Дмитрий Крупский
Персональный сайт

Фото >> Обзоры >> Сравнение JPG и RAW
Январь 2004

Если фотоаппарат, который вы недавно купили, или к которому пока только присматриваетесь, помимо поддержки хорошо знакомого и привычного формата JPEG позволяет сохранять файлы в формате RAW, то возможно, вы задумывались над вопросом - зачем он нужен, этот RAW? есть ли смысл его использовать? можно ли с его помощью получать снимки лучшего качества - или это так... пустая трата памяти?

Сразу оговорюсь - эта статья не рассматривает ВСЕ замечательные свойства формата RAW и те возможности по коррекции изображения, которые он предоставляет. Здесь формат RAW рассматривается только как промежуточный этап для получения файла JPEG, и фактически сравниваются два способа получения фотографии в формате JPEG:
1. Съемка сразу в формате JPEG внутри камеры.
2. Съемка в сыром формате RAW, а далее импорт в Фотошоп и сохранение в JPEG.

Ладно, хватит вступлений, попробуем разобраться по порядку.

Как продвинутый любитель, вы прекрасно знаете, что после того как ваш фотоаппарат сделает снимок, происходит считывание информации со светочувствительной матрицы. При этом фактически получаются три независимых изображения, сформированных элементами матрицами, чувствительными к красныму, зеленому и синему цвету соответственно.

Почитать об этом подробнее, а также скачать специально подготовленный мной файл и поиграть с картинкой, наглядно наблюдая, как изображение объекта раскладывается на три базовые цвета, можно на странице
RGBtoy, или как изображение разбивается на R-G-B составляющие.

Там рассказывается, что при фотографировании такого объекта:

RGB

изображение превращается в три вот таких:

RG B

Если в этот момент данные сохранить (дополнив их некоторой служебной информацией), то как раз и получится файл в "сыром" формате RAW.

У меня лично фотоаппарат Olympus C-5050, и его сырые файлы имеют расширение ORF (Olympus Raw File), так я их и буду впредь называть, но аналогичные форматы есть и у других ведущих производителей.

Однако файл в сыром формате - это еще не изображение. К нему еще надо применить довольно сложные алгоритмы обработки, которые на пальцах обычно разъясняют примерно следующим образом: "если я красная ячейка, освещенная на максимальном уровне яркости, а все восемь ячеек вокруг меня - четыре синие и четыре зеленые - также освещены на максимальном уровне яркости, то значит, в действительности я - единичная белая точка". На самом деле все сложнее, учитываются не только ближайшие, но и отдаленные соседи нескольких порядков (кстати, это одна из причин, по которым физическое количество элементов матрицы больше количества пикселей в кадре... иногда говорят, что "краевые ячейки не участвуют в формировании изображения"... да участвуют они, участвуют). Кроме того, учитываются установленный баланс белого (весовые соотношения между тремя матрицами цветов), резкости, контрастности, цветонасыщенности. Только после всех этих вычислений из трех составляющих R, G и B (см выше) восстанавливается исходное изображение, и получается файл привычного формата TIFF, или же, если применялись алгоритмы сжатия, то JPEG.

Итак, получается два варианта: файл JPEG можно либо получить сразу при съемке, внутри камеры (на рисунке это вариант 816), или же сохранить изображение камерой в формате ORF, а дальнейшие обработки осуществлять во внешнем редакторе (Photoshop, Corel PhotoPaint), там же формируя и файл формата JPEG (вариант 817).

Какой из вариантов лучше?

Отвлечемся сейчас от того момента, что файлы ORF больше по объему (для Olympus'a C-5050Z это 7.2 Мб). Действительно, для комфортной работы с файлами ORF нужны карты памяти большего объема, однако файлы ORF можно считать промежуточным результатом, и после обработки в Photoshop'е и преобразования в JPEG стирать ORF'ы, дабы не перегружать винчестер. Впрочем, ныне и записываемые диски стоят немного. На болванку стоимостью 15-20 рублей поместится почти сотня файлов ORF.

Обратите внимание, что сравнивать будем не JPEG (записанный камерой) и TIFF (полученный из ORF), а именно JPEG с JPEG'ом, то бишь, вполне сравнимые вещи, да еще и постараемся, чтобы степень сжатия этих двух JPEG'ов была одинакова, то есть чтобы файлы были практически одного размера.

Так какой же вариант лучше?

Возможно, вам уже приходилось встречать в Интернете, причем даже на популярных и уважаемых ресурсах, рассуждения о том, что хотя, мол, ORF и предоставляет некоторые дополнительные возможности для коррекции изображения, "все же, наверное, преобразования внутри камеры лучше, ибо данные там сохраняются в 10-битном разрешении, а не в 8-битном, как JPEG, а кроме того, внутри вообще завсегда лучше".

Поначалу я был склонен поверить этой идее, особенно проводя параллель с музыкальными синтезаторами, которые мне близки - действительно, формирование и обработка звукового потока внутри железного инструмента идет специализированными процессорами, оптимизированными для обработки именно звука, не обремененными многозадачными операционными системами, да и стоимость у таких инструментов немалая, так что программные синтезаторы на базе персонального компьютера, полагаю, никогда не догонят их по производительности (уж не говоря о надежности работы).

Однако, во-первых: разрешение-то у нынешних фотошопов практически 16-битное, так что аргумент насчет битности изображения неубедителен.

А во-вторых, недавно были сообщения, что процессор в современных фотоаппаратах соответствует по мощности, а возможно, и попросту является не чем иным, как процессором Intel 8086.

Если кто из молодежи не застал, и не знает, что это такое, поясню: перед нынешними Intel Pentium IV были Pentium III, а до того Pentium II, а в прошлом тысячелетии и вовсе Pentium MMX, а раньше просто Pentium, а совсем давно Intel 486, а до того 386, и уж совсем раньше 286, и наконец, в чрезвычайной древности, страшно сказать - Intel 8086, в просторечьи "восемьдесят шестой", практически ровесник динозавров.

Получается, внутренний процессор камеры гораздо слабее тех нынешних, что используются в персональных компьютерах, да еще и работает он впопыхах, в отличие от обработки во внешнем редакторе... Так что закралось у меня серьезное сомнение в оптимальности преобразования файлов внутри камеры. Вот и решил проверить...

Оказалось, это не так! То есть, преобразования внутри камеры - не лучше! Качество файла ORF, импортированного в Фотошоп, и конвертированного там в JPEG, оказалось заметно выше, чем у JPEG'а, сразу полученного внутри камеры!

Сейчас буду говорить о самом простом методе: импортировать ORF файлы в Photoshop 7 с помощью плагина "Photoshop Plug-in RAW Data Importer", который можно скачать, например, посетив русскоязычный сайт Olympus'а, причем использовать будем самый простой, автоматический, режим:

На самом деле, недавно появившийся Photoshop CS (он же "восьмой"), уже имеет встроенную возможность импорта сырых файлов - процедуру Adobe Raw Camera. Работает она, конечно, также и с форматами других производителей - не только с Olympus. Там есть много возможностей управлять процессом считывания и интерпретации сырого файла - причем не только корректировать цветовую температуру, резкость, шумоподавление, и прочее, и прочее (это-то все можно и в Фотошопе делать), но и программно корректировать несовершенство оптики фотокамеры - а именно уменьшать хроматические аберрации путем поканального масштабирования цветовых подматриц!.. впрочем, это уже несколько другая история. Пока давайте на время забудем о CS.

Так вот, я сделал несколько тестов, в разных условиях съемки, и с неизменным результатом - использование даже простого плагина для импорта ORF дает лучший результат, чем JPEG, созданный внутри камеры!

Перейдем, наконец, к конкретике.

Производилась съемка канала Грибоедова в Санкт-Петербурге. Один за другим были сделаны два кадра:
первый (номер 0816) с установкой в камере формата JPEG, режим сжатия SHQ,
а второй (номер 0817) с установкой в камере формата ORF.

Разрешение обоих снимков одинаковое, родное: 2560х1920 пикселей. Параметры съемки также идентичны - диафрагма F/2.0, выдержка 1/15 сек, эквивалентная чувствительность ISO400.

В таком масштабе оба снимка, конечно, выглядят одинаково, поэтому я привожу один.

Далее файл 0817.ORF импортировался в Photoshop, и без каких-либо обработок сохранялся в формате JPEG (степень сжатия подбиралась экспериментально, чтобы размер файла максимально соответствовал 0816-му, а именно 2.7 Мб).

Рассмотрим теперь внимательно два получившихся варианта.

Напоминаю: слева буду приводить фрагменты кадра 0816 (это JPEG SHQ, записанный камерой), а справа соответствующие фрагменты кадра 0817 (камерой изначально был записан ORF, далее импортирован в Photoshop и сохранен как JPEG). Фрагменты даны в разрешении 1:1, то есть вы видите реальные пикселы изобразения. Если бы кадры были напечатаны в таком масштабе, то размер фотографий был бы порядка 67 х 90 см (базируясь на стандартном разрешении монитора 72 dpi).

Возьмем фонарь в левой части кадра.

816 817

Шумов на левом снимке заметно больше.

Посмотрим разрешение в центре кадра:

816 817

Сравните внимательно соответствующие участки изображения на левом и правом снимке. Опять же, на правом детали проработаны лучше.

Посмотрим теперь изображение в правой части кадра:

816

817

Из этих кадров видно, что опять же, шумы на кадре 817 существенно ниже. Может быть, вы подумали, что второй кадр попросту более размыт, оттого и шумов меньше? Не тут-то было. Сравните рамы освещенных окон - резкость изображения на кадре 817 выше... при том, что шумов-таки меньше.

Даже хроматические аберрации на кадре 817 выглядят лучше:

816 817

Фиолетовый ободок у фонаря в правой части фрагмента 817 меньше, зеленое подкрашивание в левом верхнем углу также меньше.

Получается совершенно однозначный вывод, даже безо всяких компромиссов и оговорок, безо всяких "зато..." и "правда, следует заметить, что..." -

А ИМЕННО:

Качество снимков,
сделанных в формате ORF,
а затем импортированных в Photoshop и сохраненных в JPEG,
заметно выше,
чем сразу сохраненных внутри камеры в формате JPEG.

Главный вывод: если вы хотите максимально использовать возможности вашей камеры, снимайте в формате ORF. Повторюсь - да, файлы ORF в несколько раз больше по размеру, чем JPEG, так что если хотите получать более качественные снимки, придется запастись вместительными картами памяти!
(уважаемые продавцы карт памяти, в этом месте может быть ваша реклама! :)

Встроенная в Photoshop CS процедура импорта сырых файлов Adobe Raw Camera 2.0 позволяет управлять многочиленными параметрами при считывании ORF файлов. Особенно полезна замечательная возможность минимизировать вносимые объективом хроматические аберрации, иногда видимые на снимках в виде фиолетового и зеленого оконтуривания высококонтрастных объектов (обычно веток деревьев на светло-сером небе). Подробнее об этом неприятном явлении и о путях борьбы с ним, планирую поговорить скоро, в специальном обзоре на эту тему. Заглядывайте!

Да и вообще, пишите! Буду рад услышать любые комментарии :)

Все сказанные выше - это сугубо мое личное мнение, полученное на основании собственных экспериментов и размышлений, ничью более точку зрения не выражающее.