Является ли 14-битный RAW лучше, чем 12-битный RAW?

13

Обычное изображение JPEG имеет только 8 бит для хранения информации о тоне каждого пикселя. При сохранении изображения в формате RAW (например, DNG) мы можем сохранить тон, используя больше битов на пиксель, что дает нам более широкий диапазон и больше возможностей для обработки на компьютере.

Моя текущая камера может записывать изображения как 12-битный DNG, и я обычно использую RAW. Я заметил, что более новые модели зеркальных фотоаппаратов способны хранить 14 бит на пиксель. Для меня это выглядит огромным преимуществом - получить еще 2 бита, но на самом деле это большая разница? Могу ли я увидеть разницу в пост-обработке? Будет ли разница больше в темных (недоэкспонированных) или светлых (переэкспонированных) частях изображения?

Томаш Блахович
источник
8
Небольшое, но важное исправление: JPEG хранит 8 бит на канал на пиксель: 8 бит красного, 8 зеленого, 8 синего, всего 24 бита. Аналогично, RAW хранит 12/14 бит на канал на пиксель: всего 36/42 бит на пиксель. 8 бит на пиксель - это то, что вы получаете с форматом GIF (или 8-битным PNG): максимальная палитра из 256 цветов, которая не подходит для фотографий.
Марк Уитакер
3
+1 к исправлению, но обратите внимание, что необработанный файл действительно хранит только то количество бит на пиксель, где каждый пиксель - каждый фотосайт - фильтруется до определенного цвета. Преобразование из RAW влечет за собой демозаику, где полноцветная информация умно экстраполируется от соседей. Таким образом, RAW на самом деле не хранит 36/42 бит на пиксель. (Предполагается , что стандартный Байера или аналогичный массив цветового фильтра , как это нормально для всех , кроме камер Foveon Сигмы.)
Пожалуйста Читать профиль
@MarkWhitaker - дальнейшая коррекция (еще меньше ;-): RAW (в большинстве камер) сохраняет 12/14 бит на пиксель одного из 3 основных цветов. Два других цвета добавляются в постобработке демозаиками Байера (или другого шаблона). Исключением являются датчики типа Foveon, в которых датчик захватывает 3 цвета на пиксель.
ysap
Большинство изображений JPEG хранят изображение в формате YCC ( en.wikipedia.org/wiki/YCbCr ). Количество битов для каждого канала (яркость, дельта-синий, дельта-красный) определяется при сжатии изображения. Рендеринг изображения обычно выполняется в RGB888, что приводит к небольшой дополнительной потере (больше, чем сжатие) информации. Есть также CMYK и YCCK JPEG, хотя они встречаются реже, и есть 12-битные JPEG, которые рендерится в RGB [12] [12] [12] вместо RGB [8] [8] [8]
rsaxvc

Ответы:

14

Это имеет некоторое измеримое значение, но не рассказывает всю историю. Портретная оценка DxOMark - это техническая оценка производительности различных камер, особенно с точки зрения глубины цвета, которую они тщательно описывают как имеющую « корреляцию » с чувствительностью цвета, которая является фактическим оттенком цвета.

Если вы посмотрите на результаты этой метрики , вы увидите, что камеры с самыми высокими показателями имеют 16 бит на пиксель, а затем камеры с 14 битами на пиксель. Дорогие цифровые задники среднего формата получают оценки DxOMark 24-26 или около того, за которыми следуют самые лучшие зеркалки с диапазоном 23-25. Затем следуют камеры с 12-битным / пикселем - я думаю, что верхняя - это 22-балльная-то.

Но обратите внимание, что DxOMark описывает разницу в 1 балл как «едва заметную». Это если вы едва замечаете это очень внимательно. Для большинства людей гораздо большие различия в баллах также не заметны в реальных результатах.

Воздействие на реальный мир и окончательное восприятие - одна из причин, по которой это не так уж важно. Но это еще не все! Если вы пойдете дальше по списку, вы найдете более старые камеры с 14-битной глубиной и более низкими показателями, чем более новые 12-битные камеры. Так что одно это число тоже не рассказывает всей технической истории. Новые сенсоры и технологии обработки улучшают реальные результаты другими способами. Если вы сравниваете текущие поколения, больше глубины лучше, но не думайте, что это все.

Что касается того, дает ли это вам больше места в тени или на бликах: на самом деле биты не добавляются с обоих концов - вместо этого, просто больше градиента. Представьте, что одна газета дает фильмы от одной до четырех звезд, а другая использует шкалу от 1 до 10. «10» из второй газеты не обязательно намного лучше, чем четырехзвездочный обзор из первой, но дополнительные «кусочки» учитывают больше нюансов. Это та же идея.

Эти датчики по-прежнему страдают от резкого среза засветок , поэтому, как и всегда, с цифровыми лучами лучше экспонировать их, чтобы они сохранялись и отбрасывали детали из тени: и да, лучшая глубина поможет в некоторой степени, если вы хотите после процесс, чтобы осветлить темные области, так как будет (в теории) больше нюансов, чтобы растянуться.

Важно понимать, что 12 или 14 бит от сенсора, в то время как JPEG используют гамма-кривую, которая соответствует человеческому восприятию. Это не просто способ сжатия данных в формате JPEG - необходимо применить кривую, чтобы изображение выглядело правильно. Поскольку эта кривая «сдавливает» биты, это одна из причин, по которой разница в восприятии меньше, чем можно было бы ожидать. (Но наличие этих линейных данных в не изогнутой форме является частью того, что дает RAW гибкость: легко выбрать другую кривую.)

Моя общая мысль, однако, заключается в том, что я не буду смотреть на базовое число, чтобы принять решение между двумя камерами. Вместо этого посмотрите на окончательные результаты.


Еще одна внешняя ссылка, отражающая ту же точку зрения, из раздела веб-сайта Американского общества медиа-фотографов "Best Practices и рабочий процесс цифровой фотографии", посвященного датчикам :

На момент написания этой статьи [ nb 2009 или более ранняя версия ] никакие 35-мм зеркальные камеры, имеющие 14-битную способность захвата, явно не демонстрировали преимущества качества изображения по сравнению с 12-битной .

Некоторые производители сенсоров среднего формата заявляют о преимуществах 16-битного захвата. Тем не менее, мы никогда не видели исследования (кроме производителя), которое показало бы, что более высокая битовая глубина приводит к более высокому качеству изображения на основе только 16-битного захвата. В общем, разница между 14-битным и 16-битным захватом не будет видна (во всяком случае, для людей), если к изображению не будет применена сильно крутая кривая тонов (порядка 6-7 ступеней).

(Выделение добавлено. Спасибо более раннему ответу Аарона Хокли за указатель.)

Пожалуйста, прочитайте профиль
источник
Отличный ответ! Я думаю, что вы, возможно, захотите учесть способ распределения битов между светлыми, средними и тенями. Вы упомянули, что «биты добавляются не с обоих концов, а просто больше возможностей для градации». Насколько я понимаю, уровни распределяются так, что блики становятся больше, затем полутона, затем тени, затемнения. Увеличение глубины в битах с 12 (4096 уровней) до 14 (16384 уровней) ДОЛЖНО оказывать влияние на блики ... и значительное на спад бликов, когда они достигают пика. У вас есть дополнительные 12 288 дискретных уровней яркости сверх 12-битного.
Jrista
Предполагая двоичное распределение уровней в верхних светлых участках, источниках света, полутонах, оттенках и тенях в 12-битном формате: 2048, 1024, 512, 256, 256. Для 14-битном коде: 8192, 4096, 2048, 1024, 1024. ( Немного придумано, но это демонстрирует смысл.) Эта разница должна быть заметна на светлых участках, особенно с RAW (большинство необработанных инструментов действительно применяют тоновую кривую, когда они импортируют), и приводить к более плавному, более восстанавливаемому спаду до того, как засветятся блики.
Йриста
1
@jrista - переверни эту мысль с ног на голову. Сгоревшая проблема подсветки - это неизбежная жесткая остановка, связанная с полной емкостью фотосайтов. Большая глубина бита не означает большие скважины; это то, что скважины отбираются более точно. Поскольку у более ярких данных уже есть больше битов, добавление большего количества отсчетов там не так выгодно, как добавление большего количества к более редко представленным темным областям.
Пожалуйста, прочитайте Профиль
В вашем примере переход с 2048 на 8192 составляет 4 ×, а также 256 на 1024. Но верхний уровень уже имел тысячи уровней нюансов. Рассмотрим еще дальше, где можно перейти от 16 возможных уровней темных цветов к 64 - это гораздо более значимое изменение, чем с 4096 до 16384, хотя последний явно больше.
Пожалуйста, прочитайте профиль
1
Я знаю, что засветки - сложная проблема, но я думаю, что когда у вас есть больше уровней для ослабления, это МЕНЬШЕ проблем. Я полностью согласен с вами, что наличие большего количества битов в тенях ограничивает необходимость беспокоиться о счетчике фотонов.
Йриста
12

Больше битов обычно не означает больший диапазон, но большую точность. Другими словами, концы шкал, самые черные и белые цвета останутся там, где они есть (в 0 и максимальное значение), но число значений между ними будет больше с большим количеством битов.

Вы быстро впадаете в убывающую отдачу, так как просто нет необходимости в такой высокой точности, а датчик камеры часто даже не способен разрешить с такой точностью.

уроки фотографии
источник
Да. :) Это хороший, более краткий способ сказать то же самое, что и мой ответ. +1 и добро пожаловать в Stack Exchange!
Пожалуйста, прочитайте профиль
4

Я думаю, что существует некоторая путаница, связанная с различиями между 12 и 14-битным RAW, когда речь заходит о его влиянии на динамический диапазон.

Насколько я понимаю, 14-битный RAW не расширяет динамический диапазон. Он не расширяет ни бликов, ни теней. Он дает вам более постепенную информацию между самыми темными и самыми яркими деталями, которые сенсор может запечатлеть (это как если бы вы получали в 4 раза больше оттенков серого). Я уверен, что не заметил бы разницы между 12 или 14-битными необработанными изображениями, снятыми одним и тем же датчиком.

Просто для удовольствия взгляните на этот тест Color IQ , я уверен, что он менее 12-битный.

Кристофа
источник
1
Этот тест на остроту цвета великолепен! Это (еще раз) подтвердило мою точку зрения (для себя) на важность хорошего монитора. У меня есть отличный Dell U2410, подключенный к ноутбуку HP со средним ярким экраном (истинный цвет или как они называют эту ужасную технологию). Мой браузер открыт на рабочем столе ноутбука, и я впервые прошел этот тест на этом мониторе. В 40 лет я получил 12 баллов, что совсем неплохо. Тогда я решил сделать это снова, на этот раз на мониторе Dell. Мой счет с хорошим монитором теперь префект 0!
ysap
В любом случае, наличие большего количества промежуточных уровней цвета определенно является частью определения динамического диапазона. По сути, это отношение максимального значения к минимальной измеримой единице.
ysap
... еще одна вещь - вы просматриваете этот цветовой тест на своем мониторе, который, скорее всего, является 10-битным в лучшем случае, при этом ваш браузер, скорее всего, не способен отображать более 8 или 10 бит самостоятельно, так что да, тест меньше 12 бит
ysap
Я не уверен, что это более чем касательно вопроса, но этот тест настолько интересен, что в любом случае получает от меня +1. :)
Пожалуйста, прочитайте Профиль