RAW формат - кому это нужно?
или проявитель для цифры.

Когда раньше мы снимали на пленку, то все что было нужно, это вставить ее в фотокамеру. После чего пленка жила своей жизнью и исправно фиксировала изображение. Все что происходило в глубине пленки под воздействием света не являлось ни для кого секретом. После того как пленка заканчивалсь, то каждый выбирал под себя, кажущийся ему оптимальным, проявитель. Все достаточно прозрачно и понятно.

Но вот у нас в руках оказалась цифровая камера, которая кроме всяких там Jpeg и Tiff может создавать так называемые файлы RAW. Как правило подобная возможность есть только в "продвинутых" моделях. А раз они продвинутые, то и стоят они не мало. А раз вы отдали за них приличную сумму, то соответственно вы вправе требовать от подобной камеры соответстенного качества. И тут возникает резоный вопрос: а чем плох jpeg? На самом деле ответ на него не всегда очевиден. Понимание этого приходит с опытом, и как правило, тогда когда вы достигнете определенного уровня, то выбор будет однозначным - RAW. Но также придет и понимание того что вовсе не во всех 100% случаях нужно использовать RAW. В 90% случаях разица между jpeg и RAW окажется не более 1%.

Думаю найдутся немало людей готовых с азартом со мной поспорить. Они будут уверять вас снимать в Jpeg, а еше лучше в tiff. Чтобы разобраться в этом попробуем пролить немного света на эти загадочные RAW файлы.

RAW от английского raw - сырой, необработанный

Что же мы реально знаем про RAW? RAW - это файлы с расширением *.CRW и *.CR2 у Canon, *.MRW у Minolta, *.ORF у Olympus и *.NEF у Nikon. Каждый производитель делает свои RAW и открыть их можно только имея определенную программу. Чтобы все-таки понять как формируется RAW файл, нужно знать то, как камера получает этот самый сырой необработанный образ снимка.

По сути, RAW-файл это запись данных получаемых непосредственно матрицей при захвате изображения. И хотя существует много различных путей кодирования RAW-данных от сенсора, в любом случае это необработанные данные из матрицы. Цифровые камеры построены на основе множества различных технологий, но подавляющие большинство современных камер исполлзуют технологию "mosaic sensor" или так называемую "color filter array" (CFA). Все камеры использующие эту технологию на самом деле снимают в RAW, просто не все его отдают наружу.

CFA-камеры используют двухмерную матрицу, которая поглощает фотоны формирующие изображение. Матрица образуется из строк и столбцов фоточувствительных датчиков. Датчики обычно выполнены на основе CCD (charge-coupled device) или CMOS (complementary metal oxid semiconductor) технологий. Обычно один элемент матрицы соответствует одному пикселю конечного изображения

Каждая ячейка такой матрицы просто подсчитывают фотоны. Т.е. формируемый в датчике-ячейке электрический заряд прямо пропорционален количеству света попадающего в него. Отметим также один важный момент, в RAW-файле от CFA-камеры содержится, прежде всего информация о яркости полутонов, т.е. об оттенке серого каждой ячейки матрицы. Т.е какая матрица несет только чернобелую информацию.

Чтобы сделать цветное изображение каждый чувствительный элемент закрыт цветным сфетофильтром в виде цветовой мозайки. В этом случае каждый элемент воспринимает только красный, зеленый или синий свет. Но и в этом случае матрица способна фиксировать только интенсивность света. Цветная мозайка нужна для того, чтобы по ней потом вычислить цветную информацию. В большинстве камер используется схема раскраски элементов, называемая фильтром Байера.

Возможны также и другие варианты раскраски и расположения элементов. Некоторые камеры используют вместо RGB, CMY цветофильтры, так как последние пропускают больше света. Иногда также используются дополнительный четвертый цвет фильтра для более точной передачи цветовых оттенков. Однако независимо от цвета используемых фильтров, каждая ячейка воспринимает только один цвет. Т.е. ячейка находящаяся под красным фльтром определяет яркость красной составляющей света части изображения проецируемого именно на эту ячейку, ячейка под зеленым фильтром - соответственно зеленую составляющую и т.п.

RAW-файлы содержат информацию двух типов. Во-первых, это данные об освещенности каждого пикселя. Во-вторых, это метаданные. Метаданные, буквально, это "данные о данных". Для примера, в RAW и JPEG файлах содержатся EXIF-метаданные (Exchangeable Image Format), в которых содержатся данные о снимке, такие как тип и серийный номер камеры, значения выдержки и диафрагмы, фокусное расстояние объектива и использовалась ли вспышка. RAW-файлы содержат также дополнительные метаданные необходимые RAW-конвертору при преобразовании RAW снимка в RGB картинку.

Кроме информации о яркости каждого пикселя, большинство RAW-форматов включают в метаданные так называемое декодирующее кольцо (decoder ring), в котором описан порядок размещения элементов мозаики цветового фильтра над чувствительными ячейками матрицы. Эта информация позволяет RAW-конвертору понять какой цвет представляет конкретно взятая ячейка. RAW-конвертор использует эту информацию при преобразовании полутонового RAW-снимка в цветное изображение интерполируя "предполагаемый" цвет каждого пикселя опираясь на значение яркостей нескольких соседних ячеек матрицы, а также на информацию о цвете фильтра соответствующего этим ячейкам. Этот процесс обычно называют "разбор мозаики" (demosaicing). Он играет ключевую роль в конвертировании RAW-снимка, но не только он. RAW-преобразование, кроме процесса разбора мозаики, включает следующие шаги, и не важно кто это дедает, процессор камеры или программа на компьютере:

• Баланс белого (White balance). применяет цветокорректировку в соответствии с настройками Баланса Белого Установленный в камере баланс белого не оказывает влияние на данные о цвете пикселей при съемке в RAW-файл. Установленные параметры просто записываются в раздел метаданных RAW-файла. Некоторые RAW-конверторы могут использовать эти данные и применять их по умолчанию при конвертировании изображения, оставляя пользователю возможность отключить эту опцию. Однако, некоторые RAW-конверторы могут полностью игнорировать эту информацию и устанавливать баланс белого на основываясь на свой собственный алгоритм анализа данных RAW-снимка.



• Колориметрия (Colorimetric interpretation). В RAW-файле для каждого пикселя записывается яркость одного из цветов фильтров мозаики (например красного, зеленого или синего). Но красный, зеленый или синий цвет это довольно неопределенные термины. Если взять сотню людей и попросить их представить красный цвет, мы конечно же увидели сто различных оттенков красного, имей мы возможность читать их мысли.
  
  В цифровых камерах используется огромное количество различных цветофильтров. Поэтому RAW-конвертор должен точно представлять что означают "red", "green" или "blue" пиксели. Обычно это описывается в колометрическом цветовом пространстве CIE XYZ, основанном непосредственно на человеческом цветовосприятии.
  
  
• Корректировка гаммы (Gamma correction). Цифровой RAW-снимок имеет линейную гамму (гамма 1.0), что сильно отличается от тонального восприятия фотопленки или человеческого глаза. RAW-конвертор производит коррекцию гаммы ,перераспределяя информацию о полутонах, что больше соответствует тому как человеческий глаз видит света и тени.
  
  
• Снижение шума, устраниение алиасов и повышение резкости Часто возникают проблемы с очень мелкими деталями изображения. Если деталь изображения проецируется лишь на один пиксель матрицы, только на красный или синий, RAW-конвертор может затратить значительное время расчитывая какого же все-таки цвета должен быть этот пиксель изображения на самом деле. Простейшие методы "разбора мозаики" ничего не делают для обработки граничных деталей, в то время как многие RAW-конверторы производят обработку границ и удаления алиасов с целью устранения цветовых артифактов, понижения шума и улучшения четкости изображения.
  
  

И лишь затем результат записывается в TIFF (или JPEG) формате на носитель.

Все RAW-конверторы выполняют вышеперечисленные действия, но используемые алгоритмы могут сильно различаться. Вследствие этого одно и тоже изображение может довольно сильно различаться будучи обработано разными RAW-конверторами. Одни конверторы делают тона более "плоскими", предоставляя возможность последующей коррекции. Другие, наоборот, изменяя кривые контрастов делают изображения больше похожим на пленочное.

И все-таки, обработку RAW-изображения нельзя назвать "совершенно корректной". Производители имеют свою субъективную точку зрения, как наилучшим образом "должно выглядеть" ваше изображение, и соответствующим образом подстраивают свои конверторы для получения ожидаемого ими результата.

Из всего выше сказанного следует, что RAW файлы являются апартно зависимыми. Ситуация усугубляется еще и тем, что каждый производитель по своему записывает информацию в RAW файл, причем эта информация зачастую засекречена и патентована. Все это приводит к невозможности создать один универсальный конвертер, который подходил бы ко всем RAW файлам.

JPEG и TIFF против RAW

RAW — это просто оцифрованный сигнал яркости с каждого сенсора, прошедший лишь предварительную (калибровочную) обработку firmware камеры (исправление отклонений ДАННОЙ матрицы от среднестатистической, иногда - «софтовый ремонт» (ремаппинг) битых пикселей. Это чёрно-белый массив данных. Но это уже «цифровые» данные, они имеют свою разрядность (8, 10, 12бит) и ограничения (соответственно 2^8=256, 2^10=1023, 2^12=4096). (Сейчас наверное уже нельзя найти RAW у которого разрядность была бы ниже 12бит.) Дальше у этой информации два принципиально разных пути. Она либо записывается на флеш-память в файл *.CRW (иногда с внутренним сжатием на манер ZIP-а, без потерь), либо (в большинстве случаев) поступает в процессор фотоаппарата на обработку. А процессор делает выше описанные действия.

Изображения JPEG, кроме всего, имеют значительные ограничения для редактирования тонов и цветов, что связано с разбивкой изображения на блоки 8х8 пикселей заложенном в алгоритме JPEG-компрессии. Кроме того JPEG выполняет обработку данных о яркости и подвергает значительной компрессии цветовые данные. Причем это особенно заметно на участвках изображения с телесными тонами и мякгими градациями, если вы пытаетесь редактировать JPEG.

Когда вы снимаете RAW, вы получаете независимый контроль интерпретацией изображения черерез все вышеупомянутые особенности конветирования. Только три параметра установленные на камере действительно влияют на ваш RAW-снимок: чувствительность ISO, выдержка и значение диафрагмы. Все остальное, полностью в ваших руках, при конвертировании файла. Вы по своему усмотрению можете изменять баланс белого, колориметрические параметры, параметры передачи полутонов и обработки деталей (повышение четкости и подавление шумов). Эти действия, однако, могут быть ограничены возможностями того или иного RAW-конвертора.

Практически все камеры выдают RAW-снимки с 12-битным разрешением (4096 полутонов). JPEG-формат, как правило, ограничивает это 8-ю битами на канал. Таким образом, когда вы снимаете в JPEG-формат, вы доверяете встроенному в камеру RAW-конвертору отбросить довольно большую часть информации об изображении (примерно 30%) в надежде, что после этого изображение будет достаточно достоверным. Наблюдается довольно сильная тенденция производителей камер сильно увеличивать контраст при RAW-JPEG конвертации, делая изображение JPEG похожим на изображение слайда. В результате этого теряется около одной ступени в динамическом диаппазоне изображения и вы не имеете возможности контроллировать, какая часть информации отбраковалась.

Думаю тепрь понятно, чем в самам простом варианте, RAW-12бит отличается от 8 битного Jpeg, а тем же чем отличается 256 от 4096. В большинстве случаев может и не понадобится 12 бит на канал. Как было сказано выше, разница между Jpeg и RAW в большинстве случаяв не превышает одного процента. Дак стоит ли ради этого все усложнять? Почему владельцы многочисленных цифромыльниц без RAW не стонут от несправедливости? Может всё это вообще на глаз не видно? Подведем итог, снимать в RAW стоит тогда когда у вас нет уверенности в правильно установленной экспозиции, балансе белого, уровне резкозти, а также когда снимаемая сцена имеет большое количество цветов и большой диапазон яркостей. Будем считать я вас предупредил, а все остальное лежит на вашей совести.

Счастливым обладателям 12-битного RAW(в отличие от 8-битного) «в нагрузку» даётся возможность экспокоррекции плюс-минус 2EV (2 «стопа») почти без потери качества (относительно соответствующего повышенного ISO в случае положительной коррекции) ЗАДНИМ ЧИСЛОМ, при конвертации. Т.е. кадры снятые на ISO400 нормально и кадры снятые на ISO100 с недодержкой и «вытянутые» в конверторе отличаются мало. Это позволяет не слишком заботиться о точности экспозамера и не тратить время на точечные замеры — пусть ценой некоторго шума, но детали в тенях не пропадают в большинстве случаев.

Вся неприятность ситуации состоит в том, что понять насколько удачны выставленные при съёмке параметры можно только ПОСЛЕ съёмки — посмотрев результат, желательно на большом мониторе. Т.е. когда исправить уже поздно. А формат RAW (в случае если его камера «отдаёт») позволяет вообще не выставлять никаких параметров цвета-контраста-шарпа при съёмке (всё в авто)! На компьютер ставится точный программный аналог камерного процессора (RAW-конвертер) и можно получить на выходе варианты при ЛЮБЫХ параметрах и сравнить их между собой в спокойной обстановке. При недостатке же времени можно запустить пакетное конвертирование с параметрами «AS SHOT» и получить ровно те же JPEG-и которые камера выдала бы на полном автомате.

Не ошибаться очень трудно. Ручной баланс белого конечно многое спасает, но катастрофически снижает оперативность (вот Вы увидели что на вечеринке завязалось нечто... или что Ваш ребёнок заполз куда-то и вот сейчас... Если Вы начнёте обкладывать место действия листами белой бумаги и лихорадочно вспоминать на какие кнопки нажимать для выставления ББ, в 99% случаев интересный момент будет упущен.) Единственный выход — снимать на автомате, а он часто ошибается. Второй выход — РББ «задним числом» есть ТОЛЬКО у снимающих в RAW (о нём — чуть ниже).

Если вы раньше относили отснятые пленки в минилаб, а не разводили свой собственный проявитель, то сейчас ситуация проще. У каждого в фотоаппарате есть свой собственный минилаб который и сделает всю работу по проявке RAW за считанные доли секунд. Думаю к этому времени вы уже решили для себя в чем снимать. Тут правда надо учитывать еще один момент. Если ваша камера отдает RAW файлы, то даже если вы убежденный сторонник съемки в jpeg, то все равно стоит хотя бы один раз попробовать сравнить этот самый камерный jpeg, с тем который получается на компьютере. Дело в том, что бывают случаи, когда невооруженным взглядом видно отличия камерного jpeg от компьютерного. И отличия эти далеко не в пользу камерного. По видимому некоторые производители пологают, что раз у вас есть RAW, то качественный камерный jpeg вам ни к чему. Причем ситуация примерно такая, чем профессиональнее камера, тем хуже у нее jpeg.

Вы спросите а как же tiff? Да никак. Если вы внимательно читали, то вывод получается примерно следующий. Самая большая потеря информации происходит на этапе разбора мозайки. А если параметры конвертации выбраны автоматикой камеры не правильно, то какая разница в какой формат сохранять: jpeg или tiff. Все равно информации там уже нет, произошла обрезка. А tiff к тому же занимает как минимум в 2 раза больше места на карте памяти, а если он 16 битный то и во все 4 раза. Может появиться вопрос, а почему же тогда RAW, раз он самый качественный, занимает, сравнительно, так мало места? Правильно... потому что он несет только чернобелую информацию, а tiff уже конвентирован и для каждого пиксела несет три составляющие цвета RGB. Поэтому снимать в tiff при наличии RAW просто глупо.

От теории к практике

В общем, я не ставил перед собой цель уговорить вас снимать в RAW, но предположим что у вас на руках оказался этот самый пресловутый RAW файл. Что же с ним делать? Самое первое что необходимо, это программа преобразования RAW файлов - RAW конвертер. Второе - это умение с ней работать. Тут все просто, как с пленкой. Нужен проявитель, а чтобы его сделать нужны химикаты и нужен рецепт. Тут, по сути, все тоже самое.

Первое что приходит на ум, это Фотошоп. Версия его должна быть CS2 и выше. В комплект его поставки входит замечательная утилита Camera RAW. Просто запустите Фотошоп и попытайтесь открыть ваш файл. Возможно, что сразу ничего не выйдет, дело в том что с Фотошопом поставляется старая версия этой самой Camera RAW. Ничего страшного, нужно скачать последнюю версию с сайта http://www.adobe.com/ и скопировать файл Camera Raw.8bi в каталог C:\Program Files\Common Files\Adobe\Plug-Ins\CS2\File Formats. После этого повторить попытку. если и после этого ничего не получилось, то необходимо на этом же сайте уточнить поддерживается ли ваша модель камеры в самой новой версии RAW Camera.

Второе что приходит в голову, если конечно это файл от вашей камеры (неужели я всетаки вас уговворил...) покопаться в компакт дисках, которые идут вместе с камерой. Там наверняка должна быть программа для конвертации RAW файлов.

Для начала этих двух программ вполне достаточно, потом когда вы поймете что к чему, то найдете множество других программ для конвертации RAW файлов. И даже будете знать что каждой из них удается лучше другой. Хороших и разных проявителей много не бывает и цифровая фотография вовсе не исключение.

Итак, приступим. Для конвертации файла при помощи фотошопа запускать его вовсе не обязательно. Намного удобнее запустить входящую в комплект поставки фотошопа программу Adobe Bridge (в переводе - мост). Значимость этой программы трудно переоценить. Она выполняет такую важную работу, как просмотр, сортировка, изменение метаданных, поиск по метаданным, назначение меток и рейтингов для файлов, а также может создавать иконки для RAW файлов и записывает их отдельно, что дает возможность гибко работать с ними в будующем. Если в окне этой программы на пиктограмме файла нажать правую кнопку мыши и из выпадающего меню выбрать Open in Camera RAW, то запустится RAW конвертор, если конечно это RAW файл. Вы также можете выбрать несколько файлов одновременно, осуществив тем самым пакетную обработку. Если выполнить двойной клик на пиктограмме файла, то запустится вначале фотошоп, а затем уже Camera RAW, что потребует больше времеи и памяти. И если комппьютер у вас слабенький, то это может сильно замедлить работу.

После загрузки файла в Camera RAW перед нами открывается слева изображение, а справа находятся закладки, с помощью которых можно управлять опциями конвертации. При обработке RAW файлов надо придерживаться строго определенного алгоритма. Первое с чего нужно начинать - это баланс белого. Если параметры сьемки были сложные, допустим лампы накаливания с подсветкой переднего фона вспышкой. То вполне может оказаться что не один из вариантов в списке вас не устроит. Тут можно вспомнить про баланс белого задним числом. Для этого нужно было просто сфотографировать белый обьект при тех же условиях освещенности. После чего загрузить этот файл в Camera RAW и пипеткой указать на белый предмет. После чего вы получите два параметра - Temperature и Tint. После того нужно перейти на требуемый файл и выставить в этих же полях те же значения этих параметров.

Вообще надо сказать, что с цветами фотошоп обращается совсем не так, как родной конвертер от вашей фотокамеры. Причем расхождения довольно существенные. В чем тут дело неясно, возможно эта последствия всеобщей секретности при разработке матриц и конверторов к ним. В любом случае вы можете получить и камерный вариант и еще множество альтернативных вариантов, что согласитесь, совсем не плохо, да еще если кадр этого стоит и имеет некоторую художественную ценность.

После того как вы закончили с балансом белого, необходимо установть экспозицию (Exposure), (Shadows) - аналог левого ползунка в уровнях, (Brighness) - средний ползунок, контраста - (Contrast) и насыщенности - (Saturation). Для начала я рекомендую сделать первые три пареметра по автомату, а вот контраст и насыщенность установить в ноль.

Далее переходим на вторую закладку и устанавливаем параметры как на рисунке. Sharpness - это резкозть, Luminance Smoothing - , Color Noise Reduction - убирает цветной шум. Почему я рекомендую выставить резкозть в ноль? Потому что в этой резкозти нет такова важного параметра - как пороги. Очень редко нужна одинаковая резкозть по всему кадру, а эта резкозть как раз так и действует. Гораздо более лучшый результат получается с фильтром фотошопа - нерезкая маска (Unhasp Mask).

Этих настроек уже достаточно чтобы открыть изображение в фотошоп или сохранить в Jpeg. Однако есть еще один вариант настроек, заслуживающий внимание. Это установить Brighness в ноль, после чего снимок потемнеет, чтобы вернуть яркость будем увеличивать коррекцию экспозиции. Такой способ кажется более логичным и цвета получаются более близкие к тем, которые получаются в родном конверторе. Но как говорится на вкус и цвет... у каждого свое мнение.

В заключение скажу, что если вы захотете в конверторе увеличить контрас, то лучше делать это на закладке Curve (Кривые). Потому что ползунок добавляет контрас линейно, что не всегда хорошо. Также этот конвертор позволяет убрать хроматические абберации, что согласитесь в нагрузку неплохо. Но самое главное, он позволяет произвести интерполяцию с увеличением размера изображения, и алгоритмы заложенные в него отличаются от обычной бикубической интерполяции. Поэтому если вы планируете распечатать свой снимок на большой формат, А3 и более, то этой возможностью просто необходимо воспользоваться. И еще, когда будете двигать ползунки экспозиции и Brighness, то нажмите в это время клавишу Alt - думаю вы догадаетесь как это работает.

А.Горбунов.