Fotograficzny format RAW nie zawsze jest taki RAW jak się spodziewamy

Fotografujący stykają się zazwyczaj z dwoma typami formatu zapisu zdjęć. Najpopularniejszy i znanym każdemu to JPEG, który ma naturalne ograniczenia (wynikające z algorytmów kompresji), a drugi to format RAW pojawiający się pod różnymi nazwami, gdyż prawie każdy producent aparatu decyduje się na własny sposób zapisu plików RAW, nadając im rożne rozszerzenia.

Cyfrowy negatyw

Format RAW określany czasem jako cyfrowy negatyw, uznawany jest za idealne przeniesienie informacji zarejestrowanej cyfrowym sensorem do pliku, który zapisywany jest w pamięci. Teoretycznie tak powinno być, bo pliki RAW umożliwiają interpretację kolorów i wydobycie informacji o ekspozycji, już po wykonaniu zdjęcia. Czyli te operacje, które oprogramowanie aparatu wykonuje samodzielnie zgodnie z ustawieniami w menu gdy wybierzemy zapis w formacie JPEG.

W porównaniu z JPEGiem, już wcześniej zinterpretowanym i zapisanym jako konkretny obraz, plik RAW zapewnia ogromną swobodę podczas przetwarzania. Które zwykle i tak kończy się plikiem JPEG, ale tym razem dokładnie takim jakiego byśmy chcieli.

Menu aparatu Canon z opcjami wyboru formatu JPEG, RAW lub par JPEG+RAW

Opcja RAW wybrana w menu aparatu Sony

Zatrzymajmy się przy słowie „dokładnie”. Właśnie, czy korzystając z formatu RAW możemy liczyć na to, że dostajemy zbiór danych dokładnie takich jak zarejestrował sensor? To niegłupie pytanie, bo jeśli plik RAW ma być traktowany jako synonim cyfrowego negatywu, to powinien zawierać kompletnie nieprzetworzone dane. Tak jak zarejestrowany na niewywołanej jeszcze kliszy obraz.

To jak zostanie wywołana taka klisza, na co wpływ ma dobór procesu wywoływania, jego przebieg, a potem procedura wykonywania odbitek czy skanowania do pliku cyfrowego, to już inna historia. Podobnie jest w przypadku cyfrowego pliku RAW, która może przebiegać odmiennie zależnie od stosowanego oprogramowania i wybranej przez nas ścieżki obróbki obrazu.

A zatem ustaliliśmy, że plik RAW powinien być odpowiednikiem niewywołanej kliszy analogowej. Sęk w tym, że nie mamy pewności, że tak jest, a w wielu przypadkach wręcz jesteśmy przekonani, że jest na odwrót. Dlaczego?

RAW nie koniecznie taki jak oczekujemy

Format RAW, w którym zapisywane są dane nie stawia wymogu, by były one kompletnie nieprzetworzone. Wymusza, by informacja dla każdego piksela była zapisana w postaci umożliwiającej późniejszą (teoretycznie dowolną) interpretację barwną (tak zwany proces demozaikowania, który przypisuje kolory RGB każdemu pikselowi interpolując dane z sąsiednich pikseli - najczęściej w przypadku sensora Bayerowskiego piksele mają dane tylko dla jednego z kolorów R, G lub B). A także w postaci, w której poziomy jasności obrazu (co jest powiązane z ekspozycją), nie są jeszcze ściśle określone (dlatego w przypadku pliku RAW możemy całkiem wygodnie aplikować korektę ekspozycji, co w plikach JPEG jest tylko symulowaniem takiej operacji).

Tak mniej więcej widzi obraz sensor - każdy piksel tylko w jednej z trzech barw RGB

Format RAW nie wymusza jednak, a przynajmniej tak to wygląda, by dane dla poszczególnych pikseli, a nawet dla ich grup, nie były jakkolwiek przetworzone przed zapisem. W zasadzie tak rozumiemy i tłumaczymy sobie sens stosowania formatu RAW, w praktyce producenci stosują różne algorytmy by wyeliminować niektóre wady sygnału bez wiedzy użytkownika. I wcale nimi się nie chwala otwarcie.

Zwykle dzieje się to transparentnie dla końcowego użytkownika, który otrzymuje plik RAW z danymi zapisanymi podobnie jak by były kompletnie nie ruszone przez algorytmy (programowe lub sprzętowe) producenta.

Stosowanie takich procedur można wykryć podczas analizy obrazów testowych (serwisy, które przeprowadzają testy sensorów z uwzględnieniem analizy generowanych plików RAW, zwracają na to uwagę), a także przy fotografowaniu znanych struktur (gdy wiemy czego należy się spodziewać).

Ingerencja w sygnał przed zapisaniem go w formacie RAW może być podyktowana gorszymi niż oczekiwane parametrami pracy sensora w pewnych warunkach. Producent chce na przykład pochwalić się wysokimi czułościami ISO, czy doskonałą pracą w słabym oświetleniu, a tu sensor się buntuje dając gorsze niż oczekiwane obrazy. Trzeba więc poprawić sygnał, skorygować dane w pikselach, które dają błędny sygnał, by to co dostanie w pliku RAW fotograf nie budziło wątpliwości. 

Astrofotografia - jedna z kości niezgody

Gdy korekta jest przeprowadzana prawidłowo, kwestia modyfikacji pliku RAW to z perspektywy większości fotografujących problem wyłącznie akademicki. Lecz czasem zastosowany algorytm działa w zgoła niepożądany sposób. Przykładem jest ostatnie zamieszanie związane z bezlusterkowcami Sony A, których oprogramowanie modyfikuje sygnał rejestrowany przy ekspozycji dłuższej niż kilka sekund. W efekcie wiele gwiazd jest usuwanych ze zdjęcia, gdyż oprogramowanie uznaje je za błędnie działające przy tak długiej ekspozycji piksel.

W przypadku astrofotografii to poważny problem. Zauważył go astrofotograf Ian Norman i wystosował list otwarty do Sony, w którym zwraca uwagę na błędne działanie algorytmów odszumiania obrazu. Istotne jest, że wpływają one nie tylko na pliki JPEG, ale też na te zapisane jako RAW.

Zjadanie gwiazd, jak to określił niezadowolony użytkownik Sony, przez oprogramowanie przy dłuższych niż 4s ekspozycjach (po prawej), na zdjęciu po lewej ekspozycja była krótsza i algorytm zjadacza nie zadziałał. Należy obejrzeć w powiększeniu

Problem w aparatach Sony (modele A6000, A6300, A6500, A7S, A7R, A7, A7 II, A7S II i A7R II) pojawił się po ubiegłorocznej aktualizacji oprogramowania.

Format RAW -  bardzo przydatny, ale też obnażający słabości sensora

Czy w świetle powyższego format RAW nie ma sensu? Taka teza byłaby zbyt krzywdząca. W większości zastosowań (szczególnie gdy nie stosujemy długich czasów naświetlania) problem można zbagatelizować. Zdjęcia zapisane w formacie RAW dawały i będą dawać bardzo szerokie pole do popisu. Zdolny fotograf, któremu nie obce są tajniki barwnego postprocessingu, wydusi z pliku RAW cuda. Zdjęcie o nieudanej ekspozycji, które zapisano w formacie RAW, można często całkowicie uratować. Format RAW jest i będzie potrzebny.

Jednocześnie jest to format zapisu danych, który może mocno obnażyć słabości układu rejestrującego obraz. Dlatego nie był on zazwyczaj stosowany w kompaktach z bardzo małymi matrycami, a w smartfonach raczej z niego nie korzystamy. Choć czasem znajdziemy go w menu aplikacji aparatu, co ma miejsce w przypadku flagowych modeli - dla producentów to punkt honoru, by tryb RAW (de facto są to pliki DNG) był w tym przypadku dostępny. Wykonanie zdjęcia DNG smartfonem i późniejsza jego edycja pokazuje ile naprawdę wart jest sensor.

O ile producent smartfona nie zadba, by jeszcze przez zapisem dane z sensora były poprawione, co sprawia, że wracamy do punktu wyjścia i pytania - czy RAW jest na pewno RAW czy tylko troszkę lepszy JPEG?

Źródło: Inf. własna