Understanding Digital Raw Capture

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注记：

RAW转换器不等同于软件，相机的预览功能也有一个内置的RAW转换程序

　　你肯定听说许多关于数码相机RAW格式的信息，但是你要知道，RAW真的不是一个简单的玩意。首先，不同的厂商RAW格式不相同，比如Canon的CRW与CR2，Minolta的MRW，Olympus的ORF，Nikon的NEF等等。但是它们都有许多共同点，无论是从拍摄还是到数据格式，但是为了彻底弄明白RAW你首先需要了解数码相机如何成像的。

　　首先，RAW文件记录着传感器捕获的信息。虽然有很多编码方式将传感器的数据写入到RAW文件中，但是RAW记录的必定都是未压缩的传感器捕获的数据。数码相机的成像方式有一些，但是几乎所有能够拍摄RAW格式的相机都是“Mosaic Sensor”或者是“Color Filter Array”（CFA）型的。

　　CFA型相机利用一个二维区域收集落到底片上的光子，利用CCD或者CMOS技术成像。一般来说，这个二维区域上的每一个元素就是一个传感器，都对应着最终图象的一个象素。但是这些传感器只会简单的数落入它区域内的光子数目，由产生的电压反映有多少光能量通过，这里有一个关键处就是，CAF型相机的RAW数据其实是灰度。

从灰度到彩色

　　CFA的作用是从捕获到的灰度数据恢复颜色。这个数组中的每个传感器都会被一个颜色过滤器（Color Filter，以下简称CF）覆盖，所以每个传感器仅仅捕获R、G、B之一。许多相机的CF采用Bayer排列模式，如下图：

　　还有一些相机使用CMY而不是RGB，因为CMY能够感受到更多的光，还有的相机可能再加入第四个色分量。这里的关键是，无论CF是如何排列的，CAF型相机的一个传感器只捕获一种颜色。红色传感器只测量红光的能量，绿色的只测量绿光的能量，蓝色的只测量蓝光的能量。

　　RAW文件包含两种信息：象素本身以及图象元数据（metadata）。Metadata意思是“关于数据的数据”（Data About Data），产生于相机的每次拍摄过程。无论你输出的是RAW还是JPG格式的照片都包含EXIF信息，包括相机类型、光圈大小、快门速度等等。RAW文件还包括了一些元数据以便RAW转换期使用，输出RGB图象。

　　让我们再次回到那个有些骇人听闻的灰度数据上。大部分RAW格式在元数据中都包含了“解码环”（Decoder Ring），记录了传感器上CF的排列数据，这样RAW转换器就知道应该如何生成象素的色彩数据。最终RAW转换器将利用插值法从灰度数据生成彩色数据。这个过程是RAW转换器的关键，但这绝对不是唯一的步骤。RAW数据的转换还有以下几项工作：

• 白平衡White Balance

　　当你拍摄RAW格式时，相机的白平衡设置对生成的象素没有任何影响，它们只是简单的写入元数据而已。有的RAW转换器能够读取白平衡标记自动的采用默认的白平衡设置，还有则能够完全丢弃记录的信息而从图象中自动分析决定白平衡。

• 色度解释Colometric Interpretation

　　RAW文件记录的每个象素其实都对应着R、G、B一种色彩的亮度信息。但是你要知道，R、G、B都是相当不精确的信息，也许你问一百个人“红色”是什么样子，也许就会有一百个不同的答案出现。所以一般情况下RAW都记录CIE XYZ三刺激值，并由RAW转换器完成色彩空间的转换计算。

• 伽马校正Gamma Corrrection

RAW片的伽马特性是线型的，系数为1.0，这和底片或者人眼都不同。RAW转换器需要进行伽马校正，重新计算照片的Tone，更加接近于人眼的感光特性。

• 降噪Noise Reduction抗锯齿Antialiasing锐化Sharpening

 

　　图象上极其微小的细节有时就可能导致严重的问题。如果细节部分只由红色传感器或者是蓝色传感器捕获，那么RAW转换器可能很难计算这个象素的最终颜色。简单的方法可能无法表现足够的边缘细节，所以大部分RAW转换器也会采用一些边缘检测、抗锯齿等方法减少图象的锯齿效果，使照片更加的美观。

　　虽然说所有的RAW转换器都做一样的事情，但是它们所采用的算法可能各不相同，所以相同的照片经过不同的RAW转换器处理后可能都不相同。一般来说，即使给定了一种RAW格式，也没有一种可以称为“正确”的解释方式。相机制造商自己会研究自己的格式，究竟用哪一种方法去解释最“好看”，所以还是用它们提供的软件去出片可能比较合适。

　　（后面关于JPG的就没有翻译了）