Làm thế nào để RAW ngăn chặn việc cắt xén kỹ thuật số xấu xí

Trong một câu trả lời khác, người dùng Ilmari viết , trong bối cảnh ngăn chặn tiếp xúc quá mức:

Nói chung, tôi cũng khuyên bạn nên luôn luôn chụp RAW, cả hai để chụp tốt hơn toàn bộ dải động của máy ảnh của bạn và cũng để tránh việc cắt kỹ thuật số xấu xí của các khu vực bị phơi sáng quá mức. Đối với phần sau, nó giúp giảm thiểu ảnh chụp của bạn một chút (giả sử, ...) và sau đó kéo phơi sáng lên trên máy tính của bạn, ...

Làm thế nào để RAW ngăn chặn các khu vực quá mức?

Nói chung, tôi cũng khuyên bạn nên luôn luôn chụp RAW, cả hai để chụp tốt hơn toàn bộ dải động của máy ảnh của bạn và cũng để tránh việc cắt kỹ thuật số xấu xí của các khu vực bị phơi sáng quá mức. Đối với cái sau, nó giúp phơi sáng ảnh chụp của bạn một chút [...] và sau đó kéo phơi sáng lên trên máy tính của bạn.

OK, yeah, tôi đã hơi ngắn gọn khi tôi viết nó . Hãy để tôi cố gắng giải nén nó một chút.

Rõ ràng, chỉ cần chuyển từ JPEG sang RAW sẽ không làm gì để tự sửa. Những gì tôi đã cố gắng đề nghị, khi tôi viết đoạn văn trên, là:

1. Cố tình phơi sáng ảnh của bạn đủ để những điểm nổi bật sẽ không bị cắt.

2. Chụp ở định dạng RAW, có dải động cao hơn JPEG, để giữ chi tiết bóng cho bước tiếp theo.

3. Sửa lỗi thiếu sáng trong xử lý hậu kỳ, sử dụng thuật toán mô phỏng các điểm nổi bật "giống như phim" thay vì cắt kỹ thuật số cứng. (Tôi tin rằng bất kỳ bộ xử lý RAW phong nha nào cũng cần tích hợp tính năng này; tôi biết UFRaw có và đó là phần mềm miễn phí.)

Tại sao đi đến tất cả những rắc rối đó, thay vì chỉ chụp JPEG trực tiếp ở mức phơi sáng mặc định? Chà, về cơ bản (bên cạnh tất cả các lý do khác để chụp RAW ), để bạn có thể có được điều này:

thay vì điều này:

^{(Bấm vào hình để phóng to.)}

Tất nhiên, tôi đã gian lận một chút bằng cách tạo cả hai cặp hình ảnh ví dụ này từ cùng một tệp RAW - sự khác biệt duy nhất là tôi đã sử dụng chế độ "nổi bật giống như phim mềm" cho cặp đầu tiên và chế độ "cắt kỹ thuật số cứng" cho cặp thứ hai, mô phỏng những gì tôi sẽ có nếu tôi chụp chúng trực tiếp bằng JPEG với độ phơi sáng lâu hơn.

Đặc biệt lưu ý bầu trời màu lục lam đặc trưng ở phía trên bên phải trong phiên bản cắt xén của hình ảnh đầu tiên, độ phẳng không tự nhiên của các điểm nổi bật bị cắt xén và biến dạng màu chung quanh chúng. (Hình ảnh có các yếu tố nền trắng sáng, như tuyết hoặc mây, có xu hướng hiển thị hiệu ứng này đặc biệt nổi bật, nhưng tôi đã không tìm thấy bất kỳ ví dụ hay nào trên máy tính xách tay này. Tôi có thể thử tìm một số hình ảnh minh họa tốt hơn sau).

Lý do cho độ phẳng và biến dạng màu này là vì, không giống như đường cong phản ứng ánh sáng bão hòa mượt mà của phim, cảm biến hình ảnh kỹ thuật số có phản ứng tuyến tính (xấp xỉ) đến điểm bão hòa của chúng, và sau đó là một đường cắt sắc nét:

_{(Trên thực tế, đường cong phản hồi của phim được vẽ ở trên có phần sai lệch, trong đó việc biến phim âm thành hình ảnh dương thực sự giới thiệu một lớp phi tuyến khác ở đầu thấp của đường cong phản ứng, thường dẫn đến đường cong phản ứng kết hợp có phần sigmoid . ít nhất là ở phần cuối của dải động, các đường cong ở trên giống với phản ứng ánh sáng thực tế của máy ảnh kỹ thuật số và phim nói chung.)}

Đặc biệt, trong chụp ảnh màu, mỗi kênh màu (đỏ, xanh lá cây và xanh dương) có đường cong phản ứng riêng. Với cảm biến kỹ thuật số, điều này có nghĩa là, khi độ sáng của ánh sáng tới tăng lên, một trong các kênh R / G / B thường sẽ cắt trước các kênh khác, làm biến dạng màu của các pixel bị cắt một phần như vậy.

Ngoài ra, độ phẳng của đường cong phản ứng kỹ thuật số trên điểm bão hòa có nghĩa là, trong khi phim phơi sáng quá mức chỉ nén các điểm nổi bật, bất kỳ điểm nổi bật nào bị cắt trong ảnh kỹ thuật số (dù là RAW hay JPEG) đều không thể lấy lại được và không có chi tiết nào có thể được phục hồi từ chúng. Do đó, nguyên tắc nhỏ đối với chụp ảnh kỹ thuật số là, nếu bạn không chắc chắn mức phơi sáng tối ưu sẽ là gì (hoặc nếu bạn biết rằng cảnh bạn chụp bao gồm các điểm nổi bật mà bạn không muốn cắt), thì luôn an toàn hơn sai ở phía thấp. Chắc chắn, việc tăng độ sáng của ảnh thiếu sáng trong xử lý hậu kỳ cũng sẽ khuếch đại nhiễu trong ảnh - nhưng thiếu sáng một chút và mất một số chi tiết bóng thành nhiễu, vẫn tốt hơn so với phơi sáng quá mức và mất hoàn toàn các điểm nổi bật.

Tất nhiên, không có điều nào ở trên yêu cầu bạn chụp RAW - bạn có thể tăng độ sáng của hình ảnh JPEG, ví dụ như trong Photoshop cũng dễ dàng như vậy. Nhưng so với RAW, định dạng JPEG có hai vấn đề ở đây:

• JPEG chỉ sử dụng màu 8 bit; nghĩa là, sự khác biệt nhỏ nhất giữa hai mức độ sáng mà nó có thể lưu trữ là khoảng 1/256 sự khác biệt giữa màu đen thuần khiết và màu trắng tinh khiết. JPEG thực sự sử dụng mã hóa màu phi tuyến tính, giúp ích phần nào, nhưng dải động hiệu quả của hình ảnh JPEG vẫn chỉ khoảng 11 điểm dừng (trái ngược với 8 điểm dừng người ta sẽ có được với mã hóa tuyến tính). Điều này là đủ để hiển thị hình ảnh trên màn hình, nhưng nó vẫn ít hơn phạm vi năng động hiệu quả của các cảm biến máy ảnh cấp thấp và nó không còn nhiều chỗ để điều chỉnh độ phơi sáng để phục hồi chi tiết từ bóng tối.

• Ngoài ra, JPEG sử dụng sơ đồ nén mất mát được thiết kế để giảm kích thước tệp hình ảnh bằng cách loại bỏ chi tiết mà mắt người có thể dễ dàng nhìn thấy. Than ôi, việc nén này có xu hướng cũng loại bỏ các chi tiết bóng khá mạnh mẽ - tăng độ sáng của hình ảnh JPEG quá xa và có thể bạn sẽ kết thúc với một hình ảnh đầy biến dạng màu sắc và các tạo tác nén khối.

So sánh, tệp RAW bảo toàn toàn bộ dải động của cảm biến máy ảnh của bạn mà không bị nén mất dữ liệu, cho phép bạn xử lý hậu kỳ hình ảnh đến mức tối đa có thể (trong trường hợp này, chủ yếu bị giới hạn bởi mức nhiễu của cảm biến).

Nói tóm lại, một tệp RAW lưu trữ từng pixel bằng cách sử dụng nhiều bit hơn JPEG tương ứng.

Để hiểu cách thức này giúp ích, hãy xem xét một pixel (chúng ta sẽ bỏ qua màu sắc, cùng một logic nhưng nó chỉ làm phức tạp mọi thứ). Nếu bạn có sẵn 8 bit để ghi lại biên độ (lượng ánh sáng chiếu vào pixel đó), bạn có 256 mức, bao gồm cả "không có ánh sáng nào cả" (0).

Bạn phải đặt mức tối đa, tương ứng với giá trị 255. Phạm vi từ 0 đến mức tối đa này là phạm vi động có thể được biểu thị trong hình ảnh. Bất kỳ pixel nào nhận được nhiều ánh sáng hơn mức này đều bão hòa và giá trị tối đa 255 được ghi lại. Điều này gây ra hiệu ứng cắt, trong đó các khu vực quá mức trông hoàn toàn trắng.

Nếu bạn có các bit bổ sung, bạn có thể đại diện cho nhiều cấp độ hơn. Với cùng một phạm vi động, bạn sẽ có các bước tốt hơn giữa chúng hoặc bạn có thể mở rộng phạm vi và cho phép các pixel có độ phơi sáng cao hơn (hoặc thấp hơn) được thể hiện ở đâu đó trong phạm vi.

Tệp RAW chứa nhiều bit trên mỗi pixel hơn JPEG tương ứng (ví dụ 14 đối với Canon 5D, so với 8 đối với JPEG). Điều này cho phép nó chụp được nhiều mức độ phơi sáng hơn. Các pixel sẽ được bão hòa trong một đại diện 8 bit có thể không bão hòa một đại diện 14 bit. Điều này biến các khu vực quá mức hoàn toàn trắng thành màu xám và cho phép một số chi tiết vẫn được ghi lại.

Tất nhiên, vẫn có thể bão hòa một đại diện có độ sâu bit cao hơn, nhưng bạn càng có nhiều bit, bạn càng có nhiều thông tin để làm việc.

Nguyên là tuyệt vời cho một vài lý do khác, nhưng tất nhiên CANNOT thô ngăn chặn cắt các khu vực quá mức. Khi dữ liệu kỹ thuật số vượt quá 255, nó bị cắt bớt, có nghĩa là nó vẫn ở mức 255, không còn thể hiện màu sắc thực. Kỹ thuật số đơn giản là không có cách nào để giữ lại số lượng lớn hơn, khả năng lớn nhất được chia tỷ lệ thành 255. Không có cách nào để khôi phục dữ liệu bị cắt, ngoại trừ một lần thử khác với ít phơi sáng hơn.

Ví dụ bạn hiển thị là một màu trắng của ánh sáng. Màu trắng là đặc biệt, có ba thành phần RGB gần bằng nhau. Nhưng hãy tưởng tượng màu sắc (phơi sáng quá mức) giống như Red 500, Green 250, Blue 250, là một màu đỏ. Nhưng khi được cắt thành 255, nó hiện ra 255, 250, 250, một màu hoàn toàn khác, về màu trắng bây giờ. Sao lưu trong xử lý bài đến khoảng một nửa vẫn là 128, 125, 125, vẫn KHÔNG màu đỏ.

Ví dụ được liên kết của bạn có thể KHÔNG phải là màu trắng ở vị trí đầu tiên, nhưng nó xuất hiện quá mức và bị cắt ở 255, 255, 255, màu trắng. Không có phục hồi cho cắt.