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【摄瘾技巧】拍照时选择RAW还是JPEG格式?

发表日期:2007-01-15 摄影器材: 点击数: 投票数:
 使用数码相机拍照时,很多摄影爱好者不知道采用什么存储方式最合适。常常听到有人说RAW是“专业格式”,如何如何的好,而JPEG格式如何如何的业余,有这样那样的不足,似乎要拍出好照片就非得RAW不可。最近又有某摄影家撰文,说大家对RAW是盲目崇拜,“原汁原味”的摄影就应该用JPEG云云,更让大家莫衷一是,那么到底改用RAW还是JPEG呢?首先我们要了解到底什么是RAW和JPEG。

本篇将给大家介绍以下一些概念:
RAW是一种什么样的文件格式?
RAW文件的优势在哪里?
RAW文件的劣势有哪些?
为什么说JPEG格式是一种“有损”的压缩格式?
到底该用RAW还是JPEG?

  RAW是一种什么样的文件?

  很多朋友,甚至一些媒体、书籍,将数码相机的RAW文件与JPEG、TIFF等并列,称其为一种“图像格式”,事实上这在概念上是错误的,因为RAW事实不能称为“图像文件”,它仅仅是一个数据包。

  图像文件的特点之一是设备无关性,它记录的是数码图像各个像素点的色彩、亮度信息(指位图式图像文件,矢量图像又是另一种类型),就是说拿到这个文件不用了解这个文件是怎么得来的,一般的图像浏览和处理软件就可能打开它,流行的图像文件包括JPEG、BMP、GIF、TIFF、PNG、PIC等等,这些格式各有各的特色,适用于不同的场合,就数码相机而言,一般用到JPEG和TIFF两种。早期的数码相机多还保留的TIFF格式,但由于TIFF格式的文件体积庞大,就图像质量而言,除了相对于JPEG是无损压缩之外,与最高精度的JPEG图像相比,视觉效果并无明显差别,所以后来很多型号的数码相机都不再保留这种存储格式。

  RAW则不同,它仅仅是将数码相机图像传感器(CCD或者CMOS)感光产生的电信号忠实地记录下来打包保存,它具有独特的设备相关性。它所记录的不是图像点的色彩、亮度信息,而是感光芯片的感光记录,是落在每个感光单元上的光线的多少,至于这个点处于什么位置,这个位置上是什么颜色的滤色片,需要根据芯片的型号来定义。不知道这枚芯片的结构特点、电子特性的话,仅仅拿到RAW文件是无法转换成普通的图像文件的。这一特性导致了不同型号的数码相机所产生的RAW文件结构几乎都是不同的,即使同一品牌、同一系列的数码相机,只要其芯片型号不同,所记录的RAW文件也就不同,在该相机面世之前的出版的RAW解码软件就无法对其进行解码转换。例如,佳能推出了EOS 400D数码相机,原先能打开EOS 350D、EOS 30D的RAW文件的DPP 2.03版就无法识别EOS 400D的RAW文件,必须升级到最新的2.2版。尼康也是如此,D80面世后,原来能识别D70、D70s的Nikn Capture软件也需要进行升级,更不要说本来就需要插件的Photoshop了。

RAW文件的优势在哪里?

  1、信息量大

  这是RAW文件最根本的优势。因为它忠实记录了图像传感器的感光信息,保留了最大的信息量。


说明CCD感光原理的著名示意图:CCD的每个感光单元就像有刻度的小桶,
光线就像雨一样洒在小桶里,小桶的容量越大,所能度量的雨的大小范围
(图像的动态范围)就越大,桶的刻度越多(色彩位越高)度量的精度就越高。

  目前数码相机所采用的CCD/CMOS图像传感器多为12位或14位感光器件,就是说每个感光单元的感光信息用12或14位的二进制数字记录下来,对于12位的器件,每个点的亮度可以有212=4096级的梯度区别,14位的器件每个点的亮度可以有214=16384级的梯度区别,而一般JPEG格式只能记录24位的RGB位图(尽管实际是以YCbCr色系记录,但图像处理、显示软件打开这些图像时,以及屏幕显示这些图片时,仍然要转换为RGB分量),但每个点24位的数据要记录R、G、B三种颜色,分解到一种颜色就只能有8位了,所能记录的亮度梯度就只有256级了。TIFF格式虽然可记录48位(每个色彩16位)的图像信息,可以不丢失色彩位,但那样文件体积将变得十分庞大,而且多出的数据位只能用空白数据来填补,实在是浪费存储资源。

  色彩位的差别直接关系到图像的动态范围和色彩饱和度,一旦保存为低色彩位的图像文件,将有相当量的感光信息被舍弃,这些舍弃的信息将无法找回。

  另外,无论拍摄时采用TIFF还是JPEG,都是相机利用内部的图像处理芯片预先将数据计算过的,这个计算过程中就要用到相机的白平衡设置、色彩空间设置、曝光补偿设置等等,一旦这些设置有误,计算所产生的图像就会偏色或者曝光不准,一旦这种错误比较严重,信息损失过多,会导致照片报废。RAW则不然,由于它是将相机图像传感器感光信息经A/D转换后直接保存,尚未进行数据计算,即使相机的设置不准,也可以后期在软件解码时重新设置,不会因此而错过精彩瞬间。

  另一方面,RAW文件可以是压缩的也可以是非压缩的,即使进行压缩,也仅仅是对数据的压缩,举个浅显的例子:数据中有一连串的n个0,记录时只需描述“这里有n个0”,而不是连续写n个0,这样可以减小文件体积,但并不丢失信息,而JPEG压缩是一种有损压缩,根据不同的压缩级别,采取不同的压缩算法,舍弃一些“不重要”的图像信息,这种舍弃也是不可找回的。


佳能1Ds Mark II,RAW+JPEG 拍摄的曝光不足的照片,JPEG,未调整


RAW文件,曝光补偿 +2.0输出,其他无调整(未调整色彩及白平衡)


PhotoShop中,直接调高JPEG图像的亮度

  一个说明RAW与JPEG信息量差别的简タ疾旆椒ㄊ峭枷窳炼鹊目刂啤T赗AW解读软件中(如佳能的DPP或者尼康的NX)打开一幅曝光不足的照片,调整“曝光补偿”,在用鼠标拉动滑动标尺提高图像亮度时,可以看到原先漆黑一团的暗部逐渐有层次显现出来,一般可以调整1.5档以上的曝光,这是因为虽然调整前暗部的细节没有在屏幕上显示出来,但这些信息是存在的。JPEG则不然,如果在Photoshop中提高图像亮度,原来没有层次的暗部只能有很少的层次显露出来,强行提高亮度的话就会出现大量的噪点和杂色,这是因为暗部的细节已经损失,无法找回了。

  2、文件体积不算很大

  由于RAW文件记录的是每个感光单元的感光量,至于这个单元前的滤色片是什么颜色,只需要知道芯片的滤色镜布局方式就可以了。而转换成通用图像格式后,每个像素点需要计算出RGB三个色彩分量(保存为JPEG图像时要计算出YCbCr分量,也是三个:Y-亮度、Cb-色相、Cr-饱和度),我们知道CCD/CMOS的感光单元数量与最终成像的像素数在“数量上”是一致的(富士Super CCD 甚至像素数比实际的感光单元数还要多),所以相同的感光信息,RAW文件在数据量上实际是精简的,当由RAW文件生成TIFF格式的图像时,即使保存成“损失了色彩位信息”的24位格式,文件体积也会膨胀很多。尽管JPEG格式的文件体积会很小,但那是损失了更大量信息的。

RAW文件的劣势有哪些?

  首先是处理繁琐。既然它不是一种通用的图像格式,一般软件无法直接打开浏览,那么在使用它之前就需要转换成其他通用的格式。很多朋友都有这样的经验:外出拍摄几天,拍摄数百幅照片,如果是采用JPEG格式的话,处理过程只是挑选和简单的调整,而如果全部记录为RAW文件的话,调整参数、转换格式就需要非常大的工作量。

  其次,尽管相对于TIFF文件,RAW是要紧凑一些,但相对于JPEG格式,RAW文件的确显得太大了。以佳能专业相机EOS 1Ds MARK II为例,即使最高精度的JPEG照片,文件大小一般在7-9MB之间,RAW文件(扩展名为)则往往在14-15MB,一块1GB的存储卡,拍不了多少照片就满了。

  再有就是记录速度。由于RAW文件的体积相对(相对于JPEG文件)较大,文件写入存储卡时也就费时、费电,处理的时间较长。

  为什么说JPEG格式是一种“有损”的压缩格式?

  JPEG(Joint Photographic Experts Group)是在国际标准化组织(ISO)领导之下制定静态图像压缩标准的委员会,第一套国际静态图像压缩标准ISO 10918-1(JPEG)就是该委员会制定的。由于JPEG优良的品质,使他在短短几年内获得了极大的成功,被广泛应用于互联网和数码相机领域,网站上80%的图像都采用了JPEG压缩标准。

  JPEG压缩算法的核心是“视觉保真”原理。就是根据人的眼睛在感知图像时对亮度变化特别敏感而对色彩偏差相对迟钝的特点,尽量保留每个像素点的亮度特征,而将相邻像素的色相、饱和度合并描述(当然不是简单的加减合并,其中的算法相当复杂)。这样做的结果是,可以将图片文件进行相当大比例的压缩,但视觉上的损失可以难以察觉。既然不同的色相、饱和度的像素合并描述,当然就会带来色彩失真,而且压缩比越大,合并度就越高,色彩损失也就越多。所以JPEG压缩是一种“有损”压缩。

  目前的JPEG图像压缩标准,具有中端和高端比特速率上的良好的速率畸变特性,但在低比特率范围内,将会出现很明显的方块效应,其质量变得不可接受。JPEG不能在单一码流中提供有损和无损压缩,当碰到比特差错时图像质量将受到严重的损坏。虽然新的JPEG-2000算法在这有了不少改进,也允许进行无损压缩,但压缩比与图像质量之间永远是难以两全的对立面,要想获得大的压缩比,势必造成图像质量的下降。

  更需要注意的是,如果仅仅是浏览图片还没有任何问题,如果用图像处理软件(如Photoshop)打开JPEG文件,哪怕不进行任何编辑处理,然后再保存成JPEG文件,图像的损失会累计。例如,如果采用80%质量的压缩比保存,第一次保存,只能保留原图片质量的80%,第二次保存时仍以80%质量保存的话,就会在第一次保存的基础上再打一些折扣,是说图像质量只有原始质量的64%,以此类推,尽管由于算法重叠的关系,每次损失的比例可能会没那么多,但损失累积是肯定的。所以JPEG更适合于保存最终的、不再进行二次编辑的图片,而不适合于保存原始数据和中间数据。建议在保存未成最终作品的图像时采用Tiff或者PSD格式保存,或者用10级质量等级以上的JPEG格式,只有在最后使用(比如网上贴图)时,才保存为压缩比较大的JPEG格式。

到底该用RAW还是JPEG?

  介绍了这么多晦涩的概念,那么到底拍照时应该使用RAW还是JPEG呢?这个问题不能一概而论。对RAW盲目崇拜不但会造成资源的浪费,同时也会造成人力浪费,降低工作效率,有时候得不偿失;摒弃RAW,片面相信JPEG,又会造成信息残损,有时候可能会错失精彩瞬间。到底该使用那种存储方式,要根据所用器材、拍摄题材、现实情况和软件应用水平具体分析。

  关于拍摄题材,如果是对图像细节要求不高,注重故事性、时效性的新闻报道、体育抓拍、旅游纪念等,建议无需使用RAW,风光、人像、静物、微距等,则可考虑采用RAW文件记录。

  现实情况要考虑存储器件的存储空间、是否有足够的时间做后期处理等,如果存储空间紧张或者没有太多时间进行后期处理,建议直接采用JPEG格式拍摄。

  当然,尽管几款RAW转换工具都不是特别复杂,还是需要熟练使用计算机的,如果对计算机操作并不是特别内行,难以发挥RAW的优势,也许采用JPEG更为妥当一些。

  接下来的佳能篇、尼康篇、X3篇、第三方软件篇,我会结合佳能、尼康、适马三个品牌的单反数码相机和RAW处理软件的具体特点分析使用这三个品牌的数码相机时存储方式的选择。

作者:everyday   来源:meetphoto

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作者:肖育文

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