Bevezetés a RAW-feldolgozásba – 1.

Az alapprobléma az, hogy ha ki akarjuk használni a RAW-technológia előnyeit, akkor pontosan tudnunk kell előre kameránk „viselkedési” szokásait. Lássuk, min áll vagy bukik a RAW-feldolgozás!

 

Mit művel a kamera?

A kamera CCD-érzékelője által rögzített kép elektromos jelek formájában kerül az analóg–digitális átalakítóra. Ezt követően a pixelek világosságértékeit 12–16 bites egész számokként kezeli a képfeldolgozó rendszer. E számok nagysága egyenesen arányos a megfelelő pixelt ért megvilágítással. Csakhogy a digitális fényképezés megörökölte a hagyományos videotechnika egyik sajátosságát.

 

Ha közvetlenül egy tv-képcsőre vezetnénk a CCD jelét, a kép túl kontrasztosnak, az árnyékos részeken pedig túl sötétnek mutatkozna. A képcső eltorzítja a kép világosságát. Ennek kivédésére az ellenkező irányba torzítják, világosítják a képet, mielőtt a jelet a képcsőre vezetik. Ez a korrekció a gamma-korrekció. Annak idején a szakemberek úgy döntöttek, hogy a gamma-korrekciót nem a televíziós vevőkészülékben, hanem az adásoldalon, rögtön a kamerában végzik el. Ez a szokás azóta is fennmaradt, a digitális fényképezőgépek szintén gamma-korrigált képeket készítenek.

 

A másik furcsaság, hogy a CCD-érzékelők nem észlelik a színeket, mondhatni színvakok (kivéve a Foveon X3-as szenzort). Úgy oldják meg a színes kép rögzítését, hogy színszűrőket raknak az érzékelő elé. A profi videokamerák három CCD-érzékelőt használnak, egyet vörös, egyet zöld és egyet kék szűrővel. A három érzékelő együtt adja a színes RGB-képet. A fényképezőgépekben csak egy szenzor van. A parányi színszűrőket közvetlenül a pixelek elé helyezik úgy, hogy ne legyen két azonos színű egymás mellett (általában Bayer-mozaik). Ez így egyszerűbb, csak az a baj, hogy a három alapszínből minden pixelnél kettő hiányzik. A hiányzó értékeket a képfeldolgozó processzor saccolja meg, a szomszédos, más színű pixelek alapján. Ez a „saccolás” egy matematikai eljárás: interpoláció. A gamma- és fehéregyensúly-korrekció meg az interpoláció után következik az összes többi művelet, amelyet a kamerán beállítottunk, végül a JPEG-tömörítés és a memóriakártyára írás.

 

Nyersen másként megy

Mi történik, ha RAW formátumban fényképezünk? Egyszerűen elmarad a képfeldolgozás folyamata. Se gamma-korrekció, se interpoláció, se fehéregyensúly-beállítás, se semmi más nem történik, csak a CCD-ből kiolvasott nyers adatokat írják a kártyára. Miért jó ez? Elsősorban azért, mert így a korrekciókat később mi magunk, saját ízlésünk szerint végezhetjük el. Szabadon játszhatunk a beállításokkal, akár több variációt is kipróbálhatunk. A RAW tehát olyan, mint az előhívatlan negatív. A kidolgozás során dől el, hogy mi lesz belőle.

 

A RAW-képek élessége, részletgazdagsága valamivel jobb, mint JPEG-társaiké. Ennek egyik oka az, hogy a JPEG-tömörítés veszteséges, azaz kissé elmaszatolja a képet. A RAW formátumnál nincs ilyen veszteség, viszont a képek több helyet foglalnak el a memóriakártyán, mint a JPEG-ek.

 

A másik fontos dolog a dinamika. A JPEG-képek 8 biten ábrázolják a színcsatornák értékeit, ami 2⁸=256 világosságértéket jelent. A mai digitális kamerák általában 12, 14 vagy 16 bitet használnak a képrögzítésnél, ami rendre 4096, 16 384, illetve 65 536 szintet jelent. A finomabb felbontás miatt a tónusok száma nagyobb. Akkor sem lép fel látványos tónuslépcsőződés, ha a képeken korrekciókat végzünk.

 

A RAW-képek tónusgazdagsága csak féligazság. Gondolatban osszuk fel a kép teljes világosságtartományát zónákra, hasonlóan ahhoz, ahogy a híres fotográfus, Ansel Adams tette. Az első, legvilágosabb zóna a csúcsfehérnél kezdődik, és az 1 fényértékkel sötétebb világosszürkéig tart. A következő zóna ismét egy fényértéknyi széles, és így jönnek sorban az egyre sötétebbek, a fekete felé. Ez szemre teljesen egyenletes felosztásnak tűnik. De csak szemre! Valójában nem lineáris, mert az emberi szem érzékenysége sem az. Az 1 fényértékkel sötétebb részekre éppen feleannyi fény jut, tehát a CCD jele feleakkora lesz. Ha a csúcsfehéret a 65 536 jelenti, akkor az 1 fényértékkel sötétebb halványszürke ennek fele, 32 768. A következő 1 fényértéknyi lépés után a jel nagysága már csak 16 384 lesz. Ahogy csökken a lépcsőfokok nagysága, úgy csökken a közöttük lévő, megkülönböztethető tónusfokozatok száma is. Az egyre sötétebb zónákba egyre kevesebb jut, amint az a mellékelt táblázatból is látszik. Ha 16 helyett 14 bittel dolgozunk, akkor eleve rosszabb a felbontás, kevesebb a zónákba jutó szintek száma is.

 

Az 1 fényértéknyi zónában lehetséges tónusfokozatok száma RAW-, JPEG- és TIFF-képeknél

 

A gamma-korrekció miatt a JPEG-nél egyenletesebb a tónuseloszlás. A világos részeken jóval kevesebb a megkülönböztethető érték, a sötétekre viszont több jut. A tónusfokozatok száma így is szerény, hiszen egy zónában az emberi szem nagyjából 70 különböző tónust tud megkülönböztetni. A 16 bites TIFF lényegesen lenyűgözőbb számokat mutat. Fontos, hogy RAW-képeinket 16 bites TIFF (vagy PSD) formátumra érdemes átalakítani, ha nem akarjuk a RAW tónusait elveszíteni. Érdemes egy pillantást vetni a táblázat első oszlopára is, amely a pixelekben összegyűjtött fotoelektronok maximális várható értékét mutatja egy APS-C méretű Kodak szenzor esetére. Látszik, hogy ennél a szenzornál a sötét részeken nem lehetne egy 16 bites ADC-t kihasználni, mert 25 elektront akárhogy variálunk, nem lehet 32 állapotot összehozni belőlük. Ráadásul ott van még a zaj, az elektronszám ingadozása. A zaj a sötétebb részeken használhatatlanná teszi a képet, rontja a dinamikát. Minél nagyobb a képérzékelő mérete, annál jobb a dinamika, annál kisebb a zaj jelentősége. Egyszerű fizikai okai vannak annak, hogy a parányi kompaktok képminőségben soha nem tudják megközelíteni a tükörreflexes gépeket. A RAW formátum tónusgazdagsága szintén csak a nagyobb képérzékelővel ellátott kameráknál érvényesül.

 

Hogyan exponáljunk?

A JPEG-képekhez a kamerát úgy kell beállítani, hogy a kép világossága a lehető legmegfelelőbb legyen. A fehéregyensúlyt szintén úgy kell megválasztani, hogy jó színeket kapjunk. Bár Photoshopban a JPEG-et is lehet javítgatni, már a felvételnél a legjobb eredményre kell törekedni. A RAW-képek fényképezésekor az a cél, hogy a legjobb nyersanyagot készítsük el. Láttuk, hogy a RAW formátum előnyei a világos részeken domborodnak ki igazán. Ezért a képet úgy kell exponálni, hogy az a lehető legvilágosabb legyen, de még éppen ne égjen be! Beégéskor a pixelértékek elérik a lehetséges maximumot, és telítésbe mennek. Elvesznek a kép részletei, homogén fehér felület jelenik meg. Ha nem mind a három csatorna ég be, hanem mondjuk csak a kék vagy a vörös, akkor a szóban forgó rész színe is eltolódik. A beégés tehát alapvetően képhiba. Törekedjünk ennek elkerülésére, miközben a kép többi részét a lehető legvilágosabbra exponáljuk. Ne zavarjon, hogy a felvétel túl világosnak tűnik a kamera monitorán. A végleges tónusokat majd a RAW konvertálásánál állítjuk be.

 

Míg a rekesz, a záridő és az expozíciókorrekció beállítása fontos kérdés, a fehéregyensúly teljességgel érdektelen. A RAW-képnek nincsenek színei. A színek csak a RAW-konvertálás közben alakulnak ki. Ugyanezért mindegy, hogy a kamera Adobe RGB-re vagy sRGB színtérre van-e állítva. Közömbös az összes többi beállítás (élesítés, kontraszt, színtelítettség stb.) is.

 

Digitális negatív, RAW-konverterek

Manapság már minden valamirevaló szoftver elboldogul a RAW formátummal, de visszatérő probléma a kompatibilitás. A különböző gyártók más és más szerkezetű RAW-fájlokat használnak. Az állománynevek kiterjesztése is más, például a Canon kameráknál .CR2, a Leicáknál .RAW, a Minoltáknál .MRW, a Nikonoknál .NEF, az Olympus gépeknél .ORF. Az egyes gyártók különböző kamerái között is vannak eltérések. Nem ugyanolyan RAW-képet készít mondjuk a Canon EOS 30D, mint például az EOS 5D. E sokféleség miatt a szoftverfejlesztőknek minden egyes kameratípus nyers állományaira külön fel kell készíteni a terméküket. Egyáltalán nem biztos, hogy 20–30 év múlva gondolni fognak még a mai kamerákra, és lesz valamilyen szoftver, amellyel ma készült képeinket meg tudjuk nyitni.

 

Gond a képek metaadatainak kezelése is, hiszen az EXIF nem támogatja a nyers adatokat. Néhány gyártó kísérletet tett a szabványos EXIF-TIFF használatára az egyedi RAW formátum helyett. TIFF-szerkezetet használ a Nikon D1 sorozat, a Kodak DCS és a Canon EOS–1DS kamera is. De ez a megoldás sem tesz lehetővé teljes kompatibilitást.

 

Az ingyenes UFRaw Photo Loader egy DCRaw-megvalósítás GIMP-hez

Az Adobe 2004 szeptemberében jelentkezett egy lehetséges megoldással, a DNG, vagyis a Digital Negative specifikációval. A DNG nyilvános, szabadon használható formátum, és mostanra ISO-szabvány lett belőle. A DNG a TIFF-6.0 szabványon alapul, és kompatibilis a TIFF-EP-vel is. Képes TIFF-EP, EXIF-, XMP- és IPTC-metaadatok, képkidolgozási beállítások, CIE-színmátrixok, ICC-színprofilok, JPEG-előnézeti képek tárolására. A pixelek adatait 8, 16 vagy 32 bites formában tudja tárolni. Ezek lehetnek gamma-korrigált RGB-adatok vagy interpolálatlan, nyers pixeladatok veszteségmentes (!) JPEG-tömörítéssel. Mindezeken felül beágyazható az eredeti RAW-fájl, amelyet ZIP-pel tömörítve tárol.

 

Az Adobe honlapjáról ingyen letölthető az Adobe DNG Converter, amellyel a kamerák RAW-képei erre a formátumra alakíthatók át. A kapott állomány megőrzi a RAW-képek kedvező tulajdonságait, ugyanakkor szabványos felépítésű. Az előnézeti képet a konverter újragenerálja, nem azonos azzal, amelyet a kamera helyez a RAW-fájlba. Ezért képböngésző programokban úgy tűnhet, hogy a RAW- és a DNG-kép eltérő színű, illetve világosságú, de ez nem hiba.

 

A DNG formátumnak kétségtelen előnyei mellett komoly hátrányai is vannak. Az egyik, hogy a felvétel kameraspecifikus adatai közül egyeseket nem tárol. Ilyenek például a Firmware version, a Drive mode, az AF mode, a Focus point, a Custom function stb. Thomas Knoll (a DNG alkotója és az első Photoshop egyik szerzője) szerint azokkal a metaadatokkal nincs gond, amelyeket az EXIF-szabványnak megfelelően tárolnak. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a Canon CR2 és a Nikon NEF-fájloknál minden adat megmarad, míg a régebbi Canon RAW-fájlok (CRW) esetén bizonyosak elvesznek, mivel a CRW-fájlok nem követik maradéktalanul a szabványt.

 

A másik kritikus probléma az, hogy a DNG használatával megszűnik a kompatibilitás a kamera gyári programjaival. A kameragyártó saját RAW-konvertere nem használható többé, és az alternatív programok közül is csak azok, amelyek támogatják a DNG-t. Mindkét problémára megoldás lehet, hogy az eredeti RAW-fájlt is megőrizzük a DNG-be ágyazva. Így a szükséges tárolókapacitás körülbelül kétszer akkora, mint ha csak a RAW-fájlokat mentenénk el, viszont képeinket szabványos formában tudjuk tárolni. Photoshoppal vagy Lightroommal dolgozóknak további kényelmet jelent, hogy a DNG a korrekciós beállításokat is tárolja.

 

A kameragyártók általában mellékelnek a gépeikhez valamilyen egyszerűbb ingyenes programot. Ilyen a Canon File Viewer Utility, a Nikon Capture, a Kodak Photo Desk, a Sigma Photo Pro és az Olympus Camedia Master. Az ilyen programok kevesebb korrekciós lehetőséget nyújtanak, ezért velük 16 bites TIFF formátumba kell konvertálni a képet, aztán a finomabb módosításokat egy alkalmas képszerkesztő programmal kell elvégezni.

 

A gyártók ingyenes szoftvereivel és a képböngészőkbe épített RAW-konverterekkel nem csupán azért nem lehet igazán jó minőséget elérni, mert kevés dolgot lehet beállítani rajtuk. Igazából a RAW-fájlok feldolgozásának három alappillére van. Az egyik az interpoláció, a másik a színprofilok kezelése, és a harmadik a korrekciók sora. Sokféle interpolációs algoritmus van, némelyek között ég és föld a különbség. Másrészt nincs „tökéletes” vagy „legjobb” algoritmus. Az egyik képen az egyik ad jobb eredményt, a másikon meg a másik.

 

Az ingyenes DCRaw sokféle algoritmusa közül a VNG és az AHD (EAHD) a legjobb a szokásos fényképekhez. A VNG hajlamos az éleket cipzárra emlékeztető 1 pixeles mintával kicsipkézni. Az AHD mentes ettől a jelenségtől, de másként reagál a zajra. A VNG-nél a zaj pixel méretű, gyenge ingadozás, amely könnyen kiszűrhető, míg az AHD-nél a zaj hatása nagyobb méretű, összefüggő és erőteljesebb, némiképp JPEG-hibára emlékeztető mintázatokat alkot. Az éleket kissé elmaszatolja és ezzel együtt a kromatikus aberráció is jobban kiemelkedik. Ha az AHD helyett az EAHD-t választjuk, akkor a szoftver némi krominanciasimítást végez, amitől csökken a kromatikus aberráció és a zaj, de a kép részletgazdagsága látszólag megmarad. Az UFRaw tartalmaz egy waveletalapú zajszűrőt is, amely az interpoláció hibáira is jótékony hatással van. Ezek az algoritmusok sok számolást igényelnek, még gyors processzoron is eltart egy ideig a képek konvertálása. Viszont jobb eredményt adnak, mint a fényképezőgépekbe épített egyszerűbb, gyorsabb algoritmusok, amelyekkel a kamera a JPEG-et készíti.

 

Az UFRaw Dave Coffin DCRaw nevű, nagy tudású, de meglehetősen szerény kinézetű, parancssori RAW-konverterén alapul. GIMP-hez pluginként is használható, akár a Portable változathoz is. Több más grafikus héj is készült Coffin programja köré. Ezek nagyjából ugyanazt a minőséget nyújtják, eltérések csak az utófeldolgozás lehetőségeiben és a konvertermotor köré épített szolgáltatásokban vannak. Közös jellemzőjük, hogy rendkívül gyorsan konvertálnak, és elég jó képminőséget lehet elérni velük.

 

A RAW-konverterek piacának zászlóshajói lassabbak, mint az ingyenes DCRaw leszármazottak, de még magasabb képminőséget és számos kényelmi szolgáltatást nyújtanak. A RAW-feldolgozás a fotós munkafolyamat első lépései közé tartozik. Kézenfekvő a képek válogatásával, archívumba rendezésével összekapcsolni, amint azt az Adobe Photoshop Lightroom vagy a Capture One 4 teszi. Sok kísérlet és összehasonlító teszt után bátran kijelenthetjük, hogy ez a két szoftver (és persze a Lightroommal azonos motoron alapuló Adobe Camera RAW plugin) a legjobb RAW-konverter manapság. A Capture One (C1) legnagyobb erőssége a színprofilok kezelésében van. Interpolációs algoritmusa szintén nagyon jó, de ebben a Lightroom egy hajszállal lekörözi. A kiegészítő szolgáltatásokban szintén a Lightroom nyújt többet, de arányosan drágább is, mint a C1.

 

Jó konverternek számít a Nikon Capture NX is. Főként a benne alkalmazott U-Point technológia figyelemre méltó. Sajnos csak Nikon-tulajdonosok tudják élvezni, más kameratípusokkal nem kompatibilis, és a DNG formátumot sem támogatja. A maga idejében nagy siker volt a RawShooter. Páratlan képminőséget adott, gyors volt és kicsiny. Ingyenes kiadása is volt. Nagy kár érte, de miután az Adobe felvásárolta a fejlesztőcéget, a támogatása, továbbfejlesztése megszűnt. Akinek a kamerája kompatibilis vele, és hozzáfér egy működő példányhoz, feltétlenül próbálja ki! Végül nem rossz konverter a SILKYPIX Developer Studio sem. A japán Ichikawa Soft Laboratory terméke PC és Mac platformra készül, jelenleg a 3.0-s verziónál tart. Van ingyenesen letölthető változata is, amely teljes funkcionalitású, leszámítva azt, hogy nem tud kötegelt feldolgozást és csak JPEG formátumban képes menteni. A Microsoft is elkészítette saját konverterét, a RAW Image Thumbnailer and Viewert. Windows XP-hez ingyen letölthető, a Windows Vista Fotótárnak pedig része lett a RAW-konverter. Legfőbb értéke ennek a konverternek, hogy van, de ha nem lenne, akkor se hiányozna senkinek.

 

Van, amikor megéri!

Bármelyik RAW-konvertert választjuk is, hamar tapasztalni fogjuk, hogy a RAW formátum használatával jelentős többletmunka jár. Ezt csak akkor érdemes vállalni, ha a képek jellege megköveteli. Egyrészt szembekerülhetünk olyan fotográfiai kihívásokkal, amelyeket e RAW-val jobban meg tudunk oldani, mint JPEG-gel. Ide tartoznak az ellenfényes, nagy dinamikájú képek, a csillogó tárgyak, valamint a kevert megvilágítású helyszínek (izzó, fénycső, vaku vegyesen). Másrészt akkor kell a RAW, ha igényesebb felhasználásra szánjuk a képeket. Egyszerű családi fotóknál, kiránduláson vagy partikon, pláne kompaktgéppel fotózva általában felesleges vesződni vele. Egy kivétel azért itt is van. Ha erős napfényben fotózunk, és a derítést csak digitálisan tudjuk megoldani, akkor jobb eredményt kapunk RAW-ból.

 

 

Előnyök és hátrányok

 

A RAW előnyei:

• A fehéregyensúly utólag, tág határok között korrigálható

• Saját színprofil használható a gyártó által a kamerába épített helyett

• Saját tónusgörbe használható a konvertáláshoz

• A kamera teljes bitfelbontása kiaknázható, ami több árnyalatot jelent a világosabb részeken

• 1–2 fényértéknyi expozíciós hibákat szembeszökő minőségromlás nélkül, utólag lehet korrigálni

• A többi felvételi beállítás (például élesítés, zajszűrés stb.) szabályozható

• A külső, számítógépes feldolgozás jobb interpolációs algoritmusokat kínál, ami részletesebb, élesebb képet eredményezhet

• A felsorolt beállítások közül többféle variáció is kipróbálható

• Nincs veszteséges tömörítés

 

A RAW hátrányai:

• Nem szabványos formátum

• Tárolásnál több helyet foglal, mint a JPEG

• Feldolgozása, archiválása speciális programokat igényel

• Magasabb képminőség csak jelentős többletmunkával hozható ki belőle

 

 

_{Kapcsolódó linkek:}

_{Bevezetés a RAW-feldolgozásba – 2.}

 

_{Adobe Camera RAW plugin Photoshophoz}

_{Adobe Photoshop Lightroom}

_{Capture One 4}

_DCRaw

_UFRaw

_{Microsoft RAW Image Thumbnailer and Viewer for Windows XP}

_{Nikon Capture NX}

_{RawShooter-fórum}

_{SILKYPIX Developer Studio}

 

_{GIMP 2.4}

_{GIMP-trükkök}