RAW格式完全解析

RAW格式完全解析2007-03-0515:00以前，我們使用的DC多數(shù)只有JPEG這一種存儲(chǔ)格式，我們沒什么選擇的余地，但隨著數(shù)碼相機(jī)性能的提高，以前只有專業(yè)機(jī)才有的功能漸漸的變成了多數(shù)相機(jī)普及的功能，比如MF功能、多點(diǎn)對(duì)焦、高速連拍等功能，而RAW、TIFF等存儲(chǔ)格式的增加也是其中一個(gè)方面。那么，這三種格式到底有什么差別呢，它們各有什么特點(diǎn)呢？對(duì)于它們的使用，一直有很多爭(zhēng)議，有人甚至認(rèn)為使用RAW的就不是好的攝影師（因?yàn)橛肦AW就是為了后期處理、而依靠后期處理的就不是好攝影師）??看了下面的討論就會(huì)明白，這種看法是多么的無聊。不過，在討論之前，首先要說明一下數(shù)碼相機(jī)的成像原理：我們手里的所有數(shù)碼相機(jī)都能照出彩色的圖像，但實(shí)際上絕大多數(shù)的數(shù)碼相機(jī)的感光元件只能記錄灰度信息（除了FoveonX3感光元件，掃描式數(shù)碼后背和多次曝光數(shù)碼后背以外）！由于每個(gè)感光單元只能感受RGB三元色中的某一種顏色的灰度值，所以我們要將3種顏色的感光元件分開間隔布置，布置成如下次序RGRGRGGBGBGBRGRGRGGBGBGB大家可以看出，綠色占了總數(shù)的一半，而紅色和藍(lán)色各占25%。這樣做的原因是因?yàn)槿搜蹖?duì)綠色更敏感，能分辨出更多的細(xì)節(jié)，另外綠色也占據(jù)了可見光譜中最重要和最寬的位置，所以這樣布置效率最高。從上面的介紹我們可以看到，這樣得到的結(jié)果只是一些3種原色不同亮度的象素組成的馬賽克而已，但實(shí)際上，我們需要的是每個(gè)象素都同時(shí)記錄3種顏色，這時(shí)，我們就要進(jìn)行彩色插值，把那些丟失掉的色彩信息經(jīng)過對(duì)相鄰像素的色彩信息分析之后被重新估算出來。實(shí)際上，一個(gè)好的彩色插值算法是十分復(fù)雜的，主要面對(duì)的問題是既要解析細(xì)節(jié)還要仍能正確還原顏色。在最極端的情況下，我們會(huì)遇到這樣的情況：拍攝一個(gè)十分小的黑白相間條紋，間隔小到剛剛能覆蓋住每一個(gè)像素單元。這時(shí)，這種插值算法就會(huì)出現(xiàn)問題：鄰近的綠色像素單元不會(huì)給算法提供任何新的信息，所以算法就不知道感應(yīng)白色的紅色像素單元紅到什么程度，同理也不知道鄰近的藍(lán)色像素單元藍(lán)到什么程度（其實(shí)都應(yīng)該紅到或者藍(lán)到最淡，因?yàn)槭前咨?。?dāng)然啦，這樣的情況在實(shí)際生活中非常罕見。實(shí)際上，就算感光元件捕獲的是十分明亮飽和的紅色，仍然存在綠色和很少量的藍(lán)色信息。我們上面舉的例子中的問題在于，正確估算顏色需要一定量的空間信息。如果只有唯一一個(gè)像素單元捕獲紅色信息，那么我們將沒有辦法重新構(gòu)建出這個(gè)特定像素單元的顏色。由于上面的原因，我們得到的圖像會(huì)有莫爾紋（表現(xiàn)為無關(guān)的紅、綠、藍(lán)色點(diǎn)或者導(dǎo)致變色），絕大多數(shù)相機(jī)為了防止這種問題都采用了在感光元件前面安裝低通濾鏡的方法（AAFilter,Anti-AliasingFilter）。這個(gè)濾鏡實(shí)際上起到了模糊影像，把色彩信息分布到鄰近像素單元的作用。RAW數(shù)據(jù)就是由感光元件記錄的圖像的所有灰度數(shù)據(jù)。為了得到最終可用的圖像，這些RAW數(shù)據(jù)必須經(jīng)過所謂的“RAW轉(zhuǎn)換程序（RAWConverter）”的處理（包括去馬賽克）。JPEG格式的數(shù)碼相片實(shí)際上使用了整合在相機(jī)固件內(nèi)的RAW轉(zhuǎn)換程序進(jìn)行全部轉(zhuǎn)換處理。把這些基本知識(shí)解決后，我們就可以介紹著3種圖像格式了。RAW格式的全稱是RAWImageFormat，是拍攝時(shí)從影像傳感器得到的電信號(hào)在模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D轉(zhuǎn)換）后，不經(jīng)過其他處理而直接存儲(chǔ)的影像文件格式，該格式的影像文件即沒有將每個(gè)光敏元件得到的電信號(hào)與周圍象元所得到的電信號(hào)進(jìn)行加權(quán)平均化而得到彩色信息，也沒有進(jìn)行過清晰度調(diào)整、反差調(diào)整、色飽和度調(diào)整以及白平衡調(diào)整（這點(diǎn)最重要，不需要在每次拍攝前都對(duì)白平衡進(jìn)行設(shè)置，可以把更多精力投入到攝影中去），反映的是從影像傳感器中得到的最原始的信息，可以說是真正意義上的數(shù)字底片。RAW的圖片尺寸相對(duì)較大，具體計(jì)算方法如下：尺寸大?。剑ㄅ臄z象素?cái)?shù)×每種原色的色位位數(shù)）/8。它的優(yōu)點(diǎn)是影像質(zhì)量最高，同時(shí)圖像尺寸適中，而且，很多參數(shù)可以進(jìn)行后期調(diào)整，并且不影響畫質(zhì)。缺點(diǎn)是RAW文件不同于BMP、JPEG等文件類型，RAW的代碼中沒有頭文件，這使得很多軟件無法支持對(duì)它的讀取和編輯，通用性差。不過，隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的軟件支持對(duì)RAW格式的瀏覽和編輯，比如PHOTOSHOP新發(fā)布的RAW插件，就可以對(duì)RAW進(jìn)行編輯，而最新版的ACDSEE也加入了對(duì)RAW格式的支持。此外，還有RAW轉(zhuǎn)換程序，例如AdobeCameraRAW或PhaseOneCaptureOneDSLR對(duì)RAW進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。但是，我們使用RAW格式拍攝時(shí)也不是無所顧忌，最起碼的要求是景深控制正確、曝光正確，雖然在電腦上可以進(jìn)行曝光量的后期調(diào)整，但由于數(shù)碼相機(jī)（包括數(shù)碼單反）的寬容度還是于膠片有一定差距的，如果過曝或者欠曝，將