Wie funktioniert die Software-Belichtungskorrektur in RAW-Dateien?

Sie fügen nicht wirklich Licht hinzu, Sie verstärken einfach das wenige Licht, das Sie gesammelt haben. Bei einem JPEG werden „Strecken“ oder „Drücken“ und „Abschwächen“ alle in der Kamera durchgeführt, und diese Verbesserungen werden in die JPEG-Datei gebacken, die dann verlustbehaftet komprimiert und in einem Format mit niedriger Genauigkeit (8-bpc, 0 -255).

Bei einem RAW-Bild speichern Sie die ursprünglichen Sensordaten so, wie sie vom Sensor kommen, ohne Verbesserung, mit verlustfreier Komprimierung, in einem Format mit höherer Genauigkeit (14 Bit, 0-16383). Ein RAW-Bild wird in linearer Form gespeichert, Kameraeinstellungen werden jedoch in der Kopfzeile als „Metadaten“ gespeichert, sodass das Bild beim Laden in DPP oder Lightroom oder einem anderen RAW-Editor ähnlich wie ein damit erstelltes JPEG aussieht gleichen Einstellungen. Die eigentlichen Pixeldaten in der RAW-Datei werden jedoch durch diese Einstellungen nicht wirklich verändert, sie werden nur mit ihnen „auf den Bildschirm gerendert“, sodass Sie das Bild so sehen können, wie es beabsichtigt war.

Da die zugrunde liegenden Daten nicht modifiziert und mit höherer Genauigkeit gespeichert werden, haben Sie mehr Freiheit, die Belichtung mit Software zu verschieben. Sie können die Schatten verschieben, die Lichter ziehen und die Belichtung, den Weißabgleich, die Farbe verbessern, die Vignettierung und eine ganze Reihe anderer Bildaspekte korrigieren, ohne viel an Definition oder Wiedergabetreue im Endergebnis zu verlieren.

Es sollte beachtet werden, dass das Verschieben von Schatten in einem unterbelichteten Bild nicht dasselbe ist wie das richtige Belichten dieses Bildes. Ein unterbelichtetes Bild hat mehr Rauschen, weil die Signalstärke schwächer war. Um weniger Rauschen zu haben, müssen Sie mehr belichten, damit Sie mehr Licht sammeln, was die Signalstärke verbessert. Ein starkes Signal hat ein höheres SNR und erscheint daher weniger verrauscht.

Es sollte auch beachtet werden, dass bei der Arbeit mit einer Szene mit hohem Dynamikbereich möglicherweise einige Teile Ihrer Szene dunkel sind und auf dem Bildschirm möglicherweise übermäßig dunkel erscheinen, während diese Bereiche im wirklichen Leben nicht so dunkel und verrauscht aussahen , noch so detaillos. Hier spielt der Dynamikbereich der Kamera eine Rolle. Eine Kamera mit 10-11 Blendenstufen DR hat eine eingeschränktere Fähigkeit, "Schatten"-Details zu pushen, um den Realismus wiederherzustellen, während eine Kamera mit 13-14 Blenden eine erweiterte Fähigkeit hat, "Schatten"-Details zu pushen, um den Realismus wiederherzustellen. Der Unterschied zwischen solchen Kameras (zB einer Canon 5D III und einer Nikon D810) ist das Leserauschen und der Dunkelstrom. Die Nikon-Kamera hat weniger von beidem, deutlich weniger Leserauschen (bei niedrigem ISO-Wert), wodurch Schattendetails mit weniger Rauschen stärker verstärkt werden können.

RAW-Dateien haben nichts Besonderes oder Magisches.

In Bezug auf Belichtung und Balance speichern RAW-Dateien einfach mehr Informationen über Farben als JPEG-Dateien.

In jedem Fall bestehen diese Farben aus Rot-, Grün- und Blauwerten, und durch Bearbeiten dieser Werte können Sie den Weißabgleich oder die Belichtung immer anpassen, unabhängig vom Dateityp ... im Idealfall. In der realen Welt führt die Farbmanipulation manchmal zu Posterisierung oder Clipping, wenn die Farbpräzision der Quelle nicht gut genug oder die beabsichtigte Änderung zu extrem war.

Wenn Sie mit zu wenig Licht fotografieren, wie können Sie das Licht allein mit der Software wieder hinzufügen?

In digitalen Bildern ist Licht nur Zahlen, Sie können Zahlen immer durch Addieren oder Multiplizieren erhöhen, es sei denn, es gibt keinen ausreichenden Unterschied zwischen den Zahlen, und selbst das Erhöhen dieser Zahlen führt nicht zu unterschiedlichen Werten für "dunkel" und "hell". Mehr Präzision (wie in RAW-Dateien) bedeutet mehr Informationen über Unterschiede, bedeutet mehr Raum zum "Hinzufügen von Licht".

Ganz sicher keine blöde Frage: Das habe ich mich eigentlich auch gefragt, als ich zum ersten Mal mit dem Raw-Shooting angefangen habe.

Bevor Sie wirklich verstehen können, was passiert, wenn Sie die Belichtung in einer Software anpassen, müssen Sie zuerst wissen, was der Sensor und die Elektronik einer Digitalkamera tun, wenn Sie ein Foto machen: Photonen zählen. Jedes Pixel des Sensors zeichnet im Wesentlichen die Anzahl der Photonen auf, die es während der Belichtung treffen, und die erzeugte Rohdatei enthält diese Daten ohne Modifikation (natürlich plus einige Metadaten).

Lassen Sie uns als Nächstes darüber nachdenken, wie dies auf ein Foto zutrifft, das um 1 Blendenstufe unterbelichtet wurde. Per Definition bedeutet 1 Blendenstufe Unterbelichtung, dass der Verschluss halb so lange geöffnet war wie nötig, dass die Blende nur die Hälfte des Lichts durchließ oder die ISO auf die Hälfte der erforderlichen Empfindlichkeit eingestellt war (egal welche ), und all dies lässt sich auf eines übertragen: Der Sensor hat nur die Hälfte des Lichts eingefangen, das für eine ordnungsgemäße Belichtung erforderlich ist. Unter der Annahme, dass sich die Szenenbeleuchtung von Moment zu Moment nicht wesentlich ändert, bedeutet dies auch, dass die vom gesamten Sensor gelesenen Photonenzahlen etwa die Hälfte dessen ausmachen, was sie sein müssten. Ebenso stellt jede nachfolgende Blendenstufe der Belichtung über oder unter der beabsichtigten Belichtung eine Verdoppelung oder Halbierung der Photonenzählung dar.

Um "das Licht wieder hinzuzufügen", verwendet die Software diese Idee, um die richtige Anzahl von Photonen zu schätzen, die für jedes Pixel gezählt werden. Dies erfolgt durch Multiplizieren jedes Pixels mit einem geeigneten Korrekturfaktor, der leicht berechnet werden kann. Die neue Photonenzahl für ein Pixel ist gegeben durch neue Photonenzahl = alte Photonenzahl * 2^N , wobei N die Anzahl der Blendenstufen der Anpassung (positiv oder negativ) ist. Leider ist die Herangehensweise nicht immer so wunderbar, wie es sich anhört, da auch eventuelles Bildrauschen im Foto um den gleichen Betrag hochskaliert wird!

Es ist erwähnenswert, dass dies auch mit JPEGs möglich ist, aber aus mehreren Gründen nicht wie erwartet funktioniert. Erstens, wie Jrista sagte, gibt es mehr Details in einer Rohdatei, und es ist viel wahrscheinlicher, dass Daten in den Schatten und sogar in den überbelichteten Teilen eines Bildes „versteckt“ sind, aber wenn sie in JPEG konvertiert werden, sind diese zusätzlichen Daten im Wesentlichen verworfen und ist nicht wiederherstellbar.

Außerdem wurde bereits eine Basiskurve auf ein JPEG angewendet. Diese Basiskurve nimmt die linearen Daten vom Sensor auf und macht sie zu etwas, das für unsere Augen ansprechender aussieht. Um die Belichtung korrekt anzupassen, wären etwas komplexere Berechnungen erforderlich, und es wird davon ausgegangen, dass die Software die Basiskurve kennt, was wahrscheinlich nicht der Fall ist. Die Pixelwerte können immer noch auf die gleiche Weise skaliert werden, ohne die Basiskurve anzupassen, aber Lichter und Schatten werden sich wahrscheinlich ganz anders ändern, als wenn dieselbe Technik auf eine Rohdatei angewendet würde. Dies ist einer der vielen Gründe, warum es so praktisch ist, die unveränderten Rohbilddaten aufzubewahren!