附加的metadata，包括用RAW转换器转换成RGB图像时所需要的相关信息。
RAW文件的metadata还包括decoder ring，也就是每个像素代表的是RGB中的哪个颜色。
在sensor上彩色过滤器的分布是如下图的，

可以看到，每一个像素其实只有一个颜色，每种颜色在像素上也并不是连续的，也就是说每个颜色只占整幅图像1\3的像素。那么其它“空余”的颜色值是根据metadata中的decoder ring信息告诉RAW转换器，通过插值的方式补全的。
RAW转换器除了完成上述任务以外，还包括：
a. 白平衡-拍摄RAW格式时，相机上的白平衡设置对获取到的图像像素没有任何影响，只是作为metadata写在RAW文件中。有的转换器可以应用这个白平衡设置，或者直接忽略，而是自己根据图像本身的分析来决定白平衡。
b. 色度解释-RAW文件得到的是RGB颜色亮度值，RAW转换器需要将RGB转换到CIE XYZ色彩空间用于描述色度。
c. gamma校正-数字相机RAW capture 拥有的gamma校正是线性的，也就是gamma值为1。这与人眼的响应和传统胶片的响应都不一样，于是需要RAW转换器来进一步处理。
d. 降噪，抗锯齿，锐化-由于RGB三色是通过插值补全的，那么描述图像细节的某个像素到底应该是什么颜色，如果采用简单的补插值方法就不能很好的描述图像的边缘细节，所以RAW转换器还需要通过边缘检测、抗锯齿等一系列综合手段，来提高图像质量。
所有RAW转换器都要完成上述的所有任务，但是可能不同转换器采用不同的算法来完成，所以哪怕是同一幅图像，经过不同的RAW转换器处理后可能差别很大。不管如何，最终的目的都是提高图像质量。

关于JPEG与RAW区别

当选择拍摄JPEG格式图片时，相机中自带的RAW转换器就会完成上述的所有工作，来把获取到的RAW图像转成彩色图，并通过JPEG格式压缩。有的相机会让你设置一些压缩的选项，比如：是选择sRGB还是Adobe RGB的颜色空间，清晰度的设置等，有的时候还可以设置色调曲线(tone curve)或者对比度等等。如果你的设置离谱到无法压缩，相机则会自动强制改为自己默认的设置。
JPEG格式的编辑空间相当有限。它能很好地保存图像的明度信息，但是对色彩信息有比较高度的压缩，从而会导致一些颜色上的问题。
然而如果拍摄RAW格式，你可以控制上述所有的图像特性。相机本身上的设定能对RAW文件产生影响的也就是感光度(ISO speed)，快门和光圈。其他所有的包括白平衡，色调和一些降噪和锐化等信息都可以由自己修改。有的还可以修改曝光补偿。
几乎所有相机的RAW的每个像素都是12位的，也就是有4096个层次。而JPEG每个像素的每个通道只有8位，会损失很多可能很有价值的信息。这样使得很多相机厂商在RAW转JPEG时采用用非常大的对比度，来避免使得JPEG图像看起来像透明一样。在这个操作过程中会损失大量可用的动态范围，并且实际上你并不能控制什么潜在信息会被遗弃。
对于JPEG格式，后期可以改动的信息非常少，所以你需要在拍摄时就需要保证前期设置的正确。然而RAW格式可以提供更多的后期设置，比如色彩平衡和饱和度等等。
无论如何，原文作者认为，RAW格式比JPEG有更多的优势。JPEG虽然也在改进，但是相对可调整的范围还是小。然而RAW经历了10年的彻底改善，在下一个10年会更加进步。

阅读的原文出自Adobe System Inc

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