Ich habe kürzlich damit begonnen, meine DSLR so einzustellen, dass sie RAW-Dateien speichert, und sie mit Adobe Lightroom zu verarbeiten. Ich benutze jedoch immer noch häufig meine kleine Point-and-Shoot-Kamera, die keine Option zum Speichern von RAW-Dateien hat. Mir ist auch aufgefallen, dass die Weißabgleichsoptionen in Lightroom bei RAW-Dateien anders sind als bei JPEG-Dateien. Bei RAW-Dateien haben Sie die Möglichkeit, aus einer Reihe von Weißabgleicheinstellungen (Leuchtstoff, Halogen, Auto usw.) zu wählen, während Sie dies bei JPEG nicht tun. Warum ist das?
Die schnelle und kurze Antwort:
Alle Bilder beginnen als RAW-Dateien, auf die eine Farbbalance angewendet werden muss.
Bei JPEG-Bildern erfolgt diese Transformation in der Kamera unter Verwendung der Weißabgleicheinstellungen der Kamera. Wie oben erwähnt, verfügt Lightroom nicht über genügend Informationen, um diese Transformation rückgängig zu machen.
Gespeicherte RAW-Dateien haben keine von der Kamera angewendeten Transformationen, sodass Sie als Fotograf später entscheiden können, welche Weißabgleichstransformation Sie anwenden möchten.
Betrachten wir das vom Sensor aufgenommene Bild (RAW) als kalibriert und neutral.
Die Gleichung zum Erzeugen eines farbausgeglichenen JPEG lautet wie folgt:
JPEG = RAW * T
wo T istcolor balance transformation
Um einem JPEG eine andere Farbbalance zuzuweisen, müssten Sie normalerweise die Umkehrung der As-Shot-Transformation auf das JPEG anwenden (um das neutrale Bild wiederherzustellen).
NEUTRAL = JPEG * 1/T
Wenden Sie dann die neue Farbtransformation an
NEW_JPEG = NEUTRAL * T2
Leider enthält das JPEG-Bild (zumindest das von meiner Nikon D50 erzeugte) nicht die Temperatureinstellung des aufgenommenen Bildes. Das bedeutet, dass Lightroom das T der Gleichung nicht kennt, wenn Sie nur das JPEG-Bild haben. Daher kann die umgekehrte Transformation nicht angewendet werden, um ein neutrales Bild wiederherzustellen.
Stattdessen werden verschiedene generische Transformationen verwendet, um die Farbbalance zu transformieren.
Tolle technische Antworten bisher. Hier ist eine einfache Analogie, die vielleicht nicht ganz richtig ist, aber trotzdem:
Eine RAW-Datei ist wie ein Filmnegativ. Sie können damit in einer Dunkelkammer (Lightroom) arbeiten und es ausdrucken (JPG). Ein JPG ist wie ein Druck. Einmal gedruckt, gibt es nicht viel, was Sie tun können.
Die Antwort von Decastlejau bietet einige großartige technische Einblicke für diejenigen wie mich, die alle technischen Dinge lieben. Für die Schüchternen, wenn es um Mathematik geht, hier ist eine weniger komplizierte Antwort. Mit RAW haben Sie Original-Sensordaten, die im Allgemeinen als Original-Rot-, Grün- oder Blau-SENSOR-Messwerte für jedes Pixel eines digitalen Sensors gespeichert sind, sowie andere Metadaten wie Belichtungsdetails, Kamerastatus (z. B. Weißabgleich), Kamera Einstellungen und möglicherweise eine Vielzahl von zusätzlichen Daten.
Ein Rohbild ist im Wesentlichen ein direkter Datenauszug von einem digitalen Sensor, bei dem es sich normalerweise um rote, grüne und blaue lichtempfindliche Pixel (Photosites) handelt, die in einem Bayer-Farbfilterarray angeordnet sind . Da es sich bei RAW um Originalsensordaten handelt, steht Ihnen die maximale Menge an Informationen zur Verfügung, die normalerweise eine erheblich größere Bittiefe (und einen größeren Dynamikbereich) umfasst als ein in einem anderen Format gespeichertes Bild. Dies ist das "neutrale" Bild, das decastlejau erwähnt hat ... es wurden keine Anpassungen oder Tonkurven angewendet, es sind wirklich Originaldaten.
Die Pixel eines RAW-Bildes werden nicht direkt den Pixeln auf einem Bildschirm zugeordnet und können daher nicht direkt angezeigt werden. Um ein RAW-Bild anzuzeigen, müssen diese rohen Sensorpixeldaten durch einen Rendering-Algorithmus geleitet werden, der die rohen Sensordaten nimmt und verschiedene Anpassungen und Dämpfungen anwendet, wie z. B. eine Tonwertkurve, Weißabgleichsanpassungen, Belichtungsanpassungen usw., um Bildschirmpixel zu erzeugen, die jeweils rote, grüne und blaue Elemente enthalten. Dieser Algorithmus muss jedes Mal angewendet werden, wenn eine Anpassung an einem RAW-Bild vorgenommen wird, um das endgültige Bild auf einem Bildschirm anzuzeigen. Indem Sie auf diese Weise mit RAW arbeiten, behalten Sie die ursprünglichen Sensordaten in einem makellosen Zustand bei, sodass Sie alle Anpassungen in dieser „Verarbeitungspipeline“ jederzeit radikal ändern und ideale Ergebnisse in dem auf dem Bildschirm gerenderten Bild sehen können. Die meisten algorithmischen Verarbeitungen von RAW-Daten führen zu einem gewissen Informationsverlust im endgültigen Bild. Das Anwenden einer Tonkurve führt beispielsweise normalerweise zu einem verbesserten Kontrast, aber zu einem Verlust des Dynamikbereichs.
Ein JPEG-Bild ist im Gegensatz zu einem RAW-Bild ein Bild, das bereits von einem Algorithmus verarbeitet wurde, der eine Tonwertkurve, Weißabgleicheinstellungen usw. anwendet, um ein endgültiges Bild zu erstellen. Da ein JPEG bereits verarbeitet wird, gehen die ursprünglichen Sensordaten verloren. Das Gleiche würde gelten, wenn Ihre Kamera eine TIFF-Datei anstelle einer JPEG-Datei speichern würde ... die Verarbeitung der ursprünglichen Sensordaten "friert" sie in einen endgültigen Zustand ein. Verarbeitete Bilder sind nicht völlig frei von Headroom, und es können immer noch Anpassungen vorgenommen werden. Je höher die Bit-Tiefe und je größer der Farbraum, auf den Sie speichern, desto mehr Headroom haben Sie, aber Sie werden nie so viel Flexibilität haben wie bei der Verwendung von RAW.
Ein Beispiel für den begrenzten Headroom ist der Bereich der Weißabgleichseinstellungen. Jedes Pixel in einem JPEG enthält jetzt rote, grüne und blaue Farbinformationen. Dies schränkt den Umfang der Weißabgleichskorrektur ein, die Sie erreichen können, ohne dass seltsame Farbstiche oder Farbaufspaltungen auftreten, insbesondere bei größeren Anpassungen. Es ist möglich, solche Anpassungen mit RAW weiter voranzutreiben, da Sie jedes Pixel im endgültigen Bild aus den ursprünglichen roten, grünen und blauen Sensordaten neu mischen können, wodurch Sie Farbstiche beseitigen können.
Tatsächlich können Sie den Weißabgleich von einem JPG-Bild aus anpassen. Nur die Ergebnisse werden denen einer RAW-Datei weit unterlegen sein. Wie in anderen Antworten viel besser besprochen, enthalten JPG-Dateien viel weniger Daten als RAW-Dateien, sodass es keinen solchen Spielraum gibt, um die Farbbalance zu ändern. Dasselbe gilt für Belichtungs- und Kontrasteinstellungen.
Ist es trotzdem möglich, den Weißabgleich von JPG-Bildern mit anderen Programmen leicht zu ändern, aber in Lightroom haben sie entschieden, dass die schlechten Ergebnisse, die Sie mit JPG-Dateien erzielen können, für typische Lightroom-Benutzer nicht gut genug sind.
Beachten Sie auch, dass dies nichts mit JPG-Kompressionstechniken zu tun hat, nur dass das JPG-Dateiformat weniger Informationen speichert.
Vielleicht hilft diese Analogie zu klären, warum der RAW-Weißabgleich dem JPEG-Weißabgleich überlegen ist.
Stellen Sie sich vor, Sie haben ein Schwarz-Weiß-Bild. Es ist ziemlich klar, dass es keine automatisierte Möglichkeit gibt, diesem Bild wieder Farbe zu verleihen. Da es viele verschiedene Farbschattierungen gibt, die einem bestimmten Grauton zugeordnet werden können, gibt es keine Möglichkeit zu sagen, was die ursprünglichen Farben waren. Sie können raten (wie beim Kolorieren alter Filme), aber Sie können sich nie sicher sein.
Stellen Sie sich nun ein Bild vor, dessen Weißabgleich so vermasselt wurde, dass alles einen Blauton hat. Diese Situation ähnelt der des Schwarz-Weiß-Bildes. Sie haben Informationen über die Rot- und Grüntöne verloren, die ursprünglich auf dem Bild waren. Ein Computerprogramm, das den Blaustich entfernt, so dass kein Gesamtstich mehr entsteht, gibt Ihnen nicht das Originalbild zurück, sondern eine Schwarz-Weiß-Aufnahme.
Natürlich sind die meisten Weißabgleiche nicht so durcheinander wie in den Beispielen oben, und der JPEG-Weißabgleich funktioniert ganz gut. Sie erhalten jedoch immer eine genauere Konvertierung, wenn Sie die Originalinformationen aus der Aufnahme haben, wie in RAW.
Die Antwort von decasteljau ist in Bezug auf die technische Funktionsweise hervorragend. Lassen Sie mich jedoch etwas Flaum hinzufügen:
Eine RAW-Datei enthält lineare Daten vom Sensor – mehr Photonen treffen auf jede Fotostelle, was einem direkt höheren Messwert entspricht. Und das ist gleichmäßig in Rot, Grün und Blau aufgeteilt. (Nun, technisch gesehen doppelt so viele grüne Rezeptoren in den meisten Sensoren. Aber das ist ein Implementierungsdetail.)
So nimmt das menschliche Sehsystem – das Auge und das Gehirn – die Dinge jedoch überhaupt nicht wahr.
Erstens nehmen wir Helligkeit auf nichtlineare Weise wahr, weshalb wir in derselben Szene mit heller Sonne und dunklen Schatten umgehen können, ohne dass es seltsam aussieht. Aus diesem Grund werden Kurven auf ein RAW-Bild angewendet, um ein ansprechendes endgültiges Ausgabebild zu erstellen. Sie könnten dies überspringen und ein lineares JPEG generieren, aber es würde flach (kein Wortspiel beabsichtigt) und seltsam aussehen.
Zweitens nehmen wir Farbe auf der Grundlage eines innewohnenden Sinns dafür wahr, welche Farbe Dinge haben sollten , weshalb sie für uns sowohl unter kaltem als auch unter warmem Licht und sogar, nach ein wenig Anpassung, unter sehr seltsam gefärbtem Licht normal aussehen. Wenn das Licht „wirklich“ stark blau ist, sehen wir es eher nicht – aber wenn Sie ein Foto machen, werden mehr blaue Fotos aufgenommen. Eine Bilddatei weiß nichts darüber, wie die Dinge aussehen "sollten", und muss eine Weißabgleichskorrektur haben, damit das Bild unseren mentalen Erwartungen entspricht.
Beim Konvertieren aus einer RAW-Datei arbeitet der Konverter von einem bekannten Ausgangspunkt aus. Es hat entweder ein detailliertes Profil für Ihr Kameramodell (oder sogar eines, das Sie selbst erstellt haben) oder zumindest eine grundlegende Farbmatrix, die der allgemeinen Ausgabe dieser Kamera entspricht. Von diesem Zustand aus können also verschiedene Anpassungen vorgenommen werden – dies ist das „RAW * T“ in decasteljaus Antwort, und wenn Sie Ihre Meinung ändern, da die ursprüngliche RAW-Datei normalerweise unverändert bleibt, kann sie wieder von dieser Grundlinie aus beginnen und wenden Sie eine andere Transformation an.
Sobald Sie eine JPEG-Datei haben, geht diese Grundlinie verloren, und es ist kein bekannter Anfangspunkt für Anpassungen vorhanden.
Tonkurven und Sättigung erschweren dies, weil:
(1) Sie treten nach dem Weißabgleich auf
(2) sie sind nichtlinear, was bedeutet, dass die Reihenfolge der Operationen von Bedeutung ist
(3) Sie hängen vom Kameramodell und den Picture-Control-Einstellungen ab
1 & 2 bedeuten, dass diese Verarbeitung zurückgesetzt werden muss, bevor der Weißabgleich angepasst werden kann. 3 bedeutet, dass es unmöglich ist, präzise zurückzusetzen.
Es gibt eine Transformation, die den Weißabgleich korrigieren kann, ohne diese anderen Schritte rückgängig zu machen, aber diese Transformation ist nicht linear und für jede Kamera anders. Ein geduldiger Benutzer kann es manuell mithilfe eines Kurvensteuerelements finden. Um dies automatisch zu tun, wäre ein kameraspezifisches Reverse Engineering erforderlich.
mattdm