A RAW bitmélység a dinamikát érinti, nem a rögzíthető színek számát

Ezzel a címmel jelent meg egy fontos írás a DPReview-n, amit a könnyebb(?) értés kedvéért lefordítottam nektek:

“A RAW fotók bitmélységéről gyakorta úgy beszélnek, hogy az javítja a képminőséget, és hát a több az jobb. Ám valójában nem mindig ez a helyzet. Sőt, ha a fényképeződnek nincs szüksége nagyobb bitmélységre, akkor semmi mást nem érsz el az extra bitekkel minthogy több merevlemez-helyet használsz, és képzajt rögzítesz.

Úgy hangzik, mintha a bitmélység arról szólna, hogy mennyire finoman tudunk színeket rögzíteni. Végülis egy 12-bites RAW fájl minden pixelen 4096 szintű finomsággal tud világossági információt rögzíteni, miközben egy 14-bites RAW fájl esetében a rögzíthető tónusinformáció 16384 szintű. Ám ahogy ki fog derülni, végül nem ez számít, ehelyett a bitmélység azt határozza meg, hogy a fényképezőgéped által rögzített tónusterjedelem (dinamika tartomány) milyen arányban őrizhető meg?

Mindez egyetlen dologból ered: az emberi szem világosságérzékelésétől eltérően a RAW fájlok lineárisak, nem pedig logaritmikusak. Hadd magyarázzam el, miért számít ez.

A RAW állományod fele a rögzített fény mindössze a legvilágosabb 1 FÉ-ért felel.

Az ember látószervei (ami magába foglalja az agyat, mely a szem által küldött jeleket dolgozza fel), a fényt nem-lineáris módon értelmezik: ha kétszer annyi a fényünk (értsd egy lámpa mellé felkapcsolunk egy ugyanolyat), akkor a szem nem úgy fogja érzékelni, hogy kétszer annyira világos lett tőle. Ellenben sokkal jobbak vagyunk abban, hogy a középtónusok finom különbségeit érzékeljük, mint a világos dolgok közti fénykülönbségeket. Részben emiatt tudunk nagy dinamikatartományú jeleneteket “átlátni” a szemünkkel.

Ilyen tekintetben a digitális szenzorok másként működnek: kétszer annyi fény készter annyi elektront szabadít fel a szenzoron, ami kétszer annyi analóg-digitális konverziót fog eredményezni a képkészítés folyamatában.

Screen Shot 2017-09-03 at 21.11.42

Így működik a RAW állomány: vegyük észre, hogy a legvilágosabb 1 FÉ a rendelkezésre álló RAW értékhelyek felét lefoglalja. Forrás: dpreview.com

Miért fontos ez? Mert ez azt jelenti, hogy a RAW állományod adattartalmának fele (a 2048 és 4096 közti értékhelyek egy 12-bites RAW fájl esetében) a rögzített fénynek mindössze a legvilágosabb 1 FÉ-nyi tartományáért felel. Ami – a legtipikusabb tónusgörbéket alapul véve – annyit tesz, hogy a közel megkülönböztethetetlen világos tónusok kapják a legtöbb helyet a RAW-ban. A következő 1FÉ-nyi tónus foglalja a következő 1024 értékhelyet, a harmadik a következő 512 értékhelyet, melyek aztán mindig a hátralévő értékhelyet felét foglalják el.

Egy tipikus SOOC (kamerából jövő módosítatlan) JPEG képben az első kb 3.5FÉ a középszürke felett van, ebből az első 3 FÉ-nyi csúcsfény a rendelkezésre álló RAW értékhelyek 7/8-át foglalják el. A maradék RAW értékhelyek felelősek azért, hogy rögzítsék az éppcsak középszürke felett lévő tónusokat, illetve minden mást lefelé a fekete felé.

Ezen logika mentén továbbhaladva látni fogjuk, hogy a 12 és a 14 bit közötti különbségnek semmi köze a finom átmenetekhez (végső soron még a példánk esetében is, a középtónusok körüli világosság 256 lépésben kerül lekódolásra: épp annyi lépésben, mint egy olyan fotó teljes dinamika tartománya amit JPEG-ben mentünk, vagy amit a legtöbb 8bites monitoron nézünk meg). Mindinkább ahhoz van köze, hogy marad-e elég RAW értékhelyünk ahhoz, hogy az árnyékos részekben rögzítsünk részleteket.

Miután mindenegyes extra bit-nyi adat megduplázza a rendelkezésre álló RAW értékhelyek számát, ám ezek felét a legfényesebb 1 FÉ foglalja el, láthatjuk, hogy minden további értékhely megnöveli a RAW fájl kapacitását 1 FÉ-kel….Ami aztán azt eredményezi – feltételezvén, hogy a kamera expozíció kalibrációja nem teljes őrült -, hogy ez a plusz egy fényérték az árnyékokban jelentkezik.

Screen Shot 2017-09-03 at 21.25.37

Forrás: dpreview.com

Másszóval a 12 bit elegendő helyet biztosít, hogy kb 12 FÉ-nyi dinamikatartományt tudjunk lekódolni, miközben a 14 bit extra helyet biztosít, hogy kb 14 FÉ-et rögzítsünk. Más oldalról megközelítve viszont: ha a kamera zajtól túlterheltté válik, mielőtt 12 fényértéknyi dinamikatartományig jutnánk, akkor nem fogunk profitálni nagyobb bitmélységből, hiszen ilyenkor semmi mást nem teszünk, minthogy több az árnyékokban lévő zajt rögzítük nagyobb részletességgel.

Bitmélység videó esetén

Hasonló a helyzet videó esetén. Mivel a videó rögzítése nagyon adatigényes, így jellemzően nem pratikus minden adatot megpróbálni elmenteni, ami általában azt jleenti, hogy 8 vagy 10bitbe sürítünk mindent.

A Log gamma egy módszer arra, hogy lineáris adatot nyerjünk a szenzorból, amit átformázunk úgy, hogy minden egyes fényértéknyi fény azonos számú értékhelyet kapjon egy kisebb méretű fájlban. Ez ésszerűbb fájlméretet ad és nagyobb szabadságot enged a feldolgozáskor.

Továbbá, ha van egy – tegyük fel – Sony A7S-ed (egyike azon kevés kameráknak, ahol azt tapasztaltuk, hogy akkora méretű és tisztaságú pixelei vannak, hogy nincs elég bitmélysége ahhoz, hogy rögzíteni tudja a teljes dinamikatartományát alap ISO esetén), nem szabad elfelejtened, hogy a kamera teljes dinamikatartománya csak alap ISO-n áll rendelkezésedre. Amint elkezded növelni az ISO-t, felerősíted a legvilágosabb egy fényértéknyi képadatot a kiégésen túlra, így hamar eljutsz arra a szintre, hogy 1 FÉ-nyi dinamikatartományt veszítesz 1 FÉ-nyi ISO emeléssel.

Ha a kamerád eleve nem tud 12 bitnél több dinamikatartományt rögzíteni, valószínűleg nem kell 14-bites RAW-ért sírnod.

Szóval, ha még olyan kamerád is van, aminek a dinamikatartománya felülmúlja a bitmélységét, azok a fényértékek akkor kerülnek csak elő, ha emeled az ISO-t. Ha nem, akkor csak visszamész a sötétzajt kódolni elképesztő pontossággal.

Következésképpen, ha a kamerád nem rögzít 12 FÉ-nél nagyobb dinamikatartományt, akkor vélhetően nem kell 14-bites RAW-ért kiáltanod, ugyanis az nem fogja megnövelni a képeid a finom gradációját (különösen nem, ha csak 8-biten nézed azokat). Csupán csak arra lesz jó ilyen esetben minden extra bit, hogy megnövelje a tárhelyed kihasználtságát kb 16%-kal, és mindezen extra tárhely csakis képzajt archivál neked.”

És, hogy miért közöltem le ezt a cikket? Mert már indul a hiszti, hogy a Nikon D850 mRAW állománya “csak” 12-bites.

Forrás: Raw bit depth is about dynamic range, not the number of colors you get to capture

Szerző: Korecz Márk

Főként reklámfotózásban és esküvői fotózásban foglalkoztatott alkalmazott fotográfus, a FotóSarok Blog alapító szerzője, a FotóSarok Oktatóközpont "kreatív kisvakus világítás" oktatója.

Oszd meg ezt a posztot