İşlenmemiş bir RAW dosyası neye benziyor?


84

İnsanların RAW dosyalarını işleme koymak için Lightroom veya Darktable gibi süslü yazılımlar kullandığını biliyorum. Ama ya yapmazsam? Dosya neye benziyor sadece RAW ?


21
Matris. Matris gibi gözüküyor.
Hueco

2
İlgili; RAW dosyalar piksel başına 3 renk mi, yoksa sadece bir tane mi depolar? ve Neden Kırmızı, Yeşil ve Mavi ışığın ana renkleridir? bu da dijital kamera sensörlerinin nasıl minicik olduğunu, nasıl göründüğünü / beynin , bir anlamda gerçekten sık sık düşündüğümüz gibi olmadığını algıladığını açıklıyor .
Michael,

3
@Hueco, bir Bayer matrisi, belki de.
Mark

Bunu sohbet etmek için kanonik bir soru olarak en iyi nasıl ele alacağımız hakkındaki tartışmayı değiştirdim . Lütfen orada devam edelim, böylece karar ne olursa olsun yorumlarda gürültü çıkarmaz.
AJ Henderson

1
Ne yapar? Değil gibi bakmak "düz dışı kamera ham görüntü" birçok millet onlar ham işleme uygulamasında bir ham görüntü dosyasını açtığınızda sahip oldukları düşünüyor. Bu sorunun temeli budur.
Michael C,

Yanıtlar:


183

Çeşitli RAW dosya türlerini okuyan ve bunlardan piksel verilerini çıkaran dcraw adında bir araç var - aslında açık kaynak kodunun en altındaki orijinal kod ve hatta ticari RAW dönüşüm yazılımı.

Kameramdan bir RAW dosyam var ve dcraw'ı dosyadan gerçek, ölçeklendirilmemiş 16 bitlik değerler kullanarak görüntü oluşturmasını söyleyen bir modda kullandım. Bunu algılayıcı gama kullanarak (ve yükleme için küçültülmüş) paylaşmak için 8 bit JPEG'e dönüştürdüm. Bu gibi görünüyor:

dcraw -E -4

Açıkçası, sonuç çok karanlık, genişletmek için tıklarsanız ve monitörünüzün iyi olması durumunda, bir şeyle ilgili bazı ipuçları görebilirsiniz .

İşte aynı RAW dosyasından oluşturulan kamera dışı renkli JPEG:

kamera dışı JPEG

(Fotoğraf kredisi: bu arada kızım kameramı kullanıyor.)

Sonuçta tamamen karanlık değil. Tüm verilerin tam olarak nerede saklandığı ile ilgili detaylar en derinlemesine bir soruyla kapsanmaktadır , ancak kısaca, tipik bir ekranda 8 bit JPEG'de mevcut olan koyu ve ışık aralığında verileri genişleten bir eğriye ihtiyacımız var .

Neyse ki, dcraw programı daha "kullanışlı" fakat yine de zor işlenmiş bir görüntüye dönüşen başka bir moda sahip. Bu, en koyu siyah ve en parlak beyazın seviyesini ayarlar ve verileri uygun şekilde yeniden ölçeklendirir. Ayrıca beyaz dengesini otomatik olarak veya RAW dosyasına kaydedilen kamera ayarlarından ayarlayabilir, ancak bu durumda yapmamasını söyledim çünkü mümkün olan en düşük işlemi incelemek istiyoruz.

Sensördeki fotositler ile çıktıdaki pikseller arasında birebir yazışmalar var (yine de bunu yükleme için küçültdüm). Bu gibi görünüyor:

dcraw -d -r 1 1 1 1

Şimdi, bu açıkça bir görüntü olarak tanınabilir - ancak bunu yakınlaştırırsak (burada, her piksel aslında 10 × büyütülmüşse), hepsini görüyoruz ... dotty:

10 × zoom ve kırpma

Bunun nedeni, sensörün bir renk filtresi dizisi tarafından kaplanmış olmasıdır - minik renkli renkler her bir fotozitin boyutunu filtreler. Kameram bir Fujifilm kamerası olduğu için Fujifilm'in "X-Trans" olarak adlandırdığı bir kalıp kullanılır:

10 × xtrans

Belirli bir model hakkında ilginç olan bazı detaylar var, ama genel olarak bu çok önemli değil. Günümüzde çoğu kamera Bayer deseni denilen bir şey kullanır (6x6 yerine her 2x2'de bir tekrar eder). Her iki desende kırmızı veya mavi olanlardan daha fazla yeşil filtre alanı vardır. İnsan gözü bu aralıktaki ışığa karşı daha duyarlıdır ve bu nedenle daha az gürültüyle daha fazla ayrıntıya izin veren piksellerin daha fazla kullanılması.

Yukarıdaki örnekte, orta kısım, mavi renkte bir RGB olan, çok kırmızı ve mavi olmayan yeşil bir yamaçtır. Bu yüzden karanlık noktalar kırmızı filtre alanlarıdır - karanlıktır çünkü o alan o filtreden geçen dalga boylarında o kadar fazla ışığa sahip değildir. Sağ üst köşedeki diyagonal şerit koyu yeşil bir yapraktır, bu nedenle her şey biraz karanlıkken, yeşil - bu sensör desenine sahip 2 × 2 büyük bloklar - göreceli olarak en parlak olanı yeşil görebilirsiniz.

Her neyse, işte tam 1: 1 (tam sürüme ulaşmak için tıkladığınızda, görüntüdeki bir piksel ekranda bir piksel olacak) kamera dışı JPEG bölümü:

1: 1 kamera dışı görüntünün mahsulünü görüntüleme

... ve işte yukarıdaki hızlı gri tonlamalı dönüşümden aynı alan. Stippling'i X-Trans deseninden görebilirsiniz:

Dcraw -d -r 1 1 1 1 sürümünün 1: 1 kesimi

Aslında bunu alabilir ve pikselleri, dizideki yeşile karşılık gelenler gri, kırmızıdan kırmızıya ve maviden maviye yeşil düzeyleriyle eşlenecek şekilde renklendirebiliriz. Bu bize verir:

Xtrans renklendirmeli 1: 1

... veya tüm resim için:

xtrans renklendirme ile dcraw -d -r 1 1 1 1'den tam görüntü

Yeşil oyuncu çok belirgindir, bu da sürpriz değildir, çünkü kırmızı veya maviden 2 than × daha fazla yeşil piksel vardır. Her 3 × 3 blokta iki kırmızı piksel, iki mavi piksel ve beş yeşil piksel bulunur. Buna karşı koymak için, bu 3x3 blokların her birini tek bir piksele dönüştüren çok basit bir ölçeklendirme programı yaptım . Bu pikselde, yeşil kanal beş yeşil pikselin ortalamasıdır ve kırmızı ve mavi, karşılık gelen iki kırmızı ve mavi pikselin ortalamasını oluşturur. Bu bize verir:

xtrans renklendirilmiş, naif blok demosaicking

... bu aslında yarı fena değil. Beyaz dengesi kapalı, ancak bilerek ayarlamaya karar verdiğim için bu sürpriz değil. Bir görüntüleme programında "otomatik beyaz dengesine" vurmak bunu telafi eder (ilk önce dcraw'ın bunu ayarlamasına izin verir gibi):

xtrans renklendirilmiş, naif blok demosaicking + otomatik seviye

Fotoğraf makineleri ve RAW işleme programlarında kullanılan daha karmaşık algoritmalara göre ayrıntı mükemmel değildir, ancak açıkça orada temelleri vardır. Daha iyi yaklaşımlar, büyük bloklardan ziyade her pikselin etrafındaki farklı değerleri ağırlıklandırarak tam renkli görüntüler oluşturur. Fotoğraflarda renk genellikle yavaş yavaş değiştiğinden, bu oldukça iyi çalışıyor ve piksel boyutlarını düşürmeden görüntünün tam renkli olduğu görüntüler üretiyor. Kenar eserler, gürültü ve diğer sorunları azaltmak için akıllı hileler de vardır. Bu işleme "demosaicing" adı verilir çünkü renkli filtrelerin deseni çini mozaiğine benzer.

Ben bu görüşü varsayalım (Gerçekten herhangi bir karar yapmadığını ve otomatik akıllı bir şey yapmadım programı) olabilir böylece birçok internet argümanları biten RAW dosyasının "standart varsayılan görünümüne" olarak tanımlanmıştır. Ancak, böyle bir standart yoktur - bu “naif” yorumlamanın özel olduğu bir kural yoktur.

Ve bu mümkün olan tek başlangıç ​​noktası değil. Tüm gerçek dünya RAW işleme programları , yük altında yeni bir RAW dosyaya uygulamak için temel varsayılan durum hakkında kendi fikirlerine sahiptir. Bir şeyler yapmalılar (aksi halde bu yazının en üstünde karanlık, işe yaramaz bir şey olur) ve genellikle basit el ile dönüştürmemden daha akıllıca bir şey yaparlar, bu mantıklıdır, çünkü bu daha iyi sonuçlar verir.


4
Güzel resim. Ve harika cevap.
Marc.2377


7

Çoktan mattdm tarafından oldukça iyi cevaplandığını biliyorum ama bu makaleyi ilginç bulabileceğinizi düşündüm :

Veri Genetiği: Dijital Kameralar Nasıl Çalışır?

Bağlantının kopması durumunda, işte özet:

İnsan gözü, yeşil dalga boyu bölgesindeki renklere karşı en duyarlıdır (güneşimizin en yoğun şekilde yeşil bölgede yayılması gerçeğiyle çakışmaktadır).

Kamera gözü (şarj bağlı cihaz (CCD) veya ücretsiz metal oksit yarı iletken (CMOS)) renge karşı değil, yalnızca ışık yoğunluğuna duyarlıdır.

Optik filtreler, farklı ışık dalga boylarını filtrelemek için kullanılır. Örneğin, yeşil geçiş filtresi yalnızca yeşil ışığın geçmesine izin verir.

Dijital kameralarda kullanılan optik filtreler, tek tek piksel sensörlerinin boyutudur ve sensör dizisine uyacak şekilde bir ızgarada düzenlenir. Kırmızı, yeşil ve mavi (koni hücrelerimiz gibi) filtreleri kullanılır. Bununla birlikte, gözlerimiz yeşile daha duyarlı olduğu için, Bayer dizi filtresinin her kırmızı ve mavi piksel için 2 yeşil piksel filtresi vardır. Bayer dizisinde damalı bir desen oluşturan yeşil filtreler bulunurken, kırmızı ve mavi filtreler alternatif sıralar kaplar.

Asıl sorunuza geri dönün: işlenmemiş bir RAW dosyası neye benziyor?

Orijinal görüntünün siyah beyaz kareli kafesine benziyor.

RAW dosyalarını sonradan işlemek için kullanılan fantezi yazılım önce Bayer filtresini uygular. Bundan sonra gerçek görüntüye daha çok benziyor, doğru yoğunlukta ve yerlerde renkli. Bununla birlikte, Bayer filtresinden gelen RGB ızgarasının eserleri hala vardır, çünkü her piksel yalnızca bir renktir.

Renk kodlu RAW dosyasını düzeltmek için çeşitli yöntemler vardır. Pikselleri yumuşatmak bulanıklaştırma işlemine benzer, bu nedenle çok fazla düzgünleştirme kötü bir şey olabilir.

Demosaicing yöntemlerinden bazıları burada kısaca açıklanmıştır:

En Yakın Komşu: Bir pikselin değeri (tek renk) diğer renkli komşularına uygulanır ve renkler birleştirilir. Bu işlemde hiçbir "yeni" renk oluşturulmaz, yalnızca kamera algılayıcısı tarafından algılanan renklerdir.

Doğrusal İnterpolasyon: örneğin, iki bitişik mavi değeri ortalar ve ortalama mavi değeri, bitişik mavi pikseller arasındaki yeşil piksele uygular. Bu keskin kenarları bulanıklaştırabilir.

Kuadratik ve kübik enterpolasyon: Doğrusal enterpolasyona benzer, arada renk için daha yüksek dereceli yaklaşımlar. Daha iyi uyum sağlamak için daha fazla veri noktası kullanırlar. Doğrusal, sadece ikisi arasında, üçte ikinci dereceden görünüyor ve dörtte bir kübik, renk arasında bir renk oluşturmak için.

Catmull-Rom Splines: kübiklere benzer, ancak aradaki rengi oluşturmak için her bir noktanın gradyanını dikkate alır.

Yarım Kosinüs: İnterpolasyon yönteminin bir örneği olarak kullanılır, her benzer renk çifti arasında yarım kosinüs oluşturur ve aralarında yumuşak bir eğri vardır. Bununla birlikte, makalede belirtildiği gibi, renk dizilimi nedeniyle Bayer dizileri için herhangi bir avantaj sağlamaz. Doğrusal enterpolasyona eşdeğerdir ancak daha yüksek hesaplama maliyetiyle.

Daha üst seviye işlem sonrası yazılımı daha iyi ağırlık kaldırma yöntemleri ve akıllı algoritmalar içerir. Örneğin, keskin kenarları veya yüksek kontrast değişikliklerini tanımlayabilir ve renk kanallarını birleştirirken keskinliklerini koruyabilirler.


-6

Bence çoğu insan, ham dosyaların kamera sensörünün dışına çıkan bir dizi piksel değeri olduğunu düşünüyor. Gerçekten de böyle olan durumlar vardır ve yazılımın görüntüyü yorumlayabilmesi için sensör hakkında bazı bilgiler vermeniz gerekir. Ancak, tüketici kameralarının çoğu, genellikle TIFF dosyası spesifikasyonuna uyan az miktarda "ham dosyalar" verir (bazı durumlarda renkler kapalı olabilir). Biri dosya uzantısını ".tif" olarak değiştirmeyi deneyebilir ve dosyayı açarken ne olacağını görebilirsiniz. Sanırım bazılarınız iyi bir resim görecek ama herkes için değil çünkü farklı kamera markalarının bunu nasıl çözdüğü arasında farklılıklar var.

"Gerçek ham dosya" yerine TIFF dosyası iyi bir çözümdür. Bir TIFF dosyası renk başına 16 bit içerebilir. Bu tanıdığım tüm kameralar için yeterli.

Ed: Bu cevabın neden indirildiğini merak ediyorum. Bu sorunun cevabı esasen doğrudur (kamera üreticilerinin TIFF yapılarını kullanmak zorunda olmadıklarını, ancak çoğunun kullandığı gerçeği nedeniyle).

Sensörün hemen dışındaki piksel dizisi hakkında, böyle bir şey beklemek saçma değildir. Çünkü tüketici kamera pazarı dışındaki pek çok sensör bu şekilde çalışıyor. Bu durumlarda, sensörü tanımlayan ayrı bir dosya sağlamalısınız.

Bu arada, “RAW” kelimesi kullanıldığından işlenmemiş sensör verilerini elde ettiğimiz anlamına gelmelidir. Ancak kamera üreticilerinin ham dosyalar yerine yapılandırılmış bir format kullanmaları makul. Bu şekilde fotoğrafçının sensör verilerini tam olarak bilmesi gerekmez.


2
Ben var TIFF olarak .CR2 dosyaları "iyileşti" dosya kurtarma uygulamaları vardı. Bu dosyalar TIFF'ler ile çalışabilecek herhangi bir uygulamayı kullanarak açılmaz. Dosya uzantılarını tekrar .cr2 olarak değiştirmek onları mükemmel bir şekilde kullanılabilir hale getirdi.
Michael,

5
Bu, RAW dosyalarının genellikle TIFF format kapsayıcılarını kullanmadığını söylemez - bu kesinlikle doğru. Sadece gördüğünüz şey muhtemelen aradığım anlamda "RAW" veri değil.
mattdm

2
Tamam, netleştirmek için, dosya TIFF dosya biçimindeki yapıları kullanır. Ancak tam olarak TIFF şartnamesinin söylediği gibi yapılmadığından, kesin bir TIFF dosyası değildir. Ancak mesele şu ki, dosyayı okumak için bir TIFF kütüphanesi kullanılabiliyor. O dosyayı okumak için her şeyi sıfırdan yapmak zorunda değilsiniz.
Ulf Tenn,

5
Herhangi bir anlamı olan hiç kimse bir RAW dosyasının herhangi bir zaman, kamera bilgisi, vs. gibi herhangi bir meta verisi olmadan doğrudan sensörden veri olmasını beklemeyecektir. ayrıca, verinin işlemden geçmeden sensörden "düz" olduğu kavramsal ilkesini azaltmaz.
whatsisname,

3
TIFF aslında bir görüntü formatı değil, bir konteynerdir. Verileri TIFF'de saklayabilir ve kamerada belirli bir bilgisi olmayan herkesin kullanabileceği bir görüntü yerine ham sensör verileri olmasını sağlayabilirsiniz.
ths
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.