Почему файлы RAW показывают только 8 бит из 14 бит записанных?

Question

В ответ на предыдущий связанный необработанный файл latitude вопрос. Почему файлы RAW записывают в 14 бит, а показывают только 8 бит данных? Остальные данные скрыты справа или слева от гистограммы. Поэтому некоторые детали теряются без ручного манипулирования. Почему бы просто не показать все 14 бит для начала?

Answer 1

Эта проблема не имеет отношения к битовой глубине, а к тому, какой объем показан в динамическом диапазоне.

RAW-файлы записывают определенное количество бит на фотосайт. Это обычно 12 или 14 бит. Изображения JPEG предлагают фиксированную глубину 8 бит на цветовой компонент. То, что почти делают все камеры, это создание предварительного просмотра JPEG для файла RAW и вычисление гистограммы на основе этого предварительного просмотра. Это показывает правильную гистограмму для изображений JPEG. Если вы снимаете RAW + JPEG, это также правильно для JPEG. Для тех, кто стреляет исключительно в RAW, очевидно, что гистограмма оказывается неверной.

Расхождение связано с тем, как отображается предварительный просмотр JPEG , на который влияют параметры изображения. Чем ниже контраст, тем больше динамический диапазон сохраняется в 8-битном пространстве. Теоретически можно показать весь диапазон в гистограмме, но большинство камер не поддерживают контраст , который ниже , поскольку сжатие изображения с большой глубиной в 8-битное пространство без отсечения сделало бы его крайне скучным .

Нет экрана камеры, который мог бы отображать даже 12 бит, поскольку горизонтальное разрешение слишком низкое. Гистограмма всегда состоит из сегментов, каждое из которых представляет более одного значения яркости или цвета, в случае гистограмм RGB. Если бы просто отбросить младшие биты из данных RAW, мы могли бы получить идеально представительную 8-битную гистограмму для файла RAW, но только одна камера AFAIK делает это. Проблема заключается в том, что большинство камер сбрасывают значения в крайние значения RAW и отображают остальное в 8-битное пространство, что происходит при создании изображения JPEG из данных RAW.

Answer 2

Что ж, вы могли бы открыть необработанный файл в шестнадцатеричном редакторе и прочитать 14-битные значения как 0x0000h-0x3FFFh, если вы хотите, чтобы «raw показывал вам 14-битные данные».

В качестве альтернативы, вы можете отобразить весь диапазон линейно для просмотра на 8-битном дисплее, так что на обоих концах нет срезов:

Теперь это выглядит очень скучно. Как мы применяем 2,2 гамма-кривую, чтобы использовать как монитор и глаза работают вместе:

Немного лучше, но все же не приятно. Давайте сделаем некоторые базовые «разработки фотографий», такие как автоматическое вырезание и преобразование цветового пространства (sRGB):

Answer 3

Практически все дисплеи компьютеров, планшетов, смартфонов и т. Д. Ограничены 24-битным цветом (по 8 бит на каждый из красного, зеленого и синего каналов). Когда приложение отображает файл изображения на таком экране, оно должно либо:

• Выберите 8-битную зону исходных 12-14-битных данных для отображения с более яркими оттенками и более темными тонами чисто черными

  или

• Сжатие всего динамического диапазона исходного файла в 8-битное пространство, что делает изображение очень унылым и плоским

  или

• Используйте комбинацию из двух методов выше

Поскольку ваш первоначальный вопрос касается гистограмм, мы предполагаем, что вы также ссылаетесь на них здесь. Гистограмма на задней панели камеры основана на изображении, отображаемом на экране, а не на исходном файле RAW. Я полагаю, что камера могла бы отображать гистограмму, основанную на полном динамическом диапазоне файла изображения, но это уменьшило бы общую скорость камеры, поскольку теперь камере пришлось бы создавать два разных изображения для предварительного просмотра. каждый файл: один для отображения и другой для гистограммы. Также потребуется ЖК-дисплей с более высоким разрешением на задней панели камеры. Вероятно, существуют десятки, если не сотни или тысячи потенциальных покупателей, больше озабоченных кадрами в секунду (fps) и глубиной буфера, по сравнению с числом потенциальных покупателей, больше озабоченных гистограммой на камере, отображающей весь динамический диапазон файла изображения RAW. Как вы думаете, по какому пути пойдут дизайнеры со своими продуктами?

ЖК-дисплей на задней панели камеры разработан для того, чтобы каждое изображение выглядело настолько хорошо, насколько это возможно. Другими словами, это как политик! Если вы просматриваете 25-мегапиксельное изображение на 1-мегапиксельном экране, это означает, что каждый пиксель на экране отображает объединенную область 5х5 пикселей исходного изображения. Ваш фокус может быть размыт на целых четыре пикселя шириной, и вы не сможете отличить идеально резкое изображение! Аналогичным образом, цвет и контраст отображаются таким образом, который производитель считает наиболее привлекательным для большинства потенциальных покупателей. Если предварительный просмотр изображения на экране ЖКД достаточно уменьшил контрастность, чтобы отобразить весь динамический диапазон файла RAW, никто не купит камеру, основываясь на том, как картинка, сделанная ими в бредовом свете магазина, выглядит сзади. экрана когда-нибудь покинет магазин с одним.

Answer 4

Здесь много технически правильной информации / ответов, но я думаю, что вы неправильно понимаете гистограммы. Два вопроса:

1. Если вы ссылаетесь на то, что на дисплеях иногда показывается число 256 - это просто удобство. 256 - максимальная экспозиция непосредственно перед выбросом для условной 8-битной съемки. Ключевым моментом является то, что изображения с большим количеством битов на канал будут иметь детализацию между целыми числами вплоть до 0. Подумайте об этом, как о масштабировании от 0 до 255.

2. Если обратиться к дисплеям с обычно 5 областями - они показывают остановки экспозиции. Это делает журнал гистограммы масштабируемым. То есть чтение справа. Одна строка назад будет на одну ступень меньше ... так что 128 в нашей номинальной 256-й шкале, следующая строка будет 64 и т. Д. Последняя будет 8. Так что если это действительно 8-битное изображение, у вас есть только 8 уровней для вещи 5 останавливается ниже полной экспозиции. Это объясняет, почему изображения с низким битом ограничены возможностями коррекции экспозиции.

Итак, вкратце. 256 иногда просто используется в качестве номинальной шкалы, хотя может быть больше битов. Если обратиться к 5 остановкам, показанным на гистограмме: старшие битовые изображения будут иметь больше деталей на этих уровнях освещенности, но для 99% экспозиций вы просто будете иметь (близко к) нулевые показания на гистограмме для них.

Answer 5

В основном потому, что такой предварительный просмотр был бы бессмысленным. Когда вы делаете окончательный вывод, вы практически всегда выводите в 8-битном цвете, а сам дисплей 8-битный. Наличие дисплея, который приближается к конечному результату, как правило, более полезно, чем отображение всего объема хранимой информации. Я полагаю, вы не можете сразу сказать, будут ли восстанавливаемые блики восстановлены или нет, но вы получите гораздо лучшее представление о том, как будет выглядеть окончательный результат, и для его отображения не требуется намного более дорогой дисплей.