RAW格式的全稱是RAW Image Format,中文名為原始數據圖像文件。它記錄了由相機拍攝所產生的元數據,如ISO的設置、快門速度、光圈值、白平衡等信息。
RAW的原意是指“原材料”或“未經處理的東西”。由于色域空間大、層次豐富,RAW格式在沒有經過處理時,畫面看上去飽和度、反差都比較小。但同時也便于進行靈活多樣的后期制作,使照片更具專業性。也正因為RAW格式的文件保留了圖像最原始、最豐富的信息,所以它的文件量很大。
概述
RAW是相機內最原始的、未經處理的數據,可以被理解為CMOS或者CCD圖像感應器將捕捉到的光源信號轉化為數字信號的原始數據。RAW格式并非一種圖像格式,而是一種原始圖像數據存儲格式,它是CCD或CMOS將光信號轉為電信號時的電平高低的原始記錄,單純地將進行數字化處理而得到的,是一種無損壓縮格式。
當數碼相機進行曝光時,光線通過鏡頭匯聚到CCD/CMOS感光元件上,感光元件上分布著許多微型透鏡,每個微型透鏡下面有一個分色濾色片和一個感光單元,光線經過微型透鏡匯聚到分色濾色片上,然后照射到感光單元上,感光元件將單色光線轉換為電信號,以電信號的強弱表示光線的強弱。最后感光元件通過一個A/D(模擬數字)轉換器對信號進行計算處理,從而將光信號轉變為數字信號,并將這些數字信號送交處理器。處理器將所有信號處理完畢,并進行適當的色彩、亮度等方面的調整,就獲得了一幅完整的彩色圖像。然后相機然后將處理得到的數字信息儲存在儲存卡中(如常見的micro SD(TF)卡、SD卡、CFexpress卡、XQD卡等)。如果在這個過程中,將感光元件生成的信號不經過處理器處理而直接存儲起來,便得到了RAW文件。因此不同的數碼相機,由于感光單元排列方式、信號轉換方式不同,不同型號的相機所生成的RAW文件是不一樣的。
文件內容
一個RAW文件包含來自數碼相機圖像傳感器未經處理、壓縮的灰度圖片數據和有關如何捕捉圖像的信息(元數據)。
數碼相機的核心部件CCD/CMOS上的光敏感應元件成格柵狀(或蜂窩狀)排列組成,每個感應元件產生一個像素點,每個像素點以原始數據記錄。RAW數據文件中包含的像素值,也就是灰度原始數據,描述了與被拍攝場景對應位置的顏色和層次,或者提供對于被拍攝場景各成像位置顏色和層次的直接描述。另外,為了讓操作者能有效并合理地使用照相機原始數據圖像,文件內還包含重要的指示性數據,稱為圖像元數據(Metadata),如拍攝光圈、快門、ISO、鏡頭焦距和拍攝時間等。這類數據由相機在每一次捕獲場景信號時產生。JPEG/TIFF格式的元數據包含在EXIF(Exchangeable Image File)信息中,放在圖像頭部位置。而RAW文件本身就是一種記錄數碼相機傳感器原始信息,即相機拍攝產生一系列元數據的文件,而不是真正意義上的圖像文件格式,并沒有文件頭信息。
可調整項
由于RAW格式記錄的是沒有進行任何進一步處理的原始數據,所以在后續處理中可以在多個方面對圖像進行調整,為圖像處理留下了很大的空間。在得到滿意的處理結果后,可根據實際用途將其轉換為適當品質的JPEG格式;在處理過程中如果想保留中間結果,可以暫存為TIFF格式。
白平衡:拍攝RAW時,白平衡設置對照相機捕獲的像素沒有影響,僅在原始數據文件內簡單地記錄為元數據標簽。在后期處理時調節白平衡,其實就是調整圖像的整體色彩來校正在不同色溫環境下所產生的色偏,RAW格式的圖像底層數據中保留了完整的色溫信息,手動調整后能夠使畫面色彩更加統一。
影調:對于照片影調的調整,需要對對比度、平滑度、高光、陰影、曝光和亮度等進行調節。由于RAW文件包含的亮度階數量非常多,即使在處理過曝或者暗光拍攝的圖像時,RAW文件仍能夠很好的處理高感光或者暗光拍攝的圖像,甚至可以對RAW文件的“高光”和“陰影”分離開來進行調整。
色調:色調定義了在照片中表示顏色的方法和顏色的范圍。如果我們進行大幅度的色彩改變和亮度調整JPEG格式時,照片會產生噪點,畫質受損,而同樣的調整RAW格式在噪點、畫質方面幾乎不受影響。
降噪、反鋸齒和銳化:由于相機的處理器要將多個感光單元產生的信號合并才能得到一個彩色像素,因此圖像細節會有所丟失,為了減少這種損失,需要對圖像進行降噪、抗鋸齒和銳化等處理。當用RAW格式保存信息時,可以后期在計算機中而不是在相機中進行這些處理,能夠把負面影響降到最低。
鏡頭畸變和暗角處理:許多變焦鏡頭都會出現桶型畸變或枕型畸變,可在RAW拍攝的文件里處理矯正。另外,現在的許多鏡頭都會出現四角失光現象,也稱為暗角。通過RAW轉換器處理,可以加深也可以完全消除暗角。
優缺點
優點
存儲顏色更豐富:RAW格式照片作為獨立于相機外的數據文件,不受影像生成器色域空間的限制,具備有更大的信息量和更多的色彩,在色域、銳度、清晰度上都具有很大的調整空間。
圖像質量更好:RAW文件記錄的相當于圖像的原始數據,有更寬廣的動態范圍,細節保留得更多,顏色的飽和度以及色彩過渡都更好,多表現在暗部及亮部等極限部位。
保障圖片真實性:由數碼照相機拍攝的數字文件會包含EXIF(Exchangeable Image File)信息,內容包括一系列元數據,這些信息被鑲嵌在JPEG/TIFF格式內,形成對數碼照片真實性的證明。但隨著技術的發展,一些軟件可做到對數碼相片中EXIF的信息的更改。RAW格式數碼照片作為未經壓縮的“原始數據包”,并不需要在格式的頭部插入EXIF信息以保證照片的真實性。
后期處理圖像無損失:用RAW文件保存的圖像,后期處理存在可逆性,以后還能把照片還原成原始的狀態。隨著處理軟件的進步和不斷更新,重新處理有可能得到質量更高更完美的圖像。
更方便還原真實場景:RAW作為原生的“數字底片”,只反映照射到感光單元上光線的強度,運用圖像軟件對原始數據進行微調,可以解決由于拍攝者錯誤觀察而造成拍攝參數偏差和天氣因素所造成的成像質量問題,更加真實還原客觀環境。
缺點
文件體積大:以尼康株式會社D850為例,使用一張64GB的XQD儲存卡,能夠拍攝589張14-bit的RAW格式文件(每張大小約51.6MB)或是1900張高質量JPEG圖片(每張大小約22MB),但是二者分辨率差別不大。除此之外還要考慮儲存卡的讀寫速率。以尼康Z8為例,高速連拍的情況下,對比拍攝JPEG格式圖片,相機拍攝RAW格式照片會出現降速現象,并且一次連拍張數也相對減少。使用JPEG格式能讓相機維持更長的連拍時間,對于機身緩存的壓力較小。
有使用門檻:因為RAW格式照片只是一個原始壓縮數據包而不是真正的照片,電腦系統不能直接讀取(Windows 10系統已經加入了能夠直接瀏覽RAW格式文件的功能),需要用相關軟件對其進行解壓轉換成JPEG或TIFF格式的照片。RAW格式的后期處理需要一定技巧,考驗操作人員對色彩、層次的整體把握能力。
格式多、標準不好統一:RAW格式文件沒有統一的標準,且不含文件頭信息。這就使得每個相機廠家出產的相機所輸出的RAW格式文件各不相同,這給后期處理帶來了一些問題。
時效性差:當新機型上市后,后期軟件需要一定的時間才可以更新出適應新的RAW格式的解碼。例如,奧多比通常每個季度或者每隔90天發布一次Adobe Camera Raw增效工具和Lightroom更新,以提供新的相機支持。若用戶的相機是最新推出的機型,則可能需要等待一段時間才能兼容。
系統與軟件支持
一般有兩種方法可以處理RAW格式文件:機內處理(根據相機機型不同有所不同)或在后期軟件中進行處理。相機廠商通常會推適配旗下產品的后期軟件,比如佳能的Digital Photo Professional、尼康株式會社的專業RAW處理軟件Capture、飛思公司的Capture One Pro等,不過像Lightroom、Affinity Photo以及奧多比 camera raw(P圖以及Photoshop Elements的內部處理軟件)同樣擁有非常強大的編輯能力。
系統支持
Windows系統
在Windows 7操作系統或者更老系統中,RAW文件是不可以預覽的。而微軟為Windows 7和Windows 8提供了免費的編解碼器包,以支持查看RAW圖像。而Windows 10系統包含常用圖片文件的預覽功能,除了常見的JPG、PNG、BMP圖片外,所有單反相機的RAW文件也可以直接預覽。打開圖片目錄,在資源管理器中切換到“查看”功能選項卡;接下來在功能面板“窗格”一組下單擊“預覽窗格”,即可在右側窗格預覽圖片。
蘋果系統
在iOS 10更新后,蘋果iPhone 7支持拍攝RAW照片。在裝有“照片”“預覽”和某些第三方應用的Mac OS上,以及使用支持RAW的第三方應用的IOS上,用戶可以使用RAW格式的圖像。iOS 10和macOS Sierra為主流相機的RAW圖像提供系統級支持。從裝有iOS 14.3或更高版本的iPhone 12 Pro和更新的Pro機型開始,蘋果公司支持拍攝Apple ProRAW格式的照片。Apple ProRAW將RAW格式與IPhone圖像處理技術結合,采用DNG文件格式,用戶能夠在“照片”App和其他兼容DNG文件的第三方照片App中打開ProRAW照片,編輯圖片的曝光度、色彩和白平衡。iOS 15、iPadOS 15 和macOS Monterey為處理數碼相機 RAW格式增強了支持,可以提供更好的細節并優化了降噪效果。
軟件支持
Photoshop Camera Raw
Camera Raw軟件是作為一個增效工具隨Adobe After?Effects和Adobe Photoshop一起提供的,同時也為Adobe?Bridge增添了功能。Camera Raw為其中的每個應用程序提供了導入和處理相機原始數據文件的功能。在Camera Raw中用戶可以對RAW文件進行調整白平衡、色調以及飽和度,也可以對圖像進行銳化處理、減少雜色、糾正鏡頭問題以及重新修飾。使用Camera Raw對相機原始圖像進行調整時,會保留圖像原來的相機原始數據。如果在Photoshop Camera Raw中打開相機原始數據文件,則可以使用其它圖像格式如DNG、JPEG、TIFF或PSD格式來存儲處理的文件。
Adobe Lightroom
Lightroom類似于工作流程改進之后的奧多比 Camera Raw,易于上手。Lightroom可以讀取大多數相機的RAW文件,用戶可以對照片標記分類,進行批量處理,并將這些數據處理成全彩色照片。用戶也可以使用“修改照片”模塊中的控件來處理和解析照片的原始圖像數據。
與其他格式的關系
與XMP的關系
XMP文件在Adobe產品中被稱為“sidecar file”,即“附屬文件”。它記錄的是對原圖像文件元數據的調整信息。例如我們用camera raw對相機輸出的RAW文件進行了調整后,存儲器中原始RAW文件旁會產生一個與其文件主名相同的.xmp文件,這個文件就是RAW文件的附屬文件,大小通常都很小,只有10K左右,其記錄的是在camera raw中對RAW文件的調整。采用這種附屬文件的方式進行RAW格式文件的編輯是為了實現“無損編輯”,即對原始的RAW格式文件不做任何破壞性編輯,保留RAW格式文件數據的原始性。
與JPEG的關系
JPEG文件實際上是相機對拍攝得到的RAW格式文件進行壓縮之后的產物,相比RAW而言,文件小,兼容性高,可以使用很多軟件預覽和編輯。數碼相機上常用的JPEG圖像格式只能保存8位的信息,因此JPEG格式的圖片對光線強弱只能有256個等級的描述,而大多數的RAW文件是12位或者14位的,因此每個感光點接收到的光線的強弱可以表示為4096級(12位)或者16384級(14位),而且RAW文件中包含的是感光元件采集下來的原始信息,因此對RAW文件可以進行的后期處理的余地要大得多,也更加精細。
與TIFF的關系
TIFF格式最初是由Aldus公司與微軟為PostScrip開發,是一種主要用來存儲包括照片和藝術圖在內的圖像文件格式,這種圖像的文件格式可以實現圖像原始數據的無損壓縮。一些數碼相機會根據將RAW轉換為TIFF格式,這種轉換可以實現原始數據的無損失轉換,也可以在后期通過軟件將RAW格式文件轉換為TIFF格式。但由于TIFF文件可以保留圖像在后期處理中的圖層、通道、路徑等信息,文件量比RAW大許多,且經過相機本身大量的處理,已經被很多專業的數碼相機所棄用,只有很少的相機能夠直接記錄這種格式的文件。
RAW的不同格式
不同品牌格式
由于各廠家CCD/CMOS的排列、轉換方式和圖像處理器的運輸方法不同,RAW格式數據記錄的方式也不同,因此各相機廠商會采用不同的編碼方式來記錄RAW格式數據,不同型號的相機所產生的RAW文件擴展名也是不一樣的。例如用索尼的單反/單電/微單相機以RAW格式拍攝的文件后綴名為.ARW,卡片機以RAW格式拍攝的文件后綴名為.SRF/SR2。
標準文件格式DNG
雖然RAW文件格式能夠為專業人士提供了更大的創意空間,但各種相機可能使用多種不同的原始數據格式,而這些格式的規范不能公開獲取,這意味著并不是每一種原始數據文件都能被眾多軟件應用程序讀取。因此,采用這些專用的原始數據文件作為長期存檔的操作,存在著一定風險。2005年2月,奧多比推出一個稱為“數字負片(Digital Negative)”的公共平臺,稱為DNG,以求今后的各廠家開發的RAW格式能有一個通用的編碼方式和解碼規范。Adobe公司在網站上提供免費的DNG格式轉換器,即DNG Converter,下載的文件是Camera RAW與DNG Converter捆綁的插件。數字負片DNG格式作為一種用于數碼相機生成原始數據文件的公共存檔格式,解決了不同型號相機的原始數據文件之間缺乏開放式標準的問題,從而有助于確保攝影師們能夠訪問RAW格式的文件。數百家軟件制造商(如Apple和谷歌)已經開發了對DNG的支持。Leica、Casio、理光、Samsung和Pentax等知名相機制造商也紛紛推出直接支持DNG的相機。
參考資料 >
拒絕做小白 攝影十大熱門基本名詞解析(10).新浪科技.2023-10-07
關于RAW格式照片 你不可不知的十件事.中關村在線.2023-10-07
達墨公布 CFexpress Type B 儲存卡售價:采用 PSLC,999 元起.IT之家.2023-10-22
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RAW可提高畫質嗎 五款主流單反記錄測試.techweb.2023-10-24
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iOS 10 和 macOS Sierra 支持的數碼相機 RAW 格式.Apple 支持.2023-10-24
關于 Apple ProRAW.Apple 支持.2023-10-24
iOS 15、iPadOS 15 和 macOS Monterey 支持的數碼相機 RAW 格式.Apple 支持.2023-10-24
教你輕松出大片 RAW格式詳解與實戰應用.中關村在線.2023-10-13
受支持的圖像格式.AdobeSupport.2023-10-13
什么是RAW圖像文件 (ARW)?.Sony.2023-10-24
從零開始玩單反 相機參數之RAW格式詳解.Techweb.2023-10-13
Camera Raw 支持的相機.AdobeSupport.2023-10-08
數字負片 (DNG).AdobeSupport.2023-10-08