單反一定要用RAW格式拍！至于為什么，請進來看看吧......！

聚焦大自然 2011-01-20

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單反一定要用RAW格式拍！

本文轉自南太湖論壇，非常感謝 糞發(fā)涂墻 老師的精彩帖子，我想對大家一定有用，轉來一并欣賞。

小的不才，看見現在買單反的色友越來越多，但在很基本的東西上還在走很多的彎路，鑒于我自己也是從彎路一直走過來的，為了讓色友們不要像我一樣少走彎路，想在這里發(fā)點有實用價值的東西，教材都來自網上，只是很多的朋友都不知道到哪里去找，我只不過是把一些前輩探索出來的經驗轉過來而已，沒有要充老逼的意思，希望看到了認為有用的朋友就看看，覺得沒用的也就不要砸我了，我也知道這里的水是有點深的，呵呵！

先發(fā)教材，再發(fā)我自己在使用RAW時候的感受。廢話不說了，正題吧：

現在數碼照片的存儲格式，以及在網絡上應用的最普遍的圖片格式就是JPEG格式了（Joint Photographic Expert Group）。但是作為一種有損的圖像壓縮格式（現在也有少數數碼相機提供無損壓縮的JPEG存儲格式），其缺點是顯而易見的，就算是極其輕微的壓縮比例，也會使圖像質量發(fā)生不可逆轉的損失。更重要的是如果圖像在相機內就經過了比較大的顏色、曝光、去噪和銳化處理的話，就會減小后期在電腦上做進一步處理的余地。對于不需要進行后期處理，或者不允許后期處理的情況下，JPEG是最好的相片存儲格式之一。

許多攝影師都盡量拍攝TIFF或者RAW格式的照片，來獲得盡可能最好的圖像品質。下面我們會看到，RAW格式文件將提供給我們最大的圖片后期調整余地。

為什么要拍攝RAW：

要想更好的理解這種神奇的RAW格式到底是什么，我們首先要了解一下目前數碼相機的工作原理。我們手里的所有數碼相機都能照出彩色的圖像，是的，盡管你最終得到的是彩色的圖像，但實際上絕大多數的數碼相機的感光元件只能記錄灰度文件（除了Foveon X3感光元件，掃描式數碼后背和多次曝光數碼后背以外）。

對于一個彩色的主體，灰度圖像感應器只能紀錄如圖這樣的黑白圖像，你根本得不到彩色圖像。那么我們怎樣才能用灰度圖像感應器捕捉到彩色的圖像呢？柯達的工程師提出了一種解決方案，這就是Bayer Pattern（柯達的Bayer博士在80年代發(fā)明了這種全新的彩色濾鏡陣列構造后背，因此命名為Bayer Pattern，除此以外也有其他不同的Pattern）。

R – G – R – G – R – G
G – B – G – B – G – B
R – G – R – G – R – G
G – B – G – B – G – B

首先大家可以注意到，總共有50%的綠色，而紅色和藍色各占25%。這樣做的原因是人眼對綠色更敏感，能分辨出更多的細節(jié)。你觀察一下周圍的環(huán)境就會發(fā)現這并不奇怪，另外綠色也占據了可見光譜中最重要和最寬的位置。

現在我們的灰度感光元件得到的是經過彩色濾鏡過濾的灰度值。圖像由彩色的馬賽克構成。但我們想得到的是每個像素都記錄了全部的色彩信息的圖像，而不是這樣的馬賽克效果，那么就需要一個軟件來進行Bayer Pattern Demosaicing (去馬賽克？)或者叫做彩色插值。那些丟失掉的色彩信息經過對相鄰像素的色彩信息分析之后被重新估算出來。

一個好的去馬賽克的算法是十分復雜的，主要面對的問題是既要解析細節(jié)還要仍能正確還原顏色。為了說明這個問題，我們可以想象一種情況，拍攝一個十分小的黑白相間的檢驗圖樣，黑白圖樣小到什么程度呢，小到大小剛剛能覆蓋住每一個像素單元。那么問題就出現了，因為鄰近的綠色像素單元不會給算法提供任何新的信息，所以算法就不知道感應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色像素單元藍到什么程度（其實都應該紅到或者藍到最淡，因為是白色）。相反，Foveon的X3感光元件因為每一個像素單元都能夠同時感應紅、綠、藍三色，所以能夠正確的還原白色和黑色。如果物體只由紅色和藍色組成，由于綠色像素不能提供任何額外的信息，所以Bayer感應器捕獲的圖像分辨率將降低。對于波長范圍非常窄的單色紅/藍，綠色感光元素將得不到任何信息，但這樣的物體在實際生活中非常罕見。實際上，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。如果只有唯一一個像素單元捕獲紅色信息，那么我們將沒有辦法重新構建出這個特定像素單元的顏色。

這些情況中有些將會導致圖像失真，例如摩爾紋和色彩混淆（Color Aliasing，表現為無關的紅、綠、藍色點或者導致變色）。絕大多數相機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（AA Filter, Anti-Aliasing Filter）。這個濾鏡實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。如大家所知，模糊和圖像質量之間實際上是一對矛盾，如何平衡Blurring和Aliasing是對相機設計的一個挑戰(zhàn)。以該文作者觀點，Canon 1DS在這方面處理得非常好。最終的圖像通常還需要進行較強的銳化，來獲得原本的銳度。某種程度上，AA濾鏡降低了感光元件的有效分辨率。

這聽起來像是一個非常復雜的任務。實際上目前技術水平已經能保證最終得到的效果達到令人吃驚的程度了。任何一項技術都要同其自身與生俱來的缺點做斗爭。就像膠片也要同其自身的缺點對抗，今天數碼相機在很多方面都已經能擊敗膠片了。
現在我們可以談談對于任一給定的數碼相機，RAW格式數據到底是什么了。RAW數據就是由感光元件記錄的圖像的所有灰度數據。為了得到最終可用的圖像，這些RAW數據必須經過所謂的“RAW轉換程序（RAW Converter）”的處理（包括去馬賽克）。JPEG格式的數碼相片實際上使用了整合在相機固件內的RAW轉換程序進行全部轉換處理。

相機產生的JPEG格式照片有如下缺點：
1． JPEG格式由于有損壓縮造成的失真
2．盡管絕大多數感光元件記錄的是12bit或者16bit的灰度數據，但最終文件中只有8bit
3．機內整合的RAW Converter只能利用有限的資源進行計算，但是好的RAW轉換需要廣泛大量的和復雜的計算。軟件技術的不斷進步使其能不斷提高在計算機上進行RAW轉化的效果，而現在普遍使用的相機內用ASCII編碼的固件則無法升級了。
4．機內設定或者評估白平衡在機內就應用在圖片上了。同樣色彩處理，色調校正，機內銳化也都在機內完成。這就限制了后期處理能力，因為已經校正過的圖像需要再一次校正。對于一幅圖像（特別是8bit的）進行越多的處理，就導致圖像質量惡化的越大。

現在我們可以解釋一下RAW格式文件的區(qū)別了。他只存儲原始數據（加上一些額外的數據信息，用來用來描述RAW數據的一些性質，叫做EXIF文件。EXIF文件內包含了相機型號，所用鏡頭，光圈快門等等信息。另外還有一些有關圖像的數據，盡管是由相機記錄的，但是用RAW轉換程序編輯的時候仍然可以被更改，這些設定的選擇將直接影響到圖像如何被處理。這些可更改的設定包括，色彩模式，白平衡，飽和度，圖像色調分布，銳化等等。）。現在所有原來在機內完成的RAW轉換過程，都將在更強大的計算機平臺上完成。
1．沒有JPEG壓縮
2．全部利用所有12或者16bit顏色信息
3．利用非常復雜的RAW轉換程序（例如Adobe Camera RAW 或Phase One Capture One DSLR）
4．白平衡，色彩處理，色調曝光校正，銳化，噪音處理都將在計算機上進行
5． RAW格式文件更像是數字化的未經沖洗處理的負片。隨著RAW轉換程序的升級進步，我們可以從同樣的數據中得到越來越好的結果。

機內JPEG格式就像你在拍攝寶利來相片（拍攝后立即得到處理過的照片），而RAW更像是可以經過沖洗和暗房處理來增強效果的膠片。而RAW轉換程序如Phase One Capture One DSLR就像你沖洗膠片的神奇配方。

12bit或者16bit的數據優(yōu)勢在于什么？主要優(yōu)勢在于調整諸如白平衡，色彩，曝光之類的調整。開始調整前擁有的數據越多，你調整后得到的就越多。
那么用TIFF拍攝怎么樣呢？TIFF只解決了有損壓縮的問題，但在機內仍就記錄為8bit文件。大多數時候，TIFF比RAW文件要大，而且相比RAW而言又沒有什么其他優(yōu)勢。實際上機內處理成8bit的TIFF文件，只比高畫質高分辨率的JPEG好上一點點。
失真

目前的感光元件（除Foveon X3以外）不能記錄全部RGB顏色信息，只能付出一定的代價進行插值運算來得到。

色彩混淆和摩爾紋
當一條很細的紅線穿過一個綠色的感光元素，而不穿過其周圍的任何紅色感光元素時，會發(fā)生什么事呢？在RAW文件里將不會記錄有這條紅線存在。為了克服這個問題，相機安裝了AA濾鏡。這個AA濾鏡將模糊圖像，以使鄰近的感光元素能記錄到這條紅線的信息。
然而AA濾鏡在解決了一個問題的同時，卻帶來了另一個問題，銳度的損失。這意味著我們在后期的RAW文件處理過程中必須進行很強的銳化。記住，丟失的細節(jié)在后期用任何神奇的銳化工具也是再也找不回來的。

[ 此帖被ssk在2010-10-13 10:36重新編輯 ]