RAW ป้องกันไม่ให้“ การตัดภาพดิจิทัลที่น่าเกลียด” อย่างไร

ในอีกคำตอบหนึ่งที่ผู้ใช้ Ilmari เขียนไว้ในบริบทของการป้องกันการเปิดรับแสงมากเกินไป:

โดยทั่วไปแล้วฉันขอแนะนำให้ถ่ายภาพ RAW เสมอเพื่อให้ได้ช่วงไดนามิกที่สมบูรณ์ของกล้องของคุณและเพื่อหลีกเลี่ยงการตัดภาพดิจิตอลที่น่าเกลียดในพื้นที่ที่มีแสงจ้ามากเกินไป ในระยะหลังจะช่วยให้ถ่ายภาพได้น้อยเกินไป (เช่น ... ) จากนั้นดึงแสงขึ้นบนคอมพิวเตอร์ของคุณ ...

RAW ป้องกันการเล็มของพื้นที่มากเกินไปได้อย่างไร

โดยทั่วไปแล้วฉันขอแนะนำให้ถ่ายภาพ RAW เสมอเพื่อให้ได้ช่วงไดนามิกที่สมบูรณ์ของกล้องของคุณและเพื่อหลีกเลี่ยงการตัดภาพดิจิตอลที่น่าเกลียดในพื้นที่ที่มีแสงจ้ามากเกินไป ในช่วงหลังจะช่วยให้ถ่ายภาพของคุณได้น้อยเกินไป [... ] จากนั้นดึงแสงขึ้นบนคอมพิวเตอร์ของคุณ

โอเคใช่ฉันเป็นคนพูดไม่คล่องเมื่อฉันเขียนมัน ขอผมลองแกะมันหน่อย

เห็นได้ชัดว่าเพียงเปลี่ยนจาก JPEG เป็น RAW จะไม่ทำอะไรเลยเพื่อแก้ไขการตัดภาพด้วยตัวเอง สิ่งที่ฉันพยายามแนะนำเมื่อฉันเขียนย่อหน้าข้างต้นคือ:

1. จงใจถ่ายภาพให้สว่างพอที่ไฮไลท์จะไม่ตัด

2. ถ่ายภาพใน RAW ซึ่งมีช่วงไดนามิกสูงกว่า JPEG เพื่อรักษารายละเอียดของเงาสำหรับขั้นตอนต่อไป

3. แก้ไขการเปิดรับแสงน้อยเกินไปในขั้นตอนหลังการประมวลผลโดยใช้อัลกอริธึมที่จำลองไฮไลต์ "เหมือนฟิล์ม" ที่อ่อนนุ่มแทนการตัดด้วยดิจิตอลอย่างหนัก (ฉันเชื่อว่าโปรเซสเซอร์ RAW ที่ดีควรมีคุณสมบัตินี้อยู่ภายในฉันรู้ว่าUFRawทำและนั่นคือซอฟต์แวร์ฟรี)

เหตุใดจึงไปสู่ปัญหาทั้งหมดแทนที่จะเพียงแค่ถ่ายภาพ JPEG โดยตรงที่ระดับแสงเริ่มต้น โดยทั่วไป (นอกเหนือจากเหตุผลอื่น ๆทั้งหมดในการถ่ายภาพ RAW ) เพื่อให้คุณได้รับสิ่งนี้:

แทนสิ่งนี้:

^{(คลิกที่ภาพเพื่อขยาย)}

แน่นอนว่าฉันโกงนิดหน่อยด้วยการทำให้ทั้งคู่ภาพตัวอย่างเหล่านี้จากไฟล์ RAW เดียวกัน - ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือฉันใช้โหมด "ไฮไลท์คล้ายฟิล์มนุ่ม ๆ " สำหรับคู่แรกและโหมด "hard digital clipping" สำหรับ คู่ที่สองจำลองสิ่งที่ฉันจะได้ถ้าฉันถ่ายโดยตรงในรูป JPEG ด้วยการเปิดรับแสงนานขึ้น

หมายเหตุโดยเฉพาะอย่างยิ่งท้องฟ้าสีฟ้าลักษณะที่ด้านบนขวาในเวอร์ชันแรกของรูปที่ตัดแล้วความเรียบที่ไม่เป็นธรรมชาติของไฮไลต์ที่ถูกตัดและการบิดเบือนสีทั่วไปรอบ ๆ พวกเขา (รูปภาพที่มีองค์ประกอบพื้นหลังสีขาวสว่างเช่นหิมะหรือก้อนเมฆมีแนวโน้มที่จะแสดงผลนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเด่นชัด แต่ฉันไม่ได้พบตัวอย่างที่ดีในแล็ปท็อปนี้ฉันอาจลองมองหาภาพประกอบที่ดีกว่าในภายหลัง)

เหตุผลสำหรับความเรียบและความผิดเพี้ยนของสีนี้คือไม่เหมือนกับเส้นโค้งการตอบสนองแสงที่ราบรื่นของฟิล์มเซ็นเซอร์ภาพดิจิตอลมีการตอบสนองเชิงเส้น (โดยประมาณ) ถึงจุดอิ่มตัวและจากนั้นตัดคม:

_{(อันที่จริงเส้นโค้งการตอบสนองต่อภาพยนตร์เรื่องนี้วาดข้างต้นจะค่อนข้างเข้าใจผิดในการที่เปลี่ยนเชิงลบภาพยนตร์เรื่องนี้เป็นเปิดตัวภาพที่เกิดขึ้นจริงบวกชั้นไม่เป็นเชิงเส้นอื่นที่ต่ำสุดของเส้นโค้งการตอบสนองโดยทั่วไปแล้วจะมีผลในการค่อนข้างsigmoidโค้งตอบสนองรวม. แต่ใน อย่างน้อยที่สุดในช่วงไฮไลต์ของช่วงไดนามิกเส้นโค้งด้านบนนั้นมีลักษณะคล้ายกับการตอบสนองต่อแสงที่แท้จริงของฟิล์มและกล้องดิจิตอลในลักษณะทั่วไป)}

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการถ่ายภาพสีแต่ละช่องสี (แดงเขียวและน้ำเงิน) มีเส้นโค้งการตอบสนอง เมื่อใช้เซ็นเซอร์ดิจิตอลนี่หมายความว่าเมื่อความสว่างของแสงเข้ามาเพิ่มขึ้นช่องทางหนึ่งใน R / G / B โดยทั่วไปจะตัดต่อหน้าคนอื่น ๆ ทำให้สีของพิกเซลที่ถูกตัดบางส่วนบิดเบี้ยว

นอกจากนี้ความเรียบของเส้นโค้งการตอบสนองแบบดิจิตอลเหนือจุดอิ่มตัวนั้นหมายความว่าในขณะที่ฟิล์มที่มีการบีบอัดไฮไลท์มากเกินไปไฮไลท์ที่ถูกคลิปใด ๆ ในภาพถ่ายดิจิตอล (ไม่ว่าจะเป็น RAW หรือ JPEG) และไม่มีรายละเอียดใด ๆ ดังนั้นกฎของหัวแม่มือสำหรับการถ่ายภาพดิจิตอลคือถ้าคุณไม่แน่ใจว่าการเปิดรับแสงที่เหมาะสมที่สุดคืออะไร (หรือถ้าคุณรู้ว่าฉากที่คุณถ่ายมีไฮไลท์ที่คุณไม่ต้องการถูกตัด) มันปลอดภัยกว่าเสมอ เพื่อทำผิดด้านต่ำ. แน่นอนว่าการเพิ่มความสว่างของภาพที่เปิดรับแสงน้อยเกินไปในขั้นตอนหลังการประมวลผลจะช่วยขยายสัญญาณรบกวนในภาพ แต่การเปิดรับแสงเพียงเล็กน้อยและการสูญเสียรายละเอียดของเงาเป็นสัญญาณรบกวนก็ยังดีกว่าการเน้นแสงมากเกินไป

แน่นอนว่าไม่มีสิ่งใดที่คุณต้องใช้ในการถ่ายภาพ RAW - คุณสามารถเพิ่มความสว่างของภาพ JPEG เช่นใน Photoshop ได้อย่างง่ายดาย แต่เมื่อเทียบกับ RAW รูปแบบ JPEGมีสองประเด็นที่นี่:

• JPEG ใช้สี 8 บิตเท่านั้น นั่นคือความแตกต่างที่เล็กที่สุดระหว่างสองระดับความสว่างที่สามารถเก็บได้คือประมาณ 1/256 ของความแตกต่างระหว่างสีดำบริสุทธิ์และสีขาวบริสุทธิ์ JPEG ใช้การเข้ารหัสสีที่ไม่ใช่เชิงเส้นซึ่งช่วยได้บ้าง แต่ช่วงไดนามิกที่มีประสิทธิภาพของภาพ JPEG นั้นยังคงอยู่เพียงประมาณ 11 สต็อป (เมื่อเทียบกับ 8 สต็อปจะได้รับการเข้ารหัสเชิงเส้น) นี่เพียงพอสำหรับการแสดงภาพบนหน้าจอ แต่ก็ยังน้อยกว่าช่วงไดนามิกที่มีประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์กล้องต่ำสุดและมันไม่เหลือพื้นที่มากพอสำหรับการปรับค่าแสงเพื่อกู้คืนรายละเอียดจากเงามืด

• นอกจากนี้ JPEG ยังใช้รูปแบบการบีบอัดแบบ lossy ที่ออกแบบมาเพื่อลดขนาดไฟล์ภาพโดยละทิ้งรายละเอียดที่สายตามนุษย์มองไม่เห็นได้ง่าย อนิจจาการบีบอัดนี้มีแนวโน้มที่จะทิ้งรายละเอียดของเงาอย่างรุนแรง - เพิ่มความสว่างของภาพ JPEG ไกลเกินไปและคุณอาจท้ายด้วยภาพที่เต็มไปด้วยการบิดเบือนของสีและบล็อกการบีบอัดแบบบล็อก

ในการเปรียบเทียบไฟล์ RAW จะรักษาช่วงไดนามิกเต็มรูปแบบของเซ็นเซอร์กล้องของคุณโดยไม่สูญเสียการบีบอัดทำให้คุณสามารถประมวลผลภาพในระดับสูงสุดเท่าที่จะทำได้ (ในกรณีนี้ส่วนใหญ่ถูก จำกัด โดยพื้นเสียงของเซ็นเซอร์)

กล่าวโดยย่อไฟล์ RAW เก็บแต่ละพิกเซลโดยใช้บิตมากกว่า JPEG ที่สอดคล้องกัน

เพื่อให้เข้าใจว่าสิ่งนี้ช่วยได้อย่างไรให้พิจารณาหนึ่งพิกเซล (เราจะไม่สนใจสีตรรกะเดียวกันจะมีอยู่ แต่จะทำให้ทุกอย่างซับซ้อนขึ้น) หากคุณมี 8 บิตให้บันทึกแอมพลิจูด (ปริมาณของแสงที่มาถึงพิกเซลนั้น) คุณมี 256 ระดับรวมถึง "ไม่มีแสงเลย" (0)

คุณต้องตั้งค่าระดับสูงสุดซึ่งสอดคล้องกับค่า 255 ช่วงระหว่าง 0 ถึงค่าสูงสุดนี้คือช่วงไดนามิกที่สามารถแสดงในภาพได้ พิกเซลที่รับแสงมากกว่าระดับนี้จะอิ่มตัวและค่าสูงสุด 255 จะถูกบันทึก สิ่งนี้ทำให้เกิดเอฟเฟ็กต์การตัดซึ่งบริเวณที่มีแสงจ้ามากเกินไปจะมีสีขาวอย่างสมบูรณ์

หากคุณมีบิตเพิ่มเติมคุณสามารถแสดงระดับได้มากขึ้น ด้วยช่วงไดนามิกเดียวกันคุณจะได้รับขั้นตอนที่ละเอียดกว่านี้หรือคุณสามารถขยายช่วงและอนุญาตให้พิกเซลที่มีระดับแสงสูงขึ้น (หรือต่ำกว่า) ถูกแสดงในที่ใดที่หนึ่งในช่วง

ไฟล์ RAW มีบิตต่อพิกเซลมากกว่า JPEG ที่สอดคล้องกัน (เช่น 14 สำหรับ Canon 5D เทียบกับ 8 สำหรับ JPEG) ทำให้สามารถถ่ายภาพได้ในระดับที่มากขึ้น พิกเซลซึ่งจะอิ่มตัวในการเป็นตัวแทน 8 บิตอาจไม่อิ่มตัวการเป็นตัวแทน 14 บิต นี่จะทำให้พื้นที่สีขาวสว่างมากเกินไปกลายเป็นสีเทาและช่วยให้สามารถจับรายละเอียดบางอย่างได้

แน่นอนว่ายังคงเป็นไปได้ที่จะเพิ่มความลึกของบิตให้สูงขึ้น แต่ยิ่งมีบิตมากเท่าไหร่คุณก็ยิ่งมีข้อมูลมากขึ้นเท่านั้น

Raw เป็นเหตุผลที่ยอดเยี่ยมสำหรับเหตุผลอื่น ๆ อีกสองสามประการ แต่แน่นอนว่า CANNOT แบบดิบไม่สามารถป้องกันการเล็ดลอดของพื้นที่ที่เปิดรับแสงมากเกินไป เมื่อข้อมูลดิจิตอลเกิน 255 จะถูกตัดซึ่งหมายความว่ามันจะยังคงอยู่ที่ 255 ไม่แสดงสีที่แท้จริงอีกต่อไป ดิจิตอลไม่มีทางที่จะรักษาจำนวนที่มากขึ้นความสามารถที่ใหญ่ที่สุดจะถูกปรับเป็น 255 ไม่มีวิธีการกู้คืนข้อมูลที่ถูกตัดยกเว้นวิธีอื่นที่มีการเปิดรับน้อยกว่า

ตัวอย่างที่คุณแสดงคือแสงสีขาว สีขาวเป็นพิเศษมีส่วนประกอบ RGB สามตัวที่เท่ากัน แต่ลองจินตนาการว่าสี (สว่างจ้าเกินไป) เหมือนสีแดง 500, เขียว 250, น้ำเงิน 250 ซึ่งเป็นสีแดง แต่เมื่อตัดถึง 255 มันจะออกมา 255, 250, 250 ซึ่งเป็นสีที่ต่างกันโดยสิ้นเชิงตอนนี้สีขาว การสำรองในการประมวลผลภายหลังประมาณครึ่งหนึ่งยังคงเป็น 128, 125, 125 แต่ก็ยังไม่แดง

ตัวอย่างที่เชื่อมโยงของคุณอาจไม่ขาวในตอนแรก แต่มันออกมามากเกินไปและตัดที่ 255, 255, 255 ซึ่งเป็นสีขาว ไม่มีการกู้คืนสำหรับการตัด