RAW ファイル形式
RAW ファイル形式は、デジタル写真のフィルム写真のネガに相当します。デジタル カメラのセンサーから直接、そのままの「生の」ピクセル情報が含まれています。 RAW ファイル形式はまだデモザイキングが行われていないため、各ピクセル位置に含まれる赤、緑、または青の値は 1 つだけです。デジタル カメラは通常、この RAW ファイルをフル カラーの JPEG または TIFF 画像ファイルに変換して「現像」し、変換したファイルをメモリ カードに保存します。デジタル カメラは、RAW ファイルを現像するときにいくつかの解釈上の決定を行う必要があるため、RAW ファイル形式を使用すると、最終的な JPEG または TIFF 画像を生成する方法をより詳細に制御できます。このセクションでは、RAW ファイルの技術的な利点を説明し、いつ RAW ファイル形式を使用するかについて提案します。
概要
RAW ファイルは、複数の手順を経て最終的な JPEG または TIFF 画像に変換されます。各手順には、いくつかの元に戻せない画像調整が含まれる場合があります。 RAW の主な利点の 1 つは、写真家がこれらの調整の適用を延期できることです。つまり、写真家が後で各画像に最適な方法でこれらを自分で適用する柔軟性が得られます。次の図は、一連の調整を示しています:
RAW 画像→
デモザイクホワイトバランス
→
トーンカーブコントラスト
彩度
シャープ→8-に変換bit および JPEG 圧縮
デモザイクとホワイト バランスには、ベイヤー配列を解釈して各ピクセルに 3 色すべてを含む画像に変換する作業が含まれ、同じ手順で行われます。ベイヤー配列は、最初の画像を他の 2 つよりもピクセル化して表示し、画像に緑がかった色合いを与えるものです。
私たちの目は明るさの違いを対数的に知覚するため、光の強さが 4 倍になると、光の量が約 2 倍になったとしか認識できません。一方、デジタル カメラは、明るさの違いを直線的に記録します。つまり、光の強さが 2 倍になると、カメラ センサーで 2 倍の応答が得られます。これが、上の 1 番目と 2 番目の画像が 3 番目の画像よりもかなり暗く見える理由です。デジタル カメラ内に記録された数値を認識したとおりに表示するには、トーン カーブを適用する必要があります (このトピックの詳細については、ガンマ補正のチュートリアルを参照してください)。
カメラの設定によっては、彩度とコントラストも調整できます。次に、2 番目の画像に表示されているデモザイキングによるソフト化を相殺するために、画像をシャープにします。
次に、高ビット深度の RAW 画像が 1 チャンネルあたり 8 ビットに変換され、カメラの圧縮設定に基づいて JPEG に圧縮されます。このステップまで、RAW 画像情報はおそらくデジタル カメラのメモリ バッファ内に存在していました。
上記の RAW 変換手順のいずれかを、デジタル カメラ内ではなくパーソナル コンピュータで後で実行することには、いくつかの利点があります。次のセクションでは、RAW ファイルを使用してこれらの RAW 変換手順を強化する方法について説明します。
デモザイク
デモザイクは非常にプロセッサを集中的に使用するステップであるため、最良のデモザイク アルゴリズムは、今日のデジタル カメラで実際に使用できる以上の処理能力を必要とします。そのため、ほとんどのデジタル カメラは、RAW ファイルを適切な時間内に TIFF または JPEG に変換するために、品質を犠牲にするショートカットを採用しています。 PC は一般的なデジタル カメラの何倍もの処理能力を備えているため、パーソナル コンピュータでデモザイキング ステップを実行すると、最適なアルゴリズムが得られます。アルゴリズムが改善されれば、解像度が向上し、ノイズが少なくなり、小規模な色精度が向上し、モアレが減少するため、カメラ センサーをもう少し活用できます。以下に示す解像度の利点に注意してください:
| JPEG (カメラ内) |  |
| RAW |  |
| 理想 |  |
ISO 12233 解像度テスト チャートを使用した、Canon EOS 20D での実際のカメラ テストからの画像。
RAW 解像度と JPEG 解像度の違いは、カメラのモデルと変換ソフトウェアによって異なる場合があります。
カメラ内の JPEG 画像は、RAW 画像のように狭い間隔の線を解像できません。それでも、デモザイキングのプロセスでは常に画像がいくらか柔らかくなるため、RAW ファイルでは表示されている理想的な線を実現することはできません。各ピクセル位置で 3 色すべてをキャプチャするセンサーのみが、下部に示されている理想的な画像を実現できます (Foveon タイプのセンサーなど)。
柔軟なホワイトバランス
ホワイト バランスは、非現実的な色かぶりを除去するプロセスです。これにより、実際には白く見えるオブジェクトが写真では白くレンダリングされます。多くの場合、JPEG 画像内の色かぶりは後処理で除去できますが、ビット深度と色域が犠牲になります。 .これは、ホワイト バランスが実質的に 2 回設定されているためです。1 回は RAW 変換で、もう 1 回は後処理です。 RAW ファイルを使用すると、不必要にビットを破壊することなく、写真の撮影後に写真のホワイト バランスを設定できます。
高ビット深度
デジタル カメラは、実際には、JPEG 画像に使用されるチャネルあたり 8 ビット (256 レベル) よりも高い精度で各カラー チャネルを記録します (「ビット深度について」を参照)。現在のほとんどのカメラは、カラー チャネルごとに 12 ビットの精度 (2 =4096 レベル) で各色をキャプチャし、カメラ内の JPEG を使用して達成できるよりも数倍多くのレベルを提供します。ビット深度が高いほどポスタリゼーションの影響を受けにくくなり、色空間の選択や後処理の柔軟性が高まります。
ダイナミックレンジと露出補正
RAW ファイル形式は通常、カメラが JPEG を作成する方法にもよりますが、JPEG ファイルよりもかなり広い「ダイナミック レンジ」を提供します。ダイナミック レンジとは、完全に白または黒になる前にカメラでキャプチャできる明から暗の範囲を指します。生の色データは曲線を使用して対数値に変換されていないため (上記の概要セクションを参照)、RAW ファイルの露出は、写真の撮影後にわずかに調整できます。露出補正は、測光エラーを修正したり、失われた影やハイライトの詳細を引き出すのに役立ちます。次の例は、夕日を直接撮影したもので、同じ RAW ファイルを -1 ストップ、0 (変化なし)、および +1 ストップの露出補正で示しています。それぞれの上にマウスを移動して、露出補正が画像にどのように影響するかを確認してください:
露出補正を適用:| -1.0 | なし | +1.0 |
注:+1 または -1 ストップは、露光に使用される光をそれぞれ 2 倍または半分にすることを意味します。
ストップは eV で表すこともできるため、+1 ストップは +1 eV に相当します。
3 つの画像全体で広範囲のシャドウとハイライトの詳細に注目してください。同様の結果は、ダイナミック レンジとトーンの滑らかさの両方において、JPEG ファイルを単純に明るくしたり暗くしたりするだけでは達成できませんでした。次に、段階的な減光フィルタを使用して、この広いダイナミック レンジをより有効に活用できます。
強化されたシャープネス
RAW ファイルはそのままなので、カメラ内でシャープ化は適用されていません。デモザイクと同じように、シャープ化アルゴリズムが優れているほど、多くの場合、プロセッサへの負荷がはるかに高くなります。したがって、パーソナル コンピューターでシャープ化を実行すると、同等の量のシャープ化に対して生成されるハロー アーティファクトが少なくなります (シャープ化アーティファクトの例については、「アンシャープ マスクを使用したシャープ化」を参照してください)。
シャープネスは画像の意図した表示距離に依存するため、RAW ファイル形式では、適用するシャープニングの種類と量をより詳細に制御できます (目的に応じて)。シャープ化は元に戻すことができないため、通常は最後の後処理ステップです。そのため、事前にシャープ化した JPEG を使用することは最適ではありません。
ロスレス圧縮
圧縮:| ロスレス | ロッシー |
RAW ファイル形式はロスレス圧縮を使用するため、「ロッシー」JPEG 圧縮で見られる圧縮アーティファクトの影響を受けません。 RAW ファイルには TIFF よりも多くの情報が含まれており、圧縮率が高くなりますが、JPEG の圧縮アーティファクトはありません。
注:Kodak と Nikon は、わずかに非可逆な RAW 圧縮アルゴリズムを採用していますが、同様の JPEG 画像で認識されるよりもアーティファクトははるかに少なくなっています。 RAW 圧縮の効率も、デジタル カメラのメーカーによって異なります。右の画像は 200% で示されています。 Adobe Photoshop の「Web 用に保存」モードで 60% の非可逆 JPEG 圧縮。
デメリット
- RAW ファイルは同様の JPEG ファイルよりもはるかに大きいため、同じメモリ カードに収まる写真の数は少なくなります。
- RAW ファイルは、各変換ステップを手動で適用する必要があるため、時間がかかります。
- RAW ファイルはサイズが大きいため、メモリ カードへの書き込みに時間がかかることがよくあります。そのため、ほとんどのデジタル カメラは JPEG と同じフレーム レートを達成できない場合があります。
- RAW ファイルを読み込むには特定のソフトウェアが必要なため、すぐに他の人に渡すことはできません。そのため、最初に JPEG に変換する必要がある場合があります。
- RAW ファイルには、より多くの一時メモリ (RAM) を備えたより強力なコンピューターが必要です。
その他の考慮事項
RAW ファイル形式の問題の 1 つは、あまり標準化されていないことです。各カメラには独自の RAW ファイル形式があるため、1 つのプログラムですべての形式を読み取ることができない場合があります。幸いなことに、Adobe は、RAW ファイル形式の標準化を目的としたデジタル ネガ (DNG) 仕様を発表しました。さらに、RAW ファイルを保存できるカメラには、RAW ファイルを読み取る専用のソフトウェアが付属している必要があります。
優れた RAW 変換ソフトウェアは、バッチ処理を実行でき、多くの場合、変更することを選択したものを除くすべての変換手順を自動化します。これにより、JPEG ファイルの使いやすさの利点が軽減されたり、なくなったりする可能性があります。
最近のカメラの多くは、RAW 画像と JPEG 画像の両方を同時に保存できます。これにより、すぐに最終的な画像が得られますが、後でさらに柔軟性が必要になった場合に備えて、RAW の「ネガ」を保持します。
まとめ
では、RAW と JPEG のどちらが優れているのでしょうか。これはあなたがしている写真の種類に依存するため、単一の答えはありません.ほとんどの場合、技術的な利点と大容量メモリ カードのコスト削減により、RAW ファイルが最適なソリューションとなります。 RAW ファイルを使用すると、写真家ははるかに細かく制御できますが、これには速度、ストレージ容量、および使いやすさのトレードオフが伴います。 RAW のトレードオフは、スポーツやプレスの写真家にとっては価値がない場合がありますが、風景写真やほとんどの美術写真家は、デジタル カメラの画質の可能性を最大限に引き出すために RAW を選択することがよくあります。
