Bagaimana RAW mencegah "kliping digital jelek"?

10

Dalam jawaban lain, pengguna Ilmari menulis , dalam konteks mencegah paparan berlebih:

Secara umum, saya juga merekomendasikan untuk selalu memotret RAW, baik untuk menangkap rentang dinamis penuh kamera Anda dengan lebih baik, dan juga untuk menghindari kliping digital yang jelek dari area yang terlalu terang. Untuk yang terakhir, ada gunanya underexpose bidikan Anda sedikit (katakanlah, ...) lalu tarik eksposur ke atas di komputer Anda, ...

Bagaimana RAW mencegah pemangkasan area berlebih?

Martin
sumber
1
Memotret dalam RAW tidak menjamin penghapusan kliping sorotan. Namun, file RAW berisi informasi lengkap yang ditangkap oleh sensor gambar, yang umumnya mencakup detail highlight di luar apa yang akan ditangkap dalam gambar JPEG. Ingatlah bahwa file RAW biasanya memiliki 12 atau 14 bit data tonal per piksel sementara JPEG terbatas pada 8 bit, sehingga secara signifikan lebih banyak data yang dapat digunakan dalam file RAW. Saya tahu ini secara langsung dan telah pulih dari highlight yang terpotong dalam format JPEG berkali-kali ketika saya menarik file RAW di RawTherapee. Lihat juga: photo.stackexchange.com/a/13448
bwDraco
(lanjutan) Heck, keunggulan RAW, termasuk kemampuan untuk melakukan pengurangan kebisingan yang lebih efektif dan pemrosesan pasca lainnya pada PC setelah acara, cukup signifikan sehingga saya menembak olahraga di RAW + JPEG, meskipun secara dramatis mengurangi buffer kedalaman! (Majikan saya sering menginginkan gambar JPEG yang langsung dapat digunakan untuk situs web mereka segera setelah pertandingan, dan saya menyerahkan gambar-gambar lainnya beberapa hari kemudian.)
bwDraco

Jawaban:

13

Secara umum, saya juga merekomendasikan untuk selalu memotret RAW, baik untuk menangkap rentang dinamis penuh kamera Anda dengan lebih baik, dan juga untuk menghindari kliping digital yang jelek dari area yang terlalu terang. Untuk yang terakhir, akan membantu untuk sedikit memperkecil posisi pemotretan Anda [...] dan kemudian menarik eksposur ke atas di komputer Anda.

OK, ya, saya agak terse ketika saya menulis itu . Biarkan saya mencoba membongkar sedikit.

Jelas, hanya beralih dari JPEG ke RAW tidak akan melakukan apa pun untuk memperbaiki kliping sendiri. Apa yang saya coba sarankan, ketika saya menulis paragraf di atas, adalah:

  1. Foto-foto Anda dengan kurang sengaja disorot sehingga sorotan tidak akan terpotong.

  2. Memotret dalam RAW, yang memiliki rentang dinamis lebih tinggi dari JPEG, untuk mempertahankan detail bayangan untuk langkah selanjutnya.

  3. Perbaiki kekurangan dalam post-processing, menggunakan algoritma yang mensimulasikan highlight "seperti film" yang lembut alih-alih kliping digital yang keras. (Saya percaya prosesor RAW yang layak harus memiliki fitur ini bawaan ; Saya tahu UFRaw melakukannya, dan itu adalah perangkat lunak gratis.)

Mengapa pergi ke semua masalah itu, alih-alih hanya memotret JPEG langsung pada eksposur default? Yah, pada dasarnya (selain semua alasan lain untuk menembak RAW ), sehingga Anda bisa mendapatkan ini:

Contoh foto A dengan highlight lembut Contoh foto B dengan highlight lembut

alih-alih ini:

Contoh foto A dengan sorotan yang sulit Contoh foto B dengan highlight lembut
(Klik gambar untuk memperbesar.)

Tentu saja, saya sedikit curang dengan membuat kedua pasangan contoh gambar ini dari file RAW yang sama - satu-satunya perbedaan adalah saya menggunakan mode "soft-like highlights" untuk pasangan pertama, dan mode "kliping digital keras" untuk pasangan kedua, mensimulasikan apa yang akan saya dapatkan jika saya menembak mereka langsung dalam format JPEG dengan eksposur yang lebih lama.

Perhatikan terutama karakteristik cyan sky di kanan atas dalam versi terpotong dari gambar pertama, kerataan yang tidak alami dari highlight yang terpotong, dan distorsi warna umum di sekitar mereka. (Gambar dengan elemen latar belakang putih terang, seperti salju atau awan, cenderung menunjukkan efek ini secara mencolok, tetapi saya tidak menemukan contoh yang bagus di laptop ini. Saya mungkin mencoba mencari beberapa ilustrasi yang lebih baik nanti.)

Alasan untuk distorsi kerataan dan warna ini adalah bahwa, tidak seperti kurva respons cahaya jenuh yang halus dari film, sensor gambar digital memiliki (kurang-lebih) respons linear hingga titik jenuhnya, dan kemudian cutoff yang tajam:

Sensor digital vs kurva respons film
(Sebenarnya, kurva respons film yang digambarkan di atas agak menyesatkan, dalam hal mengubah negatif film menjadi gambar positif aktual memperkenalkan lapisan nonlinieritas lain di ujung bawah kurva respons, biasanya menghasilkan kurva respons gabungan agak sigmoid . Tetapi pada setidaknya pada ujung puncak rentang dinamis, kurva di atas memang menyerupai respons cahaya aktual dari kamera film dan digital secara umum.)

Secara khusus, dalam fotografi warna, setiap saluran warna (merah, hijau dan biru) memiliki kurva responsnya sendiri. Dengan sensor digital, ini berarti bahwa, ketika kecerahan cahaya yang masuk meningkat, salah satu saluran R / G / B biasanya akan terpotong sebelum yang lain, mengubah warna piksel yang terpotong sebagian.

Juga, kerataan kurva respons digital di atas titik saturasi berarti bahwa, sementara film overexposing hanya mengompres highlight, setiap highlight yang terpotong dalam foto digital (apakah RAW atau JPEG) hilang begitu saja, dan tidak ada detail yang dapat dipulihkan darinya. Dengan demikian, aturan praktis untuk fotografi digital adalah bahwa, jika Anda tidak yakin apa eksposur yang optimal akan (atau jika Anda tahu bahwa adegan yang Anda potret termasuk highlight yang Anda tidak ingin terpotong), itu selalu lebih aman untuk berbuat salah di sisi bawah. Tentu saja, meningkatkan kecerahan foto yang kurang terang di pasca-pemrosesan juga akan memperbesar noise pada gambar - tetapi sedikit mengurangi pencahayaan, dan kehilangan beberapa detail bayangan karena noise, biasanya masih lebih baik daripada mengekspos berlebihan dan kehilangan highlight sepenuhnya.

Tentu saja, tidak satu pun di atas mengharuskan Anda untuk menembak RAW - Anda dapat meningkatkan kecerahan gambar JPEG misalnya di Photoshop dengan mudah. Tetapi dibandingkan dengan RAW, format JPEG memiliki dua masalah di sini:

  • JPEG hanya menggunakan warna 8-bit; yaitu, perbedaan terkecil antara dua tingkat kecerahan yang dapat disimpannya adalah sekitar 1/256 dari perbedaan antara hitam murni dan putih murni. JPEG sebenarnya menggunakan pengkodean warna non-linear, yang agak membantu, tetapi rentang dinamis efektif dari gambar JPEG masih hanya sekitar 11 stop (berbeda dengan 8 stop yang didapat dengan pengkodean linear). Ini cukup untuk menampilkan gambar di layar, tetapi masih kurang dari rentang dinamis efektif bahkan sensor kamera kelas bawah, dan itu tidak menyisakan banyak ruang untuk menyesuaikan paparan untuk memulihkan detail dari bayangan.

  • Selain itu, JPEG menggunakan skema kompresi lossy yang dirancang untuk mengurangi ukuran file gambar dengan membuang detail yang tidak mudah dilihat mata manusia. Sayangnya, kompresi ini cenderung juga membuang detail bayangan dengan cukup agresif - meningkatkan kecerahan gambar JPEG terlalu jauh, dan Anda mungkin akan berakhir dengan gambar yang penuh dengan distorsi warna dan artefak kompresi gumpal.

File RAW, sebagai perbandingan, mempertahankan rentang dinamis penuh dari sensor kamera Anda tanpa kompresi yang lossy, memungkinkan Anda untuk mengolah gambar semaksimal mungkin (dalam hal ini, terutama dibatasi oleh tingkat kebisingan sensor).

Ilmari Karonen
sumber
Wow. Salut kawan. ;-)
Martin
3

Singkatnya, file RAW menyimpan setiap piksel menggunakan lebih banyak bit daripada JPEG yang sesuai.

Untuk memahami bagaimana ini membantu, pertimbangkan satu piksel (kami akan mengabaikan warna, logika yang sama berlaku tetapi hanya mempersulit segalanya). Jika Anda memiliki 8 bit yang tersedia untuk merekam amplitudo (jumlah cahaya yang mencapai piksel itu) Anda memiliki 256 level, termasuk "tidak ada cahaya sama sekali" (0).

Anda harus menetapkan level maksimum, yang sesuai dengan nilai 255. Kisaran antara 0 dan maksimum ini adalah rentang dinamis yang dapat direpresentasikan dalam gambar. Setiap piksel yang menerima lebih banyak cahaya dari level ini jenuh, dan nilai maksimum 255 direkam. Ini menyebabkan efek kliping, di mana area yang terlalu terang terlihat benar-benar putih.

Jika Anda memiliki bit tambahan, Anda dapat mewakili lebih banyak level. Dengan rentang dinamis yang sama, Anda akan mendapatkan langkah-langkah yang lebih baik di antara mereka, atau Anda dapat memperluas jangkauan dan memungkinkan piksel dengan eksposur yang lebih tinggi (atau lebih rendah) untuk diwakili di suatu tempat di dalam rentang tersebut.

File RAW mengandung lebih banyak bit per piksel daripada JPEG yang sesuai (mis. 14 untuk Canon 5D, dibandingkan dengan 8 untuk JPEG). Ini memungkinkannya menangkap lebih banyak level eksposur. Piksel yang akan jenuh dalam representasi 8-bit mungkin tidak memenuhi saturasi representasi 14-bit. Ini mengubah area overexposed yang benar-benar putih menjadi nuansa abu-abu, dan memungkinkan beberapa detail untuk ditangkap.

Tentu saja, masih mungkin untuk menjenuhkan representasi bit-depth yang lebih tinggi, tetapi semakin banyak bit yang Anda miliki, semakin banyak informasi yang harus Anda kerjakan.

Andrew
sumber
1

Mentah bagus untuk beberapa alasan lain, tetapi tentu saja TIDAK BISA mentah mencegah kliping area yang terlalu banyak terpapar. Setelah data digital melebihi 255, data terpotong, artinya tetap pada 255, tidak lagi mewakili warna asli. Digital tidak memiliki cara untuk mempertahankan angka yang lebih besar, kemampuan terbesar ditingkatkan menjadi 255. Tidak ada cara untuk memulihkan data yang terpotong, selain percobaan lain dengan paparan yang lebih sedikit.

Contoh yang Anda tampilkan adalah warna putih cahaya. Putih istimewa, memiliki tiga komponen RGB yang hampir sama. Tapi bayangkan warna (overexposed) seperti Merah 500, Hijau 250, Biru 250, yang merupakan warna merah. Tetapi ketika dipotong ke 255, keluar 255, 250, 250, warna yang sama sekali berbeda, tentang putih sekarang. Mundur dalam pemrosesan pos menjadi sekitar setengah masih 128, 125, 125, masih TIDAK merah.

Contoh Anda yang ditautkan mungkin BUKAN putih di tempat pertama, tetapi keluar terlalu banyak dan terpotong pada 255, 255, 255, yang putih. Tidak ada pemulihan untuk kliping.

WayneF
sumber
1
Ini tergantung pada bagaimana kamera telah memetakan gambar mentah ke gambar 8 bit. Banyak kamera akan memiliki opsi HDR gambar tunggal di mana Anda dapat memodifikasi pemetaan ini, pengaturan standar akan memiliki rentang kurang dinamis daripada pengaturan lainnya. Jadi, biasanya gambar 8 bit dengan bagian yang terpotong tidak akan memiliki area potongan yang sama dalam gambar mentah. Untuk selalu nada peta seluruh rentang dinamis yang direkam datang dengan biaya; dengan hanya membiarkan area kecil menjadi overexposed Anda memiliki rentang hingga 255 tersedia untuk sisa gambar, yang dapat mengarah pada hasil keseluruhan yang lebih baik.
Hitung Iblis
1
Tunggu apa? RAW yang khas memiliki 14 bit informasi pencahayaan per piksel. Ada banyak nuansa hampir putih yang dapat dipulihkan dari RAW bahkan jika mereka secara default semua peta ke 255.255.255 dalam JPEG.
JohannesD
2
Jika jawaban Anda adalah respons terhadap "16-bit TIFF vs JPEG" itu akan benar, karena dengan TIFF titik hitam dan putih sudah terpanggang dan data mentah diterjemahkan ke 16 bit berdasarkan titik hitam dan putih yang dipilih dalam konversi. Tetapi file mentah yang benar mencakup data dari piksel yang ditutupi dan tidak memiliki titik hitam dan putih yang dipanggang. Itulah masalah terbesar yang saya miliki dengan mengonversi berkas Canon .cr2 ke .dng: Piksel yang bertopeng dihilangkan dan hitam / putih poin dipanggang. DNG lebih seperti TIFF daripada file mentah yang benar.
Michael C
1
Anda dapat memulihkan detail yang sangat cerah, tetapi Anda tidak dapat memulihkan nilai yang terpotong. Itu sebabnya rentang dinamis sangat penting. Terlebih lagi Anda mencampur rentang dinamis dengan kedalaman bit ADC. Mereka tidak sama sekali, lihat: peachpit.com/articles/article.aspx?p=1709190&seqNum=2
Grebu
1
Inilah yang tampak seperti gambar ketika memberikan cara Anda menggambarkan dalam jawaban Anda: Yang pertama diberikan secara linear, yang kedua memiliki koreksi gamma diterapkan dan 0-2047 dalam file 14-bit dipetakan sebagai 0 dalam file 8-bit dan 14383 -16383 dalam file 14-bit dipetakan sebagai 255 dalam file 8-bit. Gambar terakhir memiliki titik hitam (0 dalam file 8-bit) yang diatur ke nilai perkiraan bagian paling gelap dari pemandangan yang jauh di atas 2047, dan titik putih (255 dalam file 8-bit) diatur ke bagian paling terang dari pemandangan yang jauh di bawah 14383. photo.stackexchange.com/a/39478/15871
Michael C