科普 | 老潘解说手机RAW拍照新姿势

多年失踪人口回归,感觉再不写点什么,不仅粉丝们会取关,搞不好老马帮我销号了都说不准。今天潘老师来水一贴,写一个关于摄影RAW格式的贴,常年玩单反的老司机应该已经熟练掌握了该知识点所以你们可以下课了,剩下的同学,上课,起立,……。

概述

RAW(RAW Image Format)格式是照相机光传感器直接输出的未经压缩的数据,这里说‘未经压缩’是和JPEG格式相对比的。JPEG图片是8位的,并且每个像素的值都已经被压缩算法调整优化过。而RAW文件通常都在12位或更高,是直接将每个传感器像素的数值拿来存下,虽然体积会更大但是画面细节的损失减少了。使用RAW格式存储照片的一大优势是后期调整的空间很大,就算照片过曝到刺瞎狗眼都能给你拉回来,所以一度成为手残摄影师的救命稻草。

正文

RAW编解码简易向解释:
(理解理论不影响实际操作,可以跳过不看)

RAW是由光传感器输出的数据,这就必须提一下光传感器。详细结构很复杂,展开能扯好几篇推送了,简单来说,图片上对应的每个像素,在光传感器上都对应一个小感光元件,这个小元件能输出数值,数值为照在上面光线的红/绿/蓝色其中一种颜色的颜色强度。所以RAW格式的文件,其实是色盲,他只知道这个像素下某一种颜色的强度。但是缺少了另外两种颜色的强度值。所以解码RAW,需要利用插值算法,利用周围的像素色彩信息解算出这个像素下缺少的另外两种颜色的数值,解出常规的RGB图像。所以认真听讲的同学应该能推测出,传感器上捕捉色彩的元件,肯定是不能出现相邻同色的情况。

嗯,确实是这样,下面是某一种传感器感光元件的色彩分布。每个小方块的不同颜色代表该像素上的元件能捕捉哪种颜色。

By en:User:Cburnett - Own work, CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1496858

由DNG解码成为正常可视图像的过程:

  1. 原始景物
  2. 经过120x80的Bayer阵列输出结果(Bayer阵列是上述排布方式的其中一种)
  3. Bayer阵列输出转换为颜色(每个像素仅有一个色彩通道)
  4. 利用插值算法补充缺失色彩信息,重建图像
  5. 全RGB通道的120x80图片

By Cmglee -https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Colorful_spring_garden_Bayer.png, CCBY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=68063700

所以推理可知,对RAW格式的照片调色,调整各像素的色彩值后会重新为图像插值运算。而JPEG已经将三通道的值算好,后期再调色相当于对图像做了第二次插值,效果肯定会较一次插值打折扣(如果有牛逼的同学可以研发新算法优化JPEG后期处理那么潘老师会非常自豪)

差不多了,再说多的潘老师自己可能也不懂了,请学有余力的同学参考附录有关CCD/CMOS传感器和DNG文件编码的信息并写出读书笔记。

那么,开始实践部分。首要的是,如何获得一个RAW数据文件呢?

如果你是最近新买的手机,那么大概率可以用手机捕获,比如潘老师使用荣耀8可以获取到DNG格式(这是RAW模式照片的一种文件格式)的原始数据,打开手机相机设置的‘专业拍照’就可以拍照的时候同时存下便于发朋友圈装逼的JPEG图像和便于后期魔改的DNG文件,没有‘专业拍照’模式证明手机不给力。如果你是单反拥有者,那么别说了你肯定能获得原始数据,只不过文件格式因机而异,去翻你的说明书。如果你不幸无法通过自己的设备获得,那么从网上下载别人的文件也是可以的。

由于DNG可以嵌入图片缩略图便于预览,所以手机上看上去可以直接打开DNG图片,但实际那只是一个缩略图,不信你放大看看那像素其实不高(不要以为是手机坏了,而且DNG格式的文件需要解码才能正确显示,不能直接传朋友圈)

1、拍照,随便拍个什么都行,记得开专业拍照模式,做最专业的业余玩家不好吗?

2、将DNG文件拷贝至电脑(有没有同学试一试手机上美图秀秀神马的可不可以操作DNG?)

3、打开Photoshop,点击‘文件’-‘打开’,打开DNG文件

4、好了,魔改吧。右边那些参数栏你自己拖动一下就能感受出效果,感受完了再去查他的具体含义。

5、对比一下操作JPEG的区别。如果走很极端的路线,使用相同参数,能够看出来JPEG明显出现了颜色断层,DNG则过渡部分仍然很均匀。DNG调了一点曝光是为了统一两个图片的初始曝光量。

结论:买单反在看到好看景色但是手里只有手机时,打开‘专业拍照’模式以免后期修图拉曲线拉出马赛克算了我知道大多数同学即使用单反也懒得后期修图的。

附录

CMOS图像传感器简介(1):像素结构
https://blog.csdn.net/shiyimin1/article/details/81607693

DNG格式解析
http://www.cnblogs.com/adong7639/p/4446828.html

可能是最全的DNG资料收集(英文)
http://www.barrypearson.co.uk/articles/dng/