ไฟล์ RAW ที่ยังไม่ได้ประมวลผลมีลักษณะอย่างไร


84

ฉันรู้ว่าคนใช้ซอฟต์แวร์แฟนซีเช่น Lightroom หรือ Darktable เพื่อโพสต์ประมวลผลไฟล์ RAW ของพวกเขา แต่ถ้าฉันทำไม่ได้ล่ะ ไฟล์มีลักษณะเป็นอย่างไรเพิ่งรู้RAW ?


21
เมทริกซ์ ดูเหมือนเมทริกซ์
Hueco

2
ที่เกี่ยวข้อง ไฟล์ RAW เก็บ 3 สีต่อพิกเซลหรือเพียงหนึ่งสี? และทำไมสีแดง, เขียวและน้ำเงินจึงเป็นสีหลักของแสง? ซึ่งอธิบายว่าเซ็นเซอร์กล้องดิจิตอลทำให้เกิดสีหรือดวงตา / สมองรับรู้สีที่ไม่ได้มีอยู่จริงในแบบที่เรามักจะคิดเอาเอง
Michael C

3
@ Hueco เมทริกซ์ไบเออร์
ทำเครื่องหมาย

ฉันได้ย้ายการอภิปรายเกี่ยวกับวิธีการที่ดีที่สุดในการจัดการนี้เป็นคำถามที่ยอมรับไปแชท โปรดทำต่อที่นั่นเพื่อเราจะไม่ส่งเสียงดังในความคิดเห็นไม่ว่าการตัดสินใจจะเป็นอย่างไร
AJ Henderson

1
สิ่งที่ไม่เหมือนคือ"ภาพดิบตรงๆจากกล้อง"ที่หลายคนคิดว่ามีเมื่อเปิดไฟล์ภาพดิบในแอปพลิเคชันการประมวลผลแบบดิบ นั่นเป็นพื้นฐานสำหรับคำถามนี้
Michael C

คำตอบ:


183

มีเครื่องมือที่เรียกว่าdcrawซึ่งอ่านไฟล์ RAW ชนิดต่างๆและดึงข้อมูลพิกเซลจากพวกเขา - จริงๆแล้วมันเป็นรหัสต้นฉบับที่ด้านล่างสุดของโอเพ่นซอร์สมากมายและแม้แต่ซอฟต์แวร์แปลงไฟล์ RAW เชิงพาณิชย์

ฉันมีไฟล์ RAW จากกล้องของฉันและฉันใช้ dcraw ในโหมดที่บอกให้สร้างภาพโดยใช้ค่า 16 บิตที่แท้จริงจากไฟล์ ฉันแปลงเป็น JPEG 8 บิตเพื่อใช้ร่วมกันโดยใช้แกมม่าแบบรับรู้ (และลดขนาดลงเพื่ออัปโหลด) ดูเหมือนว่า:

dcraw -E -4

เห็นได้ชัดว่าผลลัพธ์นั้นมืดมากแม้ว่าคุณจะคลิกเพื่อขยายและถ้าจอภาพของคุณเหมาะสมคุณสามารถเห็นบางสิ่งบางอย่างได้

นี่คือ JPEG สีที่ไม่อยู่ในกล้องที่แสดงจากไฟล์ RAW เดียวกัน:

JPEG ไม่อยู่ในกล้อง

(เครดิตภาพ: ลูกสาวของฉันใช้กล้องของฉันโดยวิธี)

ไม่มืดสนิทหลังจากทั้งหมด รายละเอียดว่าข้อมูลทั้งหมดถูกซ่อนอยู่ตรงไหนดีที่สุดโดยคำถามเชิงลึกแต่ในระยะสั้นเราต้องการเส้นโค้งที่ขยายข้อมูลในช่วงความมืดและแสงที่มีใน JPEG 8 บิตบนหน้าจอทั่วไป .

โชคดีที่โปรแกรม dcraw มีโหมดอื่นที่แปลงเป็นรูปภาพ "มีประโยชน์" มากขึ้น แต่ยังประมวลผลได้แทบจะไม่ สิ่งนี้จะปรับระดับของสีดำที่มืดที่สุดและสีขาวที่สว่างที่สุดและปรับข้อมูลให้เหมาะสม นอกจากนี้ยังสามารถตั้งค่าสมดุลสีขาวอัตโนมัติหรือจากการตั้งค่ากล้องที่บันทึกไว้ในไฟล์ RAW แต่ในกรณีนี้ผมเคยบอกว่ามันไม่ได้ไปเนื่องจากเราต้องการตรวจสอบการประมวลผลน้อยที่สุด

ยังคงมีการติดต่อแบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่าง photosites บนเซ็นเซอร์และพิกเซลในเอาต์พุต (แม้ว่าฉันจะลดขนาดนี้อีกครั้งเพื่ออัปโหลด) ดูเหมือนว่า:

dcraw -d -r 1 1 1 1

ตอนนี้เห็นได้ชัดว่าเป็นภาพได้ชัดเจนขึ้น แต่ถ้าเราซูมเข้าไปที่นี่ (ที่นี่ดังนั้นแต่ละพิกเซลจะถูกขยาย 10 เท่า) เราเห็นว่ามันคือ ... dotty:

ซูม 10 เท่าและครอบตัด

นั่นเป็นเพราะเซ็นเซอร์ถูกปกคลุมด้วยอาร์เรย์ฟิลเตอร์สี - ฟิลเตอร์สีเล็ก ๆ เล็ก ๆ ขนาดของแต่ละ photosite เนื่องจากกล้องของฉันเป็นกล้อง Fujifilm นี่จึงใช้รูปแบบที่ Fujifilm เรียกว่า "X-Trans" ซึ่งมีลักษณะดังนี้:

10 × xtrans

มีรายละเอียดบางอย่างเกี่ยวกับรูปแบบเฉพาะที่น่าสนใจ แต่โดยรวมแล้วมันไม่สำคัญมาก กล้องส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้สิ่งที่เรียกว่าแบบไบเออร์ (ซึ่งซ้ำกันทุก 2 × 2 มากกว่า 6 × 6) ทั้งสองรูปแบบมีไซต์ตัวกรองสีเขียวมากกว่าไซต์สีแดงหรือสีน้ำเงิน ดวงตามนุษย์ไวต่อแสงในช่วงนั้นมากกว่าดังนั้นการใช้พิกเซลมากขึ้นเพื่อให้ได้รายละเอียดที่มากขึ้นโดยมีจุดรบกวนน้อยลง

ในตัวอย่างด้านบนส่วนตรงกลางเป็นส่วนของท้องฟ้าซึ่งเป็นสีฟ้า - ใน RGB ซึ่งมีสีน้ำเงินและสีเขียวจำนวนมากโดยไม่มีสีแดงมาก ดังนั้นจุดมืดคือไซต์ตัวกรองสีแดง - พวกมันมืดเพราะพื้นที่นั้นไม่มีแสงมากพอในช่วงความยาวคลื่นที่ผ่านตัวกรองนั้น แถบแนวทแยงมุมที่มุมบนขวาเป็นใบไม้สีเขียวเข้มดังนั้นทุกอย่างจะมืดเล็กน้อยคุณสามารถมองเห็นสีเขียว - บล็อกขนาดใหญ่ 2 × 2 ที่มีรูปแบบเซ็นเซอร์นี้ - ค่อนข้างสว่างที่สุดในพื้นที่นั้น

ดังนั้นต่อไปนี้เป็น 1: 1 (เมื่อคุณคลิกเพื่อรับเวอร์ชันเต็มหนึ่งพิกเซลในภาพจะเป็นหนึ่งพิกเซลบนหน้าจอ) ส่วนของ JPEG ที่ไม่อยู่ในกล้อง:

1: 1 ดูภาพที่ตัดออกจากกล้อง

... และนี่คือพื้นที่เดียวกันจากการแปลงระดับสีเทาด้านบน คุณสามารถเห็น stippling จากรูปแบบ X-Trans:

1: 1 ครอบตัดของ dcraw -d -r 1 1 1 1 เวอร์ชัน

เราสามารถรับและปรับสีของพิกเซลเพื่อให้สีที่สอดคล้องกับสีเขียวในอาเรย์นั้นถูกแมปกับระดับของสีเขียวแทนที่จะเป็นสีเทาสีแดงเป็นสีแดงและสีน้ำเงินเป็นสีน้ำเงิน นั่นทำให้เรา:

1: 1 พร้อมการเปลี่ยนสี xtrans

... หรือสำหรับภาพเต็ม:

ภาพเต็มจาก dcraw -d -r 1 1 1 1 พร้อมการเปลี่ยนสี xtrans

การโยนสีเขียวนั้นชัดเจนมากซึ่งไม่แปลกใจเพราะมีพิกเซลสีเขียวมากกว่าสีแดงหรือสีน้ำเงิน2½× บล็อก 3 × 3 แต่ละบล็อกมีพิกเซลสีแดงสองพิกเซลพิกเซลสีฟ้าสองพิกเซลและพิกเซลสีเขียวห้าพิกเซล เพื่อแก้ไขปัญหานี้ฉันได้ทำโปรแกรมการปรับขนาดที่ง่ายมากซึ่งจะแปลงบล็อค 3 × 3 ให้เป็นพิกเซลเดียว ในพิกเซลนั้นช่องสีเขียวคือค่าเฉลี่ยของห้าพิกเซลสีเขียวและสีแดงและสีน้ำเงินจะเป็นค่าเฉลี่ยของพิกเซลสีแดงและสีน้ำเงินสองพิกเซลที่สอดคล้องกัน นั่นทำให้เรา:

xtrans colorized, ไร้เดียงสาปิดกั้นการถอน

... ซึ่งอันที่จริงก็ไม่ได้ครึ่งดี สมดุลแสงสีขาวดับลง แต่เนื่องจากฉันตัดสินใจที่จะไม่ปรับค่านี้โดยเจตนาฉันจึงไม่แปลกใจเลย การกดปุ่ม "สมดุลสีขาวอัตโนมัติ" ในโปรแกรมสร้างภาพจะชดเชยสิ่งนั้น (ตามที่จะให้ dcraw ตั้งค่านั้นตั้งแต่แรก):

xtrans colorized, naïveบล็อก demosaicking + ระดับอัตโนมัติ

รายละเอียดไม่ได้ดีมากเมื่อเทียบกับอัลกอริทึมที่ซับซ้อนมากขึ้นที่ใช้ในกล้องและโปรแกรมประมวลผล RAW แต่มีพื้นฐานที่ชัดเจน วิธีการที่ดีกว่าสร้างภาพสีเต็มรูปแบบโดยการถ่วงน้ำหนักค่าที่แตกต่างกันในแต่ละพิกเซลแทนที่จะไปตามบล็อกขนาดใหญ่ เนื่องจากสีมักจะเปลี่ยนไปเรื่อย ๆ ในการถ่ายภาพสิ่งนี้ใช้งานได้ดีและผลิตภาพที่มีสีเต็มโดยไม่ลดขนาดของพิกเซล นอกจากนี้ยังมีเทคนิคที่ชาญฉลาดเพื่อลดสิ่งประดิษฐ์ขอบเสียงและปัญหาอื่น ๆ กระบวนการนี้เรียกว่า "demosaicing" เนื่องจากรูปแบบของฟิลเตอร์สีดูเหมือนกระเบื้องโมเสค

ฉันคิดว่ามุมมองนี้ (ที่ฉันไม่ได้ตัดสินใจจริง ๆ และโปรแกรมไม่ได้ทำอะไรโดยอัตโนมัติสมาร์ท) อาจได้รับการกำหนดเป็น "ลักษณะเริ่มต้นมาตรฐาน" ของไฟล์ RAW ดังนั้นจึงสิ้นสุดการขัดแย้งทางอินเทอร์เน็ตจำนวนมาก แต่ไม่มีมาตรฐานดังกล่าว - ไม่มีกฎดังกล่าวที่การตีความ "ไร้เดียงสา" นี้เป็นพิเศษ

และนี่ไม่ใช่จุดเริ่มต้นที่เป็นไปได้เท่านั้น โปรแกรมการประมวลผล RAW ในโลกแห่งความเป็นจริงทั้งหมดมีแนวคิดของตนเองเกี่ยวกับสถานะเริ่มต้นพื้นฐานเพื่อนำไปใช้กับไฟล์ RAW ใหม่ขณะโหลด พวกเขาต้องทำอะไรบางอย่าง (ไม่เช่นนั้นเราจะมีความมืดและไร้ประโยชน์อยู่ด้านบนของโพสต์นี้) และโดยปกติแล้วพวกเขาจะทำอะไรที่ฉลาดกว่าการแปลงด้วยตนเองอย่างง่าย ๆ ของฉันซึ่งสมเหตุสมผลแล้ว


4
ภาพอันสวยงาม. และคำตอบที่ดี
Marc.2377

10

มันเป็นกริดที่ใหญ่มากจริงๆ ทุกอย่างกำลังดำเนินการอยู่


ความคิดเห็นไม่ได้มีไว้สำหรับการอภิปรายเพิ่มเติม การสนทนานี้ได้รับการย้ายไปแชท
AJ Henderson

7

ฉันรู้ว่ามันได้รับการตอบค่อนข้างดีโดย mattdm แต่ฉันแค่คิดว่าคุณอาจพบว่าบทความนี้น่าสนใจ:

พันธุศาสตร์ข้อมูล: กล้องดิจิตอลทำงานอย่างไร

ในกรณีที่การเชื่อมโยงลงนี่คือบทสรุป:

ดวงตามนุษย์มีความไวต่อสีในบริเวณคลื่นสีเขียวมากที่สุด (บังเอิญกับความจริงที่ว่าดวงอาทิตย์ของเราเปล่งแสงมากที่สุดในพื้นที่สีเขียว)

ดวงตาของกล้อง (อุปกรณ์ชาร์จคู่ (CCD) หรือเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์ฟรี (CMOS)) มีความไวต่อความเข้มแสงเท่านั้นไม่ใช่สี

ตัวกรองแสงถูกใช้เพื่อกรองความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสง ตัวอย่างเช่นตัวกรอง pass สีเขียวจะอนุญาตให้แสงสีเขียวผ่านเท่านั้น

ตัวกรองแสงที่ใช้ในกล้องดิจิตอลนั้นมีขนาดเท่ากับเซ็นเซอร์พิกเซลแต่ละตัวและจัดเรียงเป็นตารางเพื่อให้เข้ากับอาร์เรย์เซ็นเซอร์ ใช้ตัวกรองสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงิน (เช่นเซลล์รูปกรวยของเรา) อย่างไรก็ตามเนื่องจากดวงตาของเรามีความไวต่อสีเขียวมากขึ้นตัวกรองอาร์เรย์ของไบเออร์จึงมีตัวกรองพิกเซลสีเขียว 2 ตัวสำหรับแต่ละพิกเซลสีแดงและสีน้ำเงิน อาร์เรย์ของไบเออร์มีตัวกรองสีเขียวที่สร้างตารางหมากรุกเหมือนรูปแบบในขณะที่ตัวกรองสีแดงและสีน้ำเงินใช้แถวสลับกัน

กลับไปที่คำถามเดิมของคุณ: ไฟล์ RAW ที่ไม่ได้ประมวลผลมีลักษณะอย่างไร

ดูเหมือนว่าลายตารางหมากรุกสีขาวดำของภาพต้นฉบับ

ซอฟต์แวร์สุดวิเศษสำหรับการประมวลผลไฟล์ RAW หลังใช้ตัวกรองไบเออร์ ดูเหมือนภาพจริงหลังจากนี้ด้วยสีในความเข้มและตำแหน่งที่ถูกต้อง อย่างไรก็ตามยังมีสิ่งประดิษฐ์ของกริด RGB จากตัวกรองไบเออร์เพราะแต่ละพิกเซลมีเพียงสีเดียว

มีวิธีการมากมายสำหรับปรับไฟล์ RAW ที่ใช้รหัสสีให้เรียบ การปรับพิกเซลให้เรียบนั้นคล้ายกับการเบลอภาพดังนั้นการปรับให้เรียบมากเกินไปอาจเป็นสิ่งที่ไม่ดี

วิธีการ demosaicing บางวิธีอธิบายไว้ที่นี่:

เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด: ค่าของพิกเซล (สีเดียว) จะถูกนำไปใช้กับประเทศเพื่อนบ้านที่มีสีอื่นและจะรวมกันเป็นสี ไม่มีการสร้างสี "ใหม่" ในกระบวนการนี้มีเพียงสีที่รับรู้มาจากเซ็นเซอร์ของกล้องเท่านั้น

การประมาณค่าเชิงเส้น: ยกตัวอย่างเช่นค่าเฉลี่ยสองค่าสีฟ้าที่อยู่ติดกันและใช้ค่าสีฟ้าเฉลี่ยกับพิกเซลสีเขียวในระหว่างพิกเซลสีฟ้าที่อยู่ติดกัน สิ่งนี้สามารถทำให้ขอบภาพคมชัด

การประมาณกำลังสองและลูกบาศก์: คล้ายกับการประมาณเชิงเส้นการประมาณลำดับสูงกว่าสำหรับสีที่อยู่ระหว่าง พวกเขาใช้จุดข้อมูลมากขึ้นเพื่อสร้างความเหมาะสมยิ่งขึ้น เชิงเส้นจะดูที่สองกำลังสองที่สามและลูกบาศก์ที่สี่เพื่อสร้างสี

Catmull-Rom Splines: คล้ายกับลูกบาศก์ แต่คำนึงถึงการไล่ระดับสีของแต่ละจุดเพื่อสร้างสีที่อยู่ระหว่าง

ฮาล์ฟโคไซน์: ใช้เป็นตัวอย่างของวิธีการแก้ไขมันสร้างโคไซน์ครึ่งหนึ่งระหว่างสีที่เหมือนกันแต่ละคู่และมีเส้นโค้งที่โค้งเว้าระหว่างกัน อย่างไรก็ตามดังที่ระบุไว้ในบทความนี้ไม่มีข้อได้เปรียบใด ๆ สำหรับอาร์เรย์ของไบเออร์เนื่องจากการจัดเรียงของสี มันเทียบเท่ากับการแก้ไขเชิงเส้น แต่ค่าใช้จ่ายในการคำนวณสูงขึ้น

ซอฟต์แวร์หลังการประมวลผลขั้นสูงที่สูงขึ้นมีวิธี demosaicing และอัลกอริทึมที่ดีกว่า ตัวอย่างเช่นพวกเขาสามารถระบุขอบคมหรือการเปลี่ยนแปลงความคมชัดสูงและรักษาความคมชัดของพวกเขาเมื่อรวมช่องสี


-6

ฉันคิดว่าผู้คนจำนวนมากจินตนาการว่าไฟล์ดิบเป็นเพียงอาร์เรย์ของค่าพิกเซลที่ตรงจากเซ็นเซอร์กล้อง มีหลายกรณีที่เกิดขึ้นจริงและคุณต้องให้ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับเซ็นเซอร์เพื่อให้ซอฟต์แวร์ตีความภาพ แต่กล้องผู้บริโภคจำนวนมากมักจะให้ "ไฟล์ raw" ที่จริงแล้วมีความสอดคล้องกับข้อกำหนดของไฟล์ TIFF มากหรือน้อย (ในบางกรณีสีอาจจะถูกปิด) คุณสามารถลองทำได้เพียงเปลี่ยนนามสกุลไฟล์เป็น ".tif" และดูว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อเปิดไฟล์ ฉันคิดว่าคุณบางคนจะเห็นภาพที่ดี แต่ไม่ใช่ทุกคนเพราะมีความแตกต่างระหว่างวิธีการที่ camerabrands ที่แตกต่างกันแก้ปัญหานี้

ไฟล์ TIFF แทนที่จะเป็น "ไฟล์ raw จริง" เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดี ไฟล์ TIFF สามารถมี 16 บิตต่อสี นั่นก็เพียงพอแล้วสำหรับกล้องทุกตัวที่ฉันรู้

เอ็ด: ฉันสงสัยว่าทำไมคำตอบนี้จึงลดลง คำตอบนั้นถูกต้องเป็นหลัก (ด้วยการจองว่าผู้ผลิตกล้องไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้าง TIFF แต่ส่วนใหญ่ทำ)

ส่วนที่เกี่ยวกับอาร์เรย์ของพิกเซลที่อยู่ตรงหน้าของเซ็นเซอร์มันไม่ไร้สาระที่จะคาดหวังอะไรแบบนั้น เพราะนั่นเป็นวิธีที่เซ็นเซอร์จำนวนมากนอกตลาดกล้องผู้บริโภคทำงาน ในกรณีเหล่านี้คุณต้องให้ไฟล์แยกต่างหากที่อธิบายเซ็นเซอร์

โดยวิธีการใช้คำว่า "RAW" เพราะมันควรหมายความว่าเราได้รับข้อมูลเซ็นเซอร์ที่ยังไม่ได้ประมวลผล แต่ก็มีเหตุผลที่ผู้ผลิตกล้องใช้รูปแบบที่มีโครงสร้างแทนที่จะเป็นไฟล์จริง วิธีนี้ช่างภาพไม่จำเป็นต้องรู้ข้อมูลเซ็นเซอร์ที่แน่นอน


2
ฉันมีแอปพลิเคชั่นกู้คืนไฟล์ที่ "กู้คืน" ไฟล์. cr2 เป็น TIFF ไฟล์เหล่านั้นจะไม่เปิดโดยใช้แอปพลิเคชันใด ๆ ที่สามารถทำงานกับ TIFF ได้ การเปลี่ยนนามสกุลไฟล์กลับเป็น. cr2 ทำให้สามารถใช้งานไฟล์. cr2 ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
Michael C

5
ไม่ได้หมายความว่าไฟล์ RAW มักไม่ได้ใช้รูปแบบ TIFF จริง แต่อย่างถูกต้อง เป็นเพียงสิ่งที่คุณเห็นอาจไม่ใช่ข้อมูล "RAW" ในแง่ที่ฉันกำลังมองหา
mattdm

2
ตกลงเพื่อชี้แจงไฟล์จะใช้โครงสร้างจากรูปแบบไฟล์ TIFF แต่เนื่องจากมันไม่ได้ตรงตามข้อกำหนดของ TIFF ดังนั้นจึงไม่ใช่ไฟล์ TIFF ที่เข้มงวด แต่ประเด็นก็คือห้องสมุด TIFF สามารถใช้อ่านไฟล์ได้ หนึ่งไม่ต้องทำทุกอย่างตั้งแต่เริ่มต้นเพื่ออ่านไฟล์นั้น
Ulf Tennfors

5
ไม่มีใครคาดหวังว่าไฟล์ RAW จะเป็นข้อมูลโดยตรงจากเซ็นเซอร์โดยไม่มีข้อมูลเมตาเช่นเวลาข้อมูลกล้อง ฯลฯ ความจริงที่ว่ารูปแบบ TIFF นั้นมีประโยชน์สำหรับการจัดโครงสร้างข้อมูลนั้นไม่สำคัญจริงๆ และไม่ลดหลักการทางความคิดที่ว่าข้อมูลนั้น "ตรง" ออกจากเซ็นเซอร์โดยไม่ต้องผ่านการประมวลผล
whatsisname

3
TIFF เป็นที่เก็บจริง ๆ แล้วไม่ใช่รูปแบบภาพ คุณสามารถจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบ TIFF และยังคงเป็นข้อมูลเซ็นเซอร์ดิบแทนภาพทุกคนที่ไม่มีความรู้เฉพาะของกล้องสามารถใช้
ths
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.