RAW는 "추악한 디지털 클리핑"을 어떻게 방지합니까?


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다른 답변에서 Ilmari는 과다 노출을 막기 위해 다음같이 씁니다 .

일반적으로 카메라의 전체 다이나믹 레인지를 더 잘 캡처하고 노출 과다 영역의 추악한 디지털 클리핑을 피하기 위해 항상 RAW를 촬영하는 것이 좋습니다. 후자의 경우 샷을 약간 노출 부족 (예 : ...) 한 다음 컴퓨터에서 노출을 끌어 올리는 데 도움이됩니다.

RAW는 과다 노출 영역의 클리핑을 어떻게 방지합니까?


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RAW로 촬영한다고해서 하이라이트 클리핑이 제거되는 것은 아닙니다. 그러나 RAW 파일에는 이미지 센서가 캡처 한 전체 정보가 포함되며 일반적으로 JPEG 이미지에서 캡처 할 수있는 것 이상의 하이라이트 세부 정보가 포함됩니다. RAW 파일은 일반적으로 픽셀 당 12 또는 14 비트의 톤 데이터를 가지며 JPEG는 8 비트로 제한되므로 RAW 파일에서 처리 할 데이터가 훨씬 더 많습니다. 나는 이것을 직접 알고 있으며 RawTherapee에서 RAW 파일을 가져올 때 JPEG로 잘린 하이라이트를 복구했습니다. 참조 : photo.stackexchange.com/a/13448
bwDraco

(계속) 이벤트 후 PC에서보다 효과적인 노이즈 감소 및 기타 사후 처리를 수행하는 기능을 포함하여 RAW의 장점은 버퍼를 크게 줄이더라도 RAW + JPEG로 스포츠 를 촬영할 수있을만큼 중요 합니다. 깊이! (내 고용주는 종종 게임 직후 웹 사이트에 즉시 사용 가능한 JPEG 이미지를 원하고 영업일 후 며칠 후에 나머지 이미지를 표시합니다.)
bwDraco

답변:


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일반적으로 카메라의 전체 다이나믹 레인지를 더 잘 캡처하고 노출 과다 영역의 추악한 디지털 클리핑을 피하기 위해 항상 RAW를 촬영하는 것이 좋습니다. 후자의 경우 샷의 노출을 약간 노출 [...] 한 다음 컴퓨터에서 노출을 끌어 올리는 데 도움이됩니다.

좋아, 그래, 내가 쓸 때 약간 간결 했다 . 포장을 조금 풀겠습니다.

분명히 JPEG에서 RAW로 전환하는 것만으로 클리핑을 자체적으로 고칠 수는 없습니다. 위의 단락을 쓸 때 내가 제안하려고 한 것은 다음과 같습니다.

  1. 하이라이트가 잘리지 않을 정도로 고의로 노출 부족 사진입니다.

  2. 다음 단계에서 그림자 디테일을 유지하기 위해 JPEG 보다 동적 범위 가 높은 RAW로 촬영 합니다.

  3. 하드 디지털 클리핑 대신 부드러운 "필름 같은"하이라이트를 시뮬레이트하는 알고리즘을 사용하여 사후 처리에서 노출 부족을 수정하십시오. (저는 괜찮은 RAW 프로세서에는이 기능이 내장되어 있어야한다고 생각합니다. UFRaw 는 알고 있으며 무료 소프트웨어입니다.)

기본 노출에서 JPEG를 직접 촬영하는 대신 왜이 모든 문제를 해결해야합니까? 기본적으로 ( RAW를 촬영 해야하는 다른 모든 이유 외에도 ) 다음과 같이 얻을 수 있습니다.

소프트 하이라이트가있는 사진 A의 예 소프트 하이라이트가있는 사진 B

이 대신에 :

강조 표시가있는 사진 A의 예 소프트 하이라이트가있는 사진 B
(이미지를 클릭하면 확대됩니다.)

물론,이 예제 이미지 쌍을 모두 동일한 RAW 파일에서 만들어 약간의 부정 행위를했습니다. 유일한 차이점은 첫 번째 쌍에는 "소프트 필름 같은 하이라이트"모드를 사용하고 "하드 디지털 클리핑"모드는 더 긴 노출로 JPEG로 직접 촬영 한 경우 얻을 수있는 것을 시뮬레이션하는 두 번째 쌍.

첫 번째 이미지의 클리핑 된 버전에서 오른쪽 상단의 특징적인 청록색 하늘, 클리핑 된 하이라이트의 부 자연스러운 평탄도 및 주변의 일반적인 색상 왜곡에 주목하십시오. (눈이나 구름과 같이 밝은 흰색 배경의 요소가있는 사진은이 효과를 특히 두드러지게 보여 주지만이 랩탑에서 좋은 예를 찾지 못했습니다. 나중에 더 나은 일러스트를 찾아 볼 수도 있습니다.)

이러한 평탄도 및 색상 왜곡의 이유는 필름의 매끄러운 포화 광선 응답 곡선과 달리 디지털 이미지 센서는 포화 점까지 (대략) 선형 반응을 한 다음 급격한 컷오프를 갖기 때문입니다.

디지털 센서와 필름 응답 곡선
(실제로, 위에 그려진 필름 응답 곡선은 필름을 실제 포지티브 이미지로 바꾸면 응답 곡선의 하단에 또 다른 비선형 성 층이 생겨 일반적으로 다소 시그 모이 드 결합 응답 곡선이 발생한다는 점에서 다소 오해의 소지가 있습니다. 동적 범위의 가장 밝은 부분에서, 위의 곡선은 일반적인 방식으로 필름과 디지털 카메라의 실제 광 응답과 유사합니다.)

특히 컬러 사진에서 각 컬러 채널 (빨강, 녹색 및 파랑)에는 고유 한 응답 곡선이 있습니다. 디지털 센서를 사용하면 들어오는 빛의 밝기가 증가함에 따라 R / G / B 채널 중 하나가 다른 채널보다 먼저 클리핑되어 부분적으로 클리핑 된 픽셀의 색상이 왜곡됩니다.

또한, 포화 점 위의 디지털 응답 곡선의 평탄도는 과다 노출 필름 이 하이라이트를 압축 하는 반면 디지털 사진에서 잘린 하이라이트는 사라지고 (RAW 또는 JPEG) 세부 정보를 복구 할 수 없음을 의미합니다. 따라서 디지털 사진 의 경험 따르면, 최적의 노출이 무엇인지 확실하지 않은 경우 (또는 촬영중인 장면에 클리핑하지 않으려는 하이라이트가 포함되어 있음을 알고있는 경우) 항상 더 안전합니다. 낮은쪽으로 잘못하다. 물론 사후 처리에서 노출 부족 사진의 밝기를 높이면 이미지의 노이즈가 증폭되지만 노출 부족과 그림자 세부 묘사를 잃어 버리는 것이 여전히 노출 과다와 하이라이트를 완전히 잃는 것보다 낫습니다.

물론 위의 어느 것도 RAW를 촬영할 필요가 없습니다. 예를 들어 Photoshop 에서처럼 JPEG 이미지의 밝기를 쉽게 높일 수 있습니다. 그러나 RAW와 비교할 때 JPEG 형식 에는 두 가지 문제가 있습니다.

  • JPEG는 8 비트 색상 만 사용합니다. 즉, 저장할 수있는 두 가지 밝기 수준의 가장 작은 차이는 순수한 검정과 순수한 흰색의 차이의 약 1/256입니다. JPEG는 실제로 비선형 컬러 인코딩을 사용하여 다소 도움이되지만 JPEG 이미지의 유효 다이내믹 레인지는 여전히 약 11 스톱입니다 (8 스톱은 선형 인코딩으로 얻을 수있는 반면). 이것은 화면에 이미지를 표시하기에 충분하지만 여전히 저급 카메라 센서의 유효 동적 범위보다 적으며 노출을 조정하여 그림자에서 세부 사항을 복구 할 공간을 많이 남겨 두지 않습니다.

  • 또한 JPEG는 육안으로 쉽게 볼 수없는 디테일을 버려 이미지 파일 크기를 줄 이도록 설계된 손실 압축 방식을 사용합니다. 아아,이 압축은 그림자 세부 사항을 매우 적극적으로 버리는 경향이 있습니다. JPEG 이미지의 밝기를 너무 많이 늘리면 색상 왜곡과 압축 압축 아티팩트로 가득 찬 이미지가 생길 수 있습니다.

RAW 파일은 압축 손실없이 카메라 센서의 전체 다이나믹 레인지를 유지하므로 이미지를 최대한 최대한 후 처리 할 수 ​​있습니다 (이 경우 주로 센서의 노이즈 플로어에 의해 제한됨).


와. 힘내 친구 야. ;-)
Martin

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즉, RAW 파일은 해당 JPEG보다 더 많은 비트를 사용하여 각 픽셀을 저장합니다.

이것이 어떻게 도움이되는지 이해하려면 단일 픽셀을 고려하십시오 (색상은 무시하고 동일한 논리는 유지하지만 모든 것을 복잡하게 만듭니다). 진폭 (해당 픽셀에 도달하는 빛의 양)을 기록 할 수있는 8 비트가있는 경우 "No light at all"(0)을 포함하여 256 레벨이 있습니다.

값 255에 해당하는 최대 레벨을 설정해야합니다. 0과이 최대 사이의 범위 는 이미지에 표시 될 수있는 동적 범위 입니다. 이 수준보다 더 많은 빛을받는 모든 픽셀은 포화되며 최대 값 255가 기록됩니다. 이로 인해 과다 노출 영역이 완전히 하얗게 보이는 클리핑 효과가 발생합니다.

추가 비트가 있으면 더 많은 레벨을 나타낼 수 있습니다. 동일한 다이나믹 레인지를 사용하면 그 사이에서 더 세밀한 단계를 얻거나 범위를 확장하고 더 높은 (또는 더 낮은) 노출을 가진 픽셀을 범위의 어딘가에 나타낼 수 있습니다.

RAW 파일은 해당 JPEG보다 픽셀 당 더 많은 비트를 포함합니다 (예 : Canon 5D의 경우 14, JPEG의 경우 8과 비교). 이를 통해 더 많은 노출 수준을 포착 할 수 있습니다. 8 비트 표현에서 포화되는 픽셀은 14 비트 표현을 포화시키지 않을 수 있습니다. 이렇게하면 완전히 흰색으로 과다 노출 된 영역이 회색 음영으로 바뀌고 여전히 세부 사항을 캡처 할 수 있습니다.

물론 더 높은 비트 심도 표현을 채울 수는 있지만 비트 수가 많을수록 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.


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Raw는 몇 가지 다른 이유로 훌륭하지만 물론 Raw는 노출 과다 영역의 클리핑을 막을 수 없습니다. 디지털 데이터가 255를 초과하면 잘려서 255에 남아 더 이상 트루 컬러를 나타내지 않습니다. 디지털은 단순히 더 큰 숫자를 유지할 수있는 방법이 없으며, 가장 큰 기능은 255로 조정됩니다. 노출을 줄인 다른 시도 외에는 클리핑 된 데이터를 복구 할 수있는 방법이 없습니다.

당신이 보여주는 예는 흰색의 빛입니다. 흰색은 세 가지 RGB 구성 요소가 거의 동일한 특수한 것입니다. 그러나 색상 (노출 과다)이 빨간색 500, 녹색 250, 파란색 250과 같다고 상상해보십시오. 그러나 255로 클리핑하면 255, 250, 250, 완전히 다른 색으로 나타납니다. 후 처리에서 약 절반으로 백 오프하는 것은 여전히 ​​128, 125, 125이며 여전히 빨간색이 아닙니다.

연결된 예제는 처음에는 흰색이 아니었지만 과다 노출되어 255, 255, 255에서 잘 렸습니다. 클리핑 복구가 없습니다.


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이것은 카메라가 원시 사진을 8 비트 사진에 매핑 한 방법에 따라 다릅니다. 많은 카메라에는이 매핑을 수정할 수있는 단일 이미지 HDR 옵션이 있으며 표준 설정은 다른 설정보다 동적 범위가 적습니다. 따라서 일반적으로 클리핑 된 부분이있는 8 비트 이미지는 원시 이미지에서 동일한 클리핑 영역을 갖지 않습니다. 항상 기록 된 전체 다이나믹 레인지를 톤 맵으로 만들려면 비용이 듭니다. 작은 영역에 노출을 과도하게두면 나머지 이미지에 255까지의 범위가 생겨 전반적인 결과가 더 좋아질 수 있습니다.
Iblis Count

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무엇을 기다립니다? 일반적인 RAW에는 픽셀 당 14 비트의 휘도 정보가 있습니다. RAW에서 기본적으로 모두 JPEG에서 255,255,255로 매핑 되더라도 RAW에서 복구 할 수있는 수많은 흰색 음영이 있습니다.
JohannesD

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답이 "16 비트 TIFF 대 JPEG"에 대한 응답 인 경우 TIFF를 사용하면 검은 색과 흰색 점이 이미 구워지고 선택한 검은 색과 흰색 점을 기준으로 원시 데이터가 16 비트로 변환되므로 정확합니다. 전환에서. 그러나 실제 원시 파일에는 마스킹 된 픽셀의 데이터가 포함되어 있으며 검은 색과 흰색 점이 구워지지 않습니다. 이것이 Canon .cr2 파일을 .dng로 변환 할 때 가장 큰 문제입니다. 마스킹 된 픽셀은 버리고 블랙 / 화이트 DNG는 실제 원시 파일보다 TIFF와 비슷합니다.
Michael C

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매우 밝은 세부 사항은 복구 할 수 있지만 잘린 값은 복구 할 수 없습니다. 다이나믹 레인지가 중요한 이유입니다. 또한 다이나믹 레인지와 ADC의 비트 심도를 혼합하고 있습니다. 그것들은 전혀 같지 않습니다. peachpit.com/articles/article.aspx?p=1709190&seqNum=2
Grebu

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답변에 설명 된 방식으로 렌더링 할 때 이미지의 모양은 다음과 같습니다. 첫 번째는 선형으로 렌더링되고 두 번째는 감마 보정이 적용되고 14 비트 파일의 0-2047은 8 비트 파일에서 0으로 매핑되고 14383 14 비트 파일의 -16383은 8 비트 파일의 255로 매핑됩니다. 마지막 이미지는 검은 점 (8 비트 파일에서 0)이 2047보다 훨씬 높은 장면의 가장 어두운 부분의 대략적인 값으로 설정되고 흰색 점 (8 비트 파일에서 255)이 장면의 가장 밝은 부분은 14383 보다
Michael C 1
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