Tại sao tôi có thể điều chỉnh cân bằng trắng của tệp RAW mà không phải là tệp JPEG?

Gần đây tôi đã bắt đầu cài đặt máy ảnh DSLR của mình để lưu các tệp RAW và sử dụng Adobe Lightroom để xử lý chúng. Tuy nhiên, tôi vẫn sử dụng máy ảnh nhỏ của mình và chụp rất nhiều máy ảnh không có tùy chọn để lưu tệp RAW. Tôi cũng nhận thấy rằng trong phòng sáng, các tùy chọn cân bằng trắng khác với tệp RAW so với tệp JPEG. Với các tệp RAW, bạn có tùy chọn từ một số cài đặt cân bằng trắng (đèn huỳnh quang, halogen, tự động, v.v.), trong khi với JPEG thì không. Tại sao lại thế này?

Câu trả lời nhanh và ngắn:

Tất cả các hình ảnh bắt đầu dưới dạng tệp RAW phải có cân bằng màu được áp dụng cho chúng.

Đối với hình ảnh jpeg, việc chuyển đổi này được thực hiện trong máy ảnh bằng cách sử dụng cài đặt cân bằng trắng của máy ảnh. Như đã đề cập ở trên, Lightroom không có đủ thông tin để hoàn tác việc chuyển đổi này.

Các tệp RAW đã lưu không có biến đổi được áp dụng bởi máy ảnh, cho phép bạn, người chụp ảnh quyết định sau này bạn muốn áp dụng chuyển đổi cân bằng trắng nào.

Chúng ta hãy xem hình ảnh được chụp bởi cảm biến (RAW) là hiệu chỉnh và trung tính.

Phương trình sau đây để tạo ra một JPEG cân bằng màu là:

JPEG = RAW * T

trong đó T là color balance transformation

Thông thường để áp dụng cân bằng màu khác nhau cho JPEG, bạn sẽ cần áp dụng nghịch đảo biến đổi as-shot cho JPEG (để khôi phục ảnh trung tính)

NEUTRAL = JPEG * 1/T

sau đó áp dụng chuyển đổi màu mới

NEW_JPEG = NEUTRAL * T2

Thật không may, hình ảnh JPEG (ít nhất là hình ảnh được tạo bởi Nikon D50 của tôi) không bao gồm cài đặt nhiệt độ của hình ảnh khi chụp. Vì vậy, điều đó có nghĩa là T của phương trình không xác định bởi Lightroom khi bạn chỉ có hình ảnh JPEG. Vì vậy, nó không thể áp dụng biến đổi nghịch đảo để khôi phục hình ảnh trung tính.

Thay vào đó, nó sử dụng các phép biến đổi chung khác nhau để biến đổi sự cân bằng màu sắc.

Câu trả lời kỹ thuật tuyệt vời cho đến nay. Đây là một sự tương tự đơn giản có thể không chính xác nhưng dù sao:

Một tệp RAW giống như một bộ phim âm bản. Bạn có thể làm việc với nó trong phòng tối (Lightroom) và in nó (JPG). JPG giống như một bản in. Sau khi in, bạn không thể làm gì nhiều.

Câu trả lời của Decastlejau cung cấp một số hiểu biết kỹ thuật tuyệt vời cho những người như tôi yêu tất cả những thứ kỹ thuật. Đối với sự rụt rè của hart khi nói đến toán học, đây là một câu trả lời ít phức tạp hơn. Với RAW, bạn có dữ liệu cảm biến ban đầu, thường được lưu dưới dạng đọc SENSOR màu đỏ, xanh lục hoặc xanh lam ban đầu cho từng pixel của cảm biến kỹ thuật số, cũng như các siêu dữ liệu khác như chi tiết phơi sáng, trạng thái camera (ví dụ cân bằng trắng), camera cài đặt và có thể là một loạt các dữ liệu bổ sung.

Một hình ảnh thô về cơ bản là một khối dữ liệu trực tiếp từ một cảm biến kỹ thuật số, thường là các pixel nhạy sáng màu đỏ, xanh lục và xanh lam (photosites) được sắp xếp trong một bộ lọc màu bayer . Vì RAW là dữ liệu cảm biến ban đầu, bạn có lượng thông tin tối đa có sẵn cho mình, thường bao gồm độ sâu bit (và phạm vi động) lớn hơn đáng kể so với hình ảnh được lưu thành định dạng khác. Đây là hình ảnh "trung tính" mà decastlejau đã đề cập ... không có điều chỉnh hoặc đường cong tông màu nào được áp dụng, nó thực sự là dữ liệu gốc.

Các pixel của ảnh RAW không ánh xạ trực tiếp tới các pixel trên màn hình và do đó, chúng không thể được xem trực tiếp. Để xem ảnh RAW, dữ liệu pixel cảm biến thô này phải được chuyển qua thuật toán kết xuất lấy dữ liệu cảm biến thô và áp dụng các điều chỉnh và suy hao khác nhau, chẳng hạn như đường cong âm sắc, điều chỉnh cân bằng trắng, điều chỉnh phơi sáng, v.v. để tạo các pixel màn hình mà mỗi pixel chứa các yếu tố đỏ, lục và lam. Thuật toán này phải được áp dụng bất cứ khi nào bất kỳ điều chỉnh nào được thực hiện đối với hình ảnh RAW để xem hình ảnh cuối cùng trên màn hình. Bằng cách làm việc với RAW theo cách này, bạn duy trì dữ liệu cảm biến ban đầu ở trạng thái nguyên sơ, cho phép bạn thay đổi hoàn toàn bất kỳ điều chỉnh nào trong "đường ống xử lý" này bất cứ lúc nào và xem kết quả lý tưởng trong hình ảnh được hiển thị trên màn hình. Hầu hết các thuật toán xử lý dữ liệu RAW dẫn đến MẤT thông tin trong hình ảnh cuối cùng ở mức độ này hay mức độ khác. Ví dụ, áp dụng một đường cong tông màu thường dẫn đến độ tương phản được cải thiện, nhưng mất đi dải động.

Hình ảnh JPEG, trái ngược với hình ảnh RAW, là hình ảnh đã được xử lý bằng thuật toán áp dụng đường cong tông màu, cài đặt cân bằng trắng, v.v. để tạo hình ảnh cuối cùng. Vì JPEG đã được xử lý, dữ liệu cảm biến ban đầu sẽ bị mất. Điều tương tự sẽ được áp dụng nếu máy ảnh của bạn lưu tệp TIFF thay vì JPEG ... xử lý dữ liệu cảm biến ban đầu "đóng băng" nó về trạng thái cuối cùng. Hình ảnh được xử lý không hoàn toàn không có khoảng trống và điều chỉnh vẫn có thể được thực hiện. Độ sâu bit càng cao và gam màu bạn lưu vào càng rộng, bạn sẽ càng có nhiều khoảng trống, tuy nhiên bạn sẽ không bao giờ có được mức độ linh hoạt như bạn đang sử dụng RAW.

Một ví dụ về khoảng không giới hạn là trong khu vực điều chỉnh cân bằng trắng. Mỗi pixel trong JPEG hiện chứa thông tin màu đỏ, xanh lục và xanh lam. Điều này giới hạn số lượng hiệu chỉnh cân bằng trắng mà bạn có thể đạt được mà không gặp phải các khối màu lẻ hoặc tách màu, đặc biệt là với các điều chỉnh lớn hơn. Có thể thực hiện các điều chỉnh như vậy xa hơn với RAW vì bạn có thể trộn lại từng pixel trong ảnh cuối cùng từ dữ liệu cảm biến màu đỏ, xanh lục và xanh lam ban đầu, cho phép bạn loại bỏ các sắc thái màu.

Trên thực tế bạn có thể điều chỉnh cân bằng trắng từ hình ảnh jpg. Chỉ có kết quả sẽ kém hơn nhiều so với kết quả bạn có thể nhận được từ tệp RAW. Như đã thảo luận tốt hơn nhiều về các câu trả lời khác, các tệp jpg chứa ít dữ liệu hơn nhiều so với các tệp RAW, do đó không có lề như vậy để thay đổi cân bằng màu. Điều này cũng đúng với các cài đặt tương phản và tương phản.

Nói rằng, dù sao cũng có thể thay đổi một chút cân bằng trắng của hình ảnh jpg bằng các chương trình khác, nhưng trong Lightroom, họ đã quyết định rằng kết quả kém mà bạn có thể quản lý từ các tệp jpg sẽ không đủ tốt cho người dùng Lightroom.

Cũng lưu ý rằng điều này không liên quan gì đến kỹ thuật nén jpg, chỉ có định dạng tệp jpg lưu trữ ít thông tin hơn.

Có lẽ sự tương tự này sẽ giúp làm rõ lý do tại sao cân bằng trắng RAW lại vượt trội hơn so với cân bằng trắng JPEG.

Hãy tưởng tượng rằng bạn có một bức tranh đen trắng. Rõ ràng là không có cách tự động nào để đưa màu trở lại vào bức tranh đó. Vì có nhiều sắc thái màu khác nhau ánh xạ tới một màu xám nhất định, không có cách nào để biết màu gốc là gì. Bạn có thể đoán (như đã được thực hiện với việc tô màu các bộ phim cũ), nhưng bạn không bao giờ có thể chắc chắn.

Bây giờ hãy tưởng tượng một bức tranh có cân bằng trắng bị vặn lên đến nỗi mọi thứ đều có màu xanh lam. Tình huống này tương tự như bức tranh đen trắng. Bạn đã mất thông tin về màu đỏ và màu xanh lá cây ban đầu trong ảnh. Một chương trình máy tính loại bỏ tông màu xanh để không có tông màu tổng thể sẽ không cung cấp cho bạn hình ảnh gốc, mà thay vào đó là ảnh đen trắng.

Tất nhiên, hầu hết các cân bằng trắng không bị rối như trong các ví dụ trên và cân bằng trắng JPEG hoạt động tốt. Nhưng, bạn sẽ luôn nhận được chuyển đổi chính xác hơn khi bạn có thông tin gốc từ ảnh chụp, như trong RAW.

câu trả lời decasteljau là tuyệt vời trên các hoạt động kỹ thuật. Hãy để tôi thêm một số lông tơ, mặc dù:

Một tệp RAW có dữ liệu tuyến tính từ cảm biến - nhiều photon tấn công mỗi photosite tương đương với số đọc cao hơn trực tiếp. Và đó là chia đều thành màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương. (Chà, về mặt kỹ thuật, gấp đôi số thụ thể xanh trong hầu hết các cảm biến. Nhưng đó là một chi tiết triển khai.)

Tuy nhiên, đây không phải là cách hệ thống thị giác của con người - mắt và não - nhận thức mọi thứ.

Đầu tiên, chúng ta cảm nhận độ sáng theo kiểu phi tuyến tính, đó là lý do tại sao chúng ta có thể đối phó với ánh sáng mặt trời và bóng tối tất cả trong cùng một cảnh mà không trông lạ. Đây là lý do tại sao các đường cong được áp dụng cho hình ảnh RAW để tạo ra hình ảnh đầu ra cuối cùng hấp dẫn. Bạn có thể bỏ qua điều này và tạo ra một JPEG tuyến tính, nhưng nó sẽ trông phẳng (không có ý định chơi chữ) và lạ.

Thứ hai, chúng ta cảm nhận màu sắc dựa trên cảm nhận vốn có về những thứ nên được tô màu, đó là lý do tại sao chúng trông bình thường với chúng ta dưới cả ánh sáng mát mẻ và ấm áp, và thậm chí, sau một chút điều chỉnh, dưới ánh sáng nhuốm màu rất kỳ quặc. Nếu ánh sáng "thực sự" có màu xanh lam mạnh mẽ, chúng ta có xu hướng không nhìn thấy nó - nhưng nếu bạn chụp ảnh, nhiều bức ảnh màu xanh sẽ được ghi lại. Một tệp hình ảnh không biết gì về cách mọi thứ "phải" nhìn và cần áp dụng hiệu chỉnh cân bằng trắng để làm cho hình ảnh phù hợp với mong đợi của chúng ta.

Khi chuyển đổi từ tệp RAW, trình chuyển đổi đang hoạt động từ điểm bắt đầu đã biết. Nó có cấu hình chi tiết cho kiểu máy ảnh của bạn (hoặc thậm chí là một mẫu bạn đã tự tạo) hoặc ít nhất là một ma trận màu cơ bản phù hợp với đầu ra chung của máy ảnh đó. Vì vậy, nó có thể đi từ trạng thái đó để áp dụng các điều chỉnh khác nhau - đây là "RAW * T" trong câu trả lời của decasteljau và nếu bạn đổi ý, vì thông thường tệp RAW ban đầu không được sửa đổi, nó có thể bắt đầu lại từ đường cơ sở đó và áp dụng một biến đổi khác nhau.

Một khi bạn có một tập tin JPEG, ban đầu mà bị mất, và không có tiếng từ để bắt đầu điều chỉnh với.

Tone Curves và Saturation làm cho điều này trở nên khó khăn vì:

(1) chúng xảy ra sau khi cân bằng trắng

(2) chúng không tuyến tính, có nghĩa là thứ tự các hoạt động quan trọng

(3) chúng phụ thuộc vào kiểu máy ảnh và cài đặt Điều khiển hình ảnh

1 & 2 có nghĩa là quá trình xử lý này phải được sao lưu trước khi có thể điều chỉnh cân bằng trắng. 3 có nghĩa là không thể sao lưu chính xác.

Tồn tại một phép biến đổi có thể sửa lỗi cân bằng trắng mà không cần sao lưu các bước khác, nhưng phép biến đổi đó là phi tuyến tính và khác nhau đối với mọi máy ảnh. Một người dùng bệnh nhân có thể tìm thấy nó bằng tay bằng cách sử dụng điều khiển Curves. Để làm điều đó tự động sẽ yêu cầu kỹ thuật đảo ngược cụ thể của máy ảnh.