41

Czy zapis RAW ma sens w erze fotografii obliczeniowej?

Producenci smartfonów prześcigają się we wprowadzaniu kolejnych udoskonaleń aparatów i ich oprogramowania, a materiały promocyjne rozpalają nadzieję i wyobraźnię. Jednak czy rzeczywistość jest równie piękna?

Historia fotografii sięga przeszło 100 lat wstecz, jednak chęć uchwycenia danej chwili pozostaje niezmienna. Zaowocowało to powstaniem różnych konstrukcji aparatów fotograficznych i odmiennych podejść do tematu

  • Fotografia analogowa

Aparaty analogowe „łapią” światło i zapisują je na warstwach materiału światłoczułego (np. kliszy fotograficznej). Kolejnym krokiem jest wywołanie zdjęcia (klisza fotograficzna wymaga obróbki chemicznej i wywołania zdjęcia w przeznaczonej do tego ciemni)

  • Fotografia natychmiastowa

Fotografia natychmiastowa pozwala na zrobienia zdjęcia i otrzymanie wydrukowanego obrazka – aparat ma dodatkowy moduł zwierający elementy potrzebne do wywołania zdjęcia na papierze fotograficznym

  • Fotografia cyfrowa

Aparaty cyfrowe „łapią” światło i zapisują je w postaci informacji. Mogą one być zapisane w sposób stratny lub bezstratny, co ma wiele zalet, np. ułatwia usuwanie nieudanych ujęć, pozwala na wygodne przygotowanie obrazka do wydruku i szybkie dzielenie się zdjęciem. Lista zalet jest oczywiście sporo dłuższa

  • Fotografia obliczeniowa

Fotografia obliczeniowa jest rozwinięciem fotografii cyfrowej na zasadzie nieco zbliżonej do relacji między aparatami analogowymi i natychmiastowymi. Sczytane z matrycy aparatu informacje są analizowane i przetwarzane (oprogramowanie dokonuje korekcji kolorów, świateł i cieni, itp.), a następnie zapisywane jako gotowy obrazek. Fotografia obliczeniowa przeżywa rozkwit na rynku smartfonów, których producenci prześcigają się w implementacji coraz to bardziej złożonych i zaawansowanych rozwiązań.

Sztandarowe propozycje od znanych producentów wykorzystują wydajne podzespoły, które pozwalają na zastosowanie złożonych algorytmów i przetwarzania danych. Świetnym przykładem wykorzystania fotografii obliczeniowej są: Smart HDR i Deep Fusion od Apple oraz Super Res Zoom firmy Google. Wykonują one serię zdjęć:

  • Smart HDR (2. generacji) rozkłada pojedyncze ujęcia na drobne elementy (jak puzzle), wybiera i przetwarza najlepsze z nich, po czym łączy je w finalny obrazek
  • Deep Fusion wykonuje serię dziewięciu ujęć i przetwarza je w celu wydobycia szczegółów oraz redukcji szumu w trudniejszych warunkach oświetleniowych (np. podczas pochmurnego dnia)
  • Super Res Zoom łączy wiele ujęć w jedno o wyższej rozdzielczości, co pozwala na znaczące zwiększenie wyraźności oraz szczegółowości zdjęcia

Różne podejścia, różne efekty

Informacje z matrycy mogą zostać zapisane w sposób stratny lub bezstratny. Oba mają swoje zalety i wady, więc warto wiedzieć, które sprawdzi się najlepiej w danym momencie

Zapis stratny

Zapis stratny standardowo odbywa się do formatu JPEG lub HEIC. Zapisane w ten sposób zdjęcia nie wymagają dalszej edycji, więc są w pełni gotowe do wydruku lub pokazania znajomym

Zalety:

  • wygoda

Rola użytkownika ogranicza się głównie do wciśnięcia spustu migawki, a resztą zajmuje się smartfon, który dokonuje korekty ekspozycji, wydobywa detale z ciemnych i jasnych partii, redukuje szumy, wyostrza obrazek, uwydatnia szczegóły, nasyca i ożywia kolory oraz dokonuje innych działań

  • niewielki rozmiar pliku

Kompresja stratna odrzuca garść niepotrzebnych informacji, a te istotne zapisuje w prostszy sposób, dzięki czemu przechowywanie zdjęć jest prostsze i można pomieścić ich więcej (przykładowo zdjęcie RAW może ważyć 13 MB, a przy zapisie do JPEG-a tylko 2-3 MB)

  • łatwość udostępniania

Niewielki rozmiar pliku oraz uszyte na miarę przetwarzanie obrazu pozwalają na szybkie, łatwe i wygodne dzielenie się zdjęciami

Wady:

  • skromny zakres dynamiczny

Zakres dynamiczny, czyli różnica pomiędzy najjaśniejszymi oraz najciemniejszymi partiami zdjęcia, dla plików JPEG jest ograniczony do 256 poziomów jasności (z czego tylko po kilka(-naście) dla świateł i cieni). Często prowadzi to do utraty danych z najjaśniejszych i najciemniejszych partii obrazka, co objawia się w postaci białych i czarnych plam pozbawionych detali

  • ograniczona reprodukcja barw

JPEG pozwala na zapis kolorów z 8-bitową precyzją, co przekłada się na 256 odcieni każdego z podstawowych kolorów (czerwonego, niebieskiego, zielonego) i 16 mln kolorów łącznie. Może to prowadzić do sytuacji, gdzie przyciągające splendorem barw widoki utracą swój rozmach i piękno oraz może wystąpić banding kolorów

  • JPEG to format stratny

Kompresja stratna odrzuca zbędne dane celem zmniejszenia rozmiaru pliku. Nie powinno to być problemem podczas zwykłego przeglądania zdjęć, czy zastosowania prostego filtra, jednak stanowi istotne ograniczenie podczas edycji, nawet podstawowej (jak: zmiana ekspozycji, wydobycie szczegółów z cieni i świateł, itp.)

  • Edycja prowadzi do dalszej degradacji jakości

Kompresja stratna prowadzi do degradacji jakości obrazu, a każdy kolejny zapis stratny tylko ten efekt potęguje. Obrazek traci na szczegółowości i mogą pojawić się zauważalne artefakty

Zapis RAW

W przeciwieństwie do JPEG-ów, pliki RAW nie zapisują obrazu jako takiego. Zamiast tego zawierają one pełen zbiór informacji przechwyconych z matrycy aparatu. Zapewnia to bezkompromisową jakość obrazu oraz swobodę i elastyczność edycji bez obawy o utratę jakości.

Zalety:

  • bezkompromisowa jakość obrazu

Pliki RAW zawierają zbiór wszelkich informacji sczytanych z matrycy. Są one zapisane w sposób bezstratny, co pozwala na wygodną i elastyczną edycję oraz uzyskanie najlepszej jakości (wydobycie detali z ciemnych i jasnych partii, uwydatnienie szczegółów, właściwe dostosowanie wyostrzania i redukcji szumów, itp.). Praca na nieskompresowanych danych ułatwia dopieszczenie każdego aspektu zdjęcia pod swój gust, założenia projektu, a także na uratowanie mocno prześwietlonego/ niedoświetlonego zdjęcia

  • wierne odwzorowanie kolorów

Pliki RAW pozwalają na zapis kolorów z 10-16-bitową precyzją, co znacząco ułatwia uchwycenie piękna i malowniczości kolorów w nawet najbardziej wymagających sytuacjach – 10-bitowy plik RAW pozwala na zapis aż 1,07 mld kolorów, więc obrazek zyskuje na gładkości i płynności, a szansa na wystąpienie bandingu jest znacznie mniejsza (zwłaszcza w szerokich przestrzeniach barwowych, jak DCI-P3 i Adobe RGB)

  • szeroki zakres dynamiczny (nawet 16,384 poziomy jasności)

Formaty bezstratne pozwalają na zapis od 4096 (dla 12-bitowego obrazka) do nawet 16,384 poziomów jasności (dla 14-bitowego obrazka). Pozwala to na zachowanie dużo większej ilości informacji w jasnych oraz ciemnych partiach obrazu, a nawet na wydobycie szczegółów z całkowicie białych lub czarnych plam, zwłaszcza w prześwietlonych/ niedoświetlonych zdjęciach (obrazek poniżej)

Wady:

  • duży rozmiar pliku

Zapisanie informacji z matrycy w sposób bezstratny prowadzi do znacznie szybszego (niż przy zapisie JPEG/ HEIC) zapełnienia pamięci oraz wymaga większych zasobów mocy obliczeniowej podczas obróbki w programach typu Lightroom, RawTherapee i im podobnych

  • wymaga edycji

Pliki RAW stawiają jakość, elastyczność i możliwości ponad wygodę i łatwość publikacji. Nim surowe dane będą mogły zostać nazwane zdjęciem muszą trafić do cyfrowej ciemni (np. Lightroom), gdzie poddawane są obróbce oraz eksportowi

Analiza przykładów prowadzi do jednoznacznych wniosków

Fotografia obliczeniowa opiera się na zaawansowanym przetwarzaniu obrazu, a efekty w dużej mierze zależą od stosowności decyzji podjętych przez producenta. Jak wypada fotografia obliczeniowa w zestawieniu z wymagającą wywołania kliszą, jaką jest zapis RAW? Efekt porównamy sobie na przykładzie iPhone’a XR*

* RAW jest zbiorem informacji i nie zawiera obrazu jako takiego, dlatego zdjęcia oznaczone jako „RAW” to pliki po podstawowej edycji w Lightroomie

  • Przykład #1

Na zdjęciu z lewej strony widoczne jest nieco stylizowane podejście do finalnego efektu. Szczegóły są zaakcentowane w sposób widoczny i agresywny, a wyostrzanie jest stosunkowo delikatne. Kontrast między ciemnymi i jasnymi partiami jest nieco zbyt mocny i brakuje im detali

  • Przykład #2

Oba zdjęcia prezentują się podobnie, jednak algorytmy Apple w sposób zauważalny przekłamały odcień zieleni na lewym obrazku. Ponownie, kontrast jest nieco zbyt wysoki (względem tego, jak wyglądało to na żywo)

  • Przykład #3

Widoczne z lewej strony zdjęcie łączy w sobie wady z pierwszego oraz drugiego przykładu. Widoczne jest agresywne uwydatnianie szczegółów oraz wysoki kontrast prowadzący do utraty detali (zwłaszcza w zacienionych miejscach). Na pochwałę zasługuje sposób, w jaki aparat poradził sobie z clippingiem błękitu nieba

  • Przykład #4

Oba zdjęcia prezentują się podobnie, jednak zdjęcie z lewej strony prezentuje sobą stonowane podejście do nasycenia kolorów oraz jasności bieli rozświetlonych elementów. Miejscami widoczne jest agresywne rozjaśnianie czerni (świetnie widoczne na następnym przykładzie), co negatywnie odbija się na całokształcie zdjęcia

  • Przykład #5

Czerń na zdjęciu z lewej strony jest agresywnie rozjaśniona, a kolory pozbawione nasycenia (ze względu na specyfikę stratnego zapisu obrazu, podczas korekty łatwo o widoczne problemy, co widać na zdjęciu poniżej). Do zalet należy zaliczyć stosunkowo wiernie wyglądającą powierzchnię żaby, choć nieco brakuje ostrości (co jest standardem dla tego modelu).

  • Przykład #6

Niebo na zdjęciu HEIC przybiera nietypowy odcień, a widoczne w tle gałązki mają nienaturalnie zarysowane kontury. Biel jest nieco przytłumiona, a kontrast miejscami zbyt wysoki (widoczny w tle fragment złamanego drzewka).

Powyższe przykłady pokazują, iż decyzje producenta nie muszą trafne, a uzyskany efekt często pozostawia wiele do życzenia. Większości problemów można uniknąć korzystając z zapisu do RAW.

Podsumowując: Narzędzia dobiera się na miarę potrzeb

Fotografia obliczeniowa kusi coraz to nowszymi i bardziej zaawansowanymi narzędziami, wygodą i szerokim wachlarzem możliwości. Po drugiej stronie jest zapis bezstratny, który niezmiennie przyciąga osoby dążące do perfekcji i osiągnięcia własnego zamysłu artystycznego. Warto korzystać z nich naprzemiennie i w sposób świadomy dobierać je do zapisania danej chwili.

Zapis stratny – gdy liczy się czas i wygoda

Szybkość i wygoda są niezaprzeczalnymi zaletami zapisu stratnego, z czego korzystają użytkownicy i profesjonaliści z całego globu. Zapis ten świetnie czuje się tam, gdzie liczy się czas i wygoda – podczas relacji z wydarzeń sportowych prowadzonych na blogach, czy portalach społecznościowych, wydarzeń na żywo, itp.

Zapis RAW – gdy jakość obrazu i elastyczność edycji grają pierwsze skrzypce

Niesamowita elastyczność i swoboda podczas pracy z plikami RAW, możliwość wyciśnięcia ostatnich soków ze sprzętu i dostosowania obrazka pod swoją wizję to zalety, na które nie wolno lekceważyć. Pozwala to na wydobycie detali z jasnych i ciemnych partii zdjęcia, uratowanie prześwietlonego/ niedoświetlonego obrazka, edycję koloru bez obaw o wystąpienie bandingu, a nawet na usunięcie mgły. Świetnie sprawdza się do rozbudowy swojego portfolio, w zastosowaniach profesjonalnych i komercyjnych.

 

Materiały z tej serii:

1. Podstawy ekspozycji

2. Podstawy kompozycji

3. Jak utrzymać ład i porządek na zdjęciu

4. Pierwszy, drugi i trzeci plan

5. Balans bieli. Co to jest i dlaczego jest takie ważne

6. Najlepsza pora na robienie zdjęć

7. Dane EXIF, co to jest i kiedy się przydaje?

8. Technika Low-key

9. Cała prawda o zoomie

10. Rozdzielczość to nie tylko megapiksele. To znacznie więcej

11. Quad-Bayer i Nonacell to nadzieja na lepszą jakość zdjęć

12. Czy zapis RAW ma sens w erze fotografii obliczeniowej?