- Biển số
- OF-3024
- Ngày cấp bằng
- 8/1/07
- Số km
- 1,223
- Động cơ
- 571,675 Mã lực
Why Raw -- Part I
Article and Photography by Ron Bigelow
www.ronbigelow.com
Ưu điểm và nhược điểm của định dạng ảnh raw đã tạo rất nhiều sự quan tâm. Mọi người có thể đã nghe thấy rằng chụp raw cho chất lượng ảnh cao hơn ảnh JPEG. Một số người khác lại nghe tin đồn rằng chụp ảnh raw phải sử dụng đến những chu trình xử lý ảnh rất phức tạp. Vâng, bên cạnh đó, định dạng raw có thể là một thứ gì đó thật mù mờ đối với nhiều người khác. Dù sao chăng nữa, với những người hiểu biết, định dạng raw chẳng có gì là bí mật cả.
Raw có những ưu thế rõ ràng, cũng như một số nhược điểm, khi so sánh với các định dạng ảnh khác, vì những lý do cụ thể có liên quan đến các trang thiết bị chụo ảnh và quá trình xử lý. Hiểu những ưu và nhước điểm này, nguyên nhân của chúng, người chụp có thể có những quyết định sáng suốt về việc có sử dụng định dạng raw hay không. Bài này sẽ đề cập đến 2 vấn đề lớn:
* Raw là gì?
* Ưu điểm và nhược điểm của định dạng raw?
Vì ảnh raw thường được chuyển đổi (converted) về dạng TIFF để tiếp tục xử lý, định dạng TIFF là một phần của quá trình xử lý ảnh raw. Do vậy, người đọc cần lưu ý rằng khi định dạng TIFF được đề cập đến trong bài này, thực chất ta đang nói đến quy trình xử lý ảnh raw.
Cụ thể, bài này sẽ đề cập đến ưu & nhược điểm của ảnh (chụp) raw so với ảnh (chụp) JPEG. Bởi lẽ JPEG là khả năng lựa chọn lớn nhất ngoài raw
Raw là gì
Để hiểu Raw là gì, chúng ta cần hiểu một chút về quá trình diễn ra bên trong máy ảnh số và những bước mà máy ảnh số phải đi qua để tạo được một bức ảnh.
Hình 1: Sơ đồ pixel (Pixel Diagram)
Bên trong mỗi máy ảnh số là một con chíp nhỏ được gọi là cảm biến ảnh (sensor). Cho dù có kích thước rất nhỏ, sensor là bộ phận phức tạp nhất và đắt tiền nhất trong một máy ảnh số. Sensor là thiết bị thu nhận và xử lý ánh sáng để tạo nên một bức ảnh. Nó thay thế cho phim được sử dụng trong các máy ảnh dùng phim cổ điển. Mỗi sensor bao gồm một bảng hình chữ nhật các pixel nhỏ - các diot quang điện. Mỗi pixel được tạo bởi các vật liệu bán dẫn nhạy cảm với ánh sáng. Hình 1 cho ta thấy một sơ đồ đã được đơn giản hóa khá nhiều của một pixel. Ánh sáng, dưới dạng các hạt ánh sáng (photon - các gói rất nhỏ của ánh sáng hay lượng tử ánh sáng) tác động lên một pixel. Ánh sáng trên một diện tích rộng hơn diện tích của 1 pixel một chút được hội tụ (vào phần nhạy sáng của diot quang điện) bởi các vi thấu kính (microlens). Ánh sáng sau đó đi qua hệ thống lọc màu (color filter array) hay còn gọi là hệ thống lọc Bayer (Bayer filter) - chúng ta sẽ bàn về Bayer filter sau một chút. Cuối cùng, ánh sáng tác động lên pixel. Ở đây, ánh sáng tác dụng với chất bán dẫn của mỗi pixel, tạo nên một điện tích (trên pixel đó) Như vậy, pixel của chúng ta đã có một điện tích. Đương nhiên, điều tương tự cũng diễn ra với tất cả các pixel có trên sensor. Ví dụ, trong trường hợp chúng ta có một máy ảnh 6 Mega Pixel, ta có khoảng 6 triệu pixel, và mỗi pixel sẽ có một điện tích của mình, đợi chờ để được xử lý thành một bức ảnh đẹp đẽ đầy màu sắc. Sau khi các pixel đã nhận được điện tích của mình, quá trình xử lý các điện tích này để biến thành các thông tin có ý nghĩa nhằm tạo nên bức ảnh bắt đầu. Hình 2 cho thấy một sơ đồ được đơn giản hóa về quá trình xử lý ảnh raw và các bước xử lý tiếp theo. Hình 3 cho thấy một lược đồ xử lý ảnh JPEG.
Hình 2: Xử lý ảnh raw và các quá trình xử lý tiếp theo.
Dành cho những người cần thêm thông tin kỹ thuật (có thể dịch không chính xác do em bỏ vật lý quá lâu rồi) Trong bước 2, điều thực sự diễn ra là photons chuyển năng lượng của mình cho các điện tử ở quỹ đạo bên ngoài của phân tử bán dẫn. Việc này cung cấp năng lượng cho các điện tử chuyển sang trạng thái bị kích thích (khiến cho chất bán dẫn ở trạng thái dẫn điện) và tạo nên một cặp khuyết điện tử (electron hole pair). Một điện thế tác dụng lên diot quang điện (pixel) sẽ taoọ ra một dòng điện đưa các điện tử về vị trí có thể đo được điện tích của chúng
Tiếp tục với các bước ở hình 2 để tạo nên một file ảnh raw
1. Các hạt ánh sáng tới được sensor.
2. Các hạt ánh sáng tác động lên diot quang điện, tạo nên các điện tích trên pixel
3. Các điện tích được tích tụ lại và lưu trữ. Các điện tích này tạo nên điện thế
4. Các điện thế được khuếch đại (nhân biên độ).
5. Đây là điều bất ngờ đầu tiên. Cho đến tận bước này, máy ảnh số không xử lý tín hiệu số nào cả - nó đang thu thập & đo đạc các thông tin tương tự (analog). Ở bước 5 & bước 5, bộ chuyển đổi tương tự - số ADC (analog to digital converter) sẽ biến đổi thông tin tương tự - thông tin về điện thế - thành các thông tin số. Ở bước 5, ADC tiến hành bước đầu tiên của việc chuyển đổi bằng cách chuyển thông tin điện thế thành các số rời rạc (để hiểu rõ hơn về các tín hiệu tương tự, rời rạc, số nhị phân bạn xem ở đây - lưu ý thông tin bằng tiếng Anh)
6. Bộ chuyển đổi ADC tiếp tục tiến hành bước thứ hai của việc chuyển đổi bằng cách chuyển các dữ liệu rời rạc thành các dữ liệu số. Khi kết thúc bước 6, file raw được tạo ra. Các bước xử lý tiếp theo được tiến hành trên file raw trong bổ chuyển đổi ảnh raw..
7. Đây là điều ngạc nhiên thứ hai. Chiếc máy ảnh kỹ thuật số đắt tiền mà bạn mua nhằm tạo ra những bức ảnh màu sắc đẹp đẽ và rực rỡ - thật ra lại bị mù màu. Nó không thể nhìn thấy hoặc đo đếm được màu sắc. Tất cả những gì mà các pixel có thể làm được là đo cường độ ánh sáng. Nói cách khác, các pixel chỉ cảm nhận được các mức độ xám mà thôi. Vậy làm sao để tạo ra màu? Bằng cách sử dụng các bộ lọc và phần mềm. Nếu bạn nhìn lại hình 1, bạn sẽ nhận thấy hệ thống lọc màu nằm bên trên mỗi pixel. Những bộ lọc này lọc ánh sáng, sao cho mỗi pixel chỉ nhìn thấy một trong ba màu - một số pixel nhìn thấy màu đỏ, một số nhìn thấy màu xanh lá cây, và số còn lại nhìn thấy màu xanh da trời. Tại bước 7, phần mềm sẽ xem xét mỗi pixel, và xác định cường độ ánh sáng của màu tại pixel đó. Phần mềm cũng xem xét cường độ ánh sáng của các pixel lân cận với pixel đang được tính toán (chúng có giá trị cường độ màu của riêng mình), và sử dụng thông tin này để tính toán màu cho mỗi pixel và gán giá trị màu cho pixel đó. Quá trình này được gọi là nội suy Bayer (Bayer interpolation) .
8. Những điều chỉnh về cân bằng trắng được tiến hành. Bước này điều chỉnh lại màu của ánh sáng chiếu sáng các vật thể được chụp.
9. Tại bước này, (thông tin của) tấm ảnh rất tối. Một đường cong tone (tonal curve) được sử dụng để tăng độ sáng của ảnh và giúp tấm ảnh trông tự nhiên hơn.
Quay trở lại với câu hỏi "Raw là gì" đã có lời giải đáp. Việc phân tích hình 2 cho chúng ta câu trả lời. Quá trình tạo ảnh raw kết thúc tại bước 6. Tại điểm này, các dữ liệu từ sensor được chuyển đổi thành thông tin số - thế thôi. Một điểm quan trọng là dữ liệu vẫn còn ở dạng rất trong sạch - chưa qua xử lý. Chính xác hơn, chỉ có một xử lý nhỏ nhặt để chuyển thông tin của pixel (từ dạng tương tự) sang dạng số. Không có sự xử lý nào - không gán thông tin màu qua nội suy Bayer, không có xử lý cân bằng trắng, không xử lý bằng tonal curve. Hình 2 cũng xóa đi một chuyện huyễn hoặc về raw. Một số người cho rằng dữ liệu raw là dữ liệu trực tiếp từ các pixel, không qua xử lý. Điều đó thực sự không chính xác. Dữ liệu từ pixel là dữ liệu tương tự - điện thế - chưa được khuếch đại. Bộ chuyển đổi raw (raw converter) không thể đọc được dữ liệu này. Thông tin từ các pixel cần được khuếch đại và chuyển đội sang dạng số trước khi sẵn sàng để biến thành file raw ở đầu ra.
Figure 3: JPEG Process
Chúng ta có thể tiếp tục xem xét các bước ở hình 3, nhằm tạo ra một file JPEG (các bước màu đỏ là các bước giống như ở phần xử lý raw).
1. Các hạt ánh sáng tới được sensor.
2. Các hạt ánh sáng tác động lên diot quang điện, tạo nên các điện tích trên pixel
3. Các điện tích được tích tụ lại và lưu trữ. Các điện tích này tạo nên điện thế
4. Các điện thế được khuếch đại (nhân biên độ).
5. Bộ chuyển đổi ADC chuyển các thông tin điện thế thành các số rời rạc (xem thông tin chi tiết hơn ở phần 5, xử lý raw bên trên).
6. Bộ chuyển đổi ADC chuyển các số rời rạc thành dữ liệu số (xem thông tin chi tiết hơn ở phần 6, xử lý raw bên trên).
7. Nội suy Bayer được sử dụng để tính các màu cho mỗi pixel và gán giá trị màu cho pixel đó (xem thông tin chi tiết hơn ở phần 7, xử lý raw bên trên)
8. Những điều chỉnh về cân bằng trắng được tiến hành. Bước này điều chỉnh lại màu của ánh sáng chiếu sáng các vật thể được chụp
9. Tonal curve được sử dụng để làm ảnh sáng lên và trông tự nhiên hơn
10. Ảnh được tăng độ nét (sharpened)..
11. Ảnh được nén lại (một số dữ liệu bị loại bỏ nhằm làm cho kích thước file nhỏ hơn).
Có thể thấy rằng các bước từ 1 đến 6 là giống hệt với xử lý ảnh raw. Dù bước 7 đến 9 cũng tương tự nhau, thực chất chúng được tiến hành ngay trong máy ảnh đối với việc chụp ảnh JPEG, và tiến hành ở phần mềm chuyển đổi RAW đối với file raw. Bước 10 cũng được tiến hành ngay trong máy ảnh với JPEG (file raw có thể được tăng độ nét - sharpen - trong phần mềm chuyển đổi raw hoặc trong một phần mềm xử lý ảnh). Bước 11 hoàn toàn chỉ có đối với ảnh JPEG. Một sự phân tích cả hai quá trình xử lý dẫn ta đến kết luận quy trình xử lý ảnh raw tạo ra một file ảnh đơn giản, gần như chưa được xử lý & đòi hỏi được xử lý thêm để tạo ra một ảnh, trong khi quá trình chụp JPEG tạo ra một file được xử lý nhiều hơn rất nhiều
Ưu điểm số 1: Mềm dẻo
Một trong những ưu điểm lớn nhất của raw là sự mềm dẻo. Khi bạn chụp ảnh JPEG, các thông số như cân bằng trắng, đường cong tone (tonal curve), độ sắc nét, mức độ nén, cũng như những lựa chọn khác, được xử lý và đưa thẳng vào file. Những bước như tăng độ nét (sharpenning) hay nén (compression) là một chiều, không thể quay ngược lại (bạn có thể làm nhòa - blur - một ảnh JPEG để giảm độ nét, nhưng không phải là làm ngược lại quá trình tăng độ sắc nét ban đầu, và thực chất là làm giảm chất lượng ảnh). Màu và các vấn đề về tông màu tạo bởi cân bằng trắng không chính xác có thể điều chỉnh được một chút đối với JPEG, nhưng đi kèm là chất lượng ảnh giảm. Các vấn đề này xuất hiện do máy ảnh đã đặt cứng các thông số này ngay tai thời điểm chụp tấm ảnh. Thay đổi các thông số này sau khi chụp có thể rất khó (ví dụ mất chi tiết trong vùng tối do sử dụng một đường cong tone quá tương phản) hoặc bất khả thi (ví dụ đảo ngược quá trình nén file) Ngược lại, khi chụp ảnh raw, cân bằng trắng và đường cong tone (tonal curve) được xử lý trong bộ chuyển đổi raw (raw converter) trong khi tăng độ nét - sharpen - có thể được thực hiện trong phần mềm chuyển đổi raw hoặc trong một phần mềm xử lý ảnh. Người chụp thiết lập các thông số này tại thời điểm chuyển đổi. Nếu người chụp quyết định sử dụng một số lựa chọn khác, anh ta có thể đổi các thiết lập này và chuyển đổi lại một lần nữa (ví dụ nếu bức ảnh bị mất chi tiết trong vùng tối do sử dụng một đường cong tone quá tương phản, anh ta có thể chuyển đổi lại với một đường cong ít tương phản hơn). TRên thực tế, người chụp có thể chuyển đổi bao nhiêu lần cũng được, với nhiều thiết đặt khác nhau. Và không có bất cứ sự suy giảm chất lượng nào của ảnh bởi ảnh raw ban đầu không hề thay đổi. Mỗi lần tiến hành chuyển đổi, một file mới được tạo thành với các thiết đặt được lưu trữ trong file mới. Do vậy, cân bằng trắng, tone màu, và các vấn đề về độ nét có thể dễ dàng được xử lý với file raw
Ưu điểm số 2: Số bits (Lượng thông tin)
Người ta thường nói rằng raw cho chất lượng ảnh cao hơn JPEG. Điều đó đúng. Có một số lý do cho việc này. Trong đó, lý do chính yếu nhất làm cho ảnh raw có chất lượng cao hơn JPEG là do số lượng bit. Nếu bạn chưa quen với các số nhị phân, bạn nên đọc về "Số nhị phân" trước khi tiếp tục JPEG file sử dụng 8 bit. Có nghĩa là mỗi điểm ảnh (pixel) có thể có 2^8=256 mức độ của cường độ ánh sáng. Nói cách khác, mỗi pixel có thể thể hiện 256 mức màu khác nhau. Thông thường, 0 có nghĩa là đen tuyền và 255 có nghĩa là trắng hoàn toàn. Khi bạn đi từ 0 đến 255, mức màu sẽ thay đổi từ đen tuyền đến trắng hoàn toàn. Bên trên, chúng ta đã nói mỗi pixel sẽ đo cường độ của một trong 3 màu cơ bản: đỏ, xanh lá cây và xanh nước biển. Do vậy, có 256 mức màu đỏ, 256 mức màu xanh lá & 256 mức màu xanh nước biển. Khi phép nội suy Bayer được áp dụng để gán màu cho mỗi điểm ảnh, nó sẽ sử dụng thông tin về màu ở pixel đó và các pixel lân cận. Vì phép nội suy sử dụng thông tin từ cả 3 màu, ta sẽ có 256^3=16,777,216 màu với file JPEG 8 bit. Con số thật là ấn tượng - nhưng chỉ trước khi bạn so sánh nó với ảnh raw. Phần lớn các file raw là 12 bit (để đơn giản hóa vấn đề, trong suốt toàn bộ bài này chúng ta sẽ coi là file raw là 12 bit). Điều đó có nghĩa là mỗi pixel có thể có 2^12=4096 mức cường độ ánh sáng. Do đó, khi áp dụng phép nội suy Bayer, ta có thể có 4096^3 = 68,719,476,740 màu. Nhiều hơn trường hợp JPEG 4096 lần Mắt người chỉ cảm nhận được khoảng 16,000,000 màu - tương đương với những gì mà JPEG có thể thể hiện. Nói cách khác, mắt người không phân biệt được sự khác biệt giữa rất nhiều màu bổ sung mà raw có được. Do đó, nếu chúng ta không thấy được những màu bổ sung ấy, thì điều đó có làm tăng chất lượng ảnh lên không?Hóa ra là chiếc cảm biến ảnh (sensor) trong chiếc camera mà bạn đã bỏ rất nhiều tiền ra mua, đã chơi xỏ bạn một chút. Trò tiểu xảo nho nhỏ đó là do phần lớn các máy ảnh số là thiết bị tuyến tính. Nghĩa là khi lượng ánh sáng rơi xuống sensor tăng lên gấp đôi, thì giá trị ở đầu ra của sensor cũng tăng lên gấp đôi. ĐIều này nghe thật bình thường. Thực chất, nó tạo ra một số vấn đề tương đối nghiêm trọng, đặc biệt trong trường hợp JPEG. Vấn đề bắt đầu xuất hiện khi ta xem xét số lượng bit trong sự tương quan với khoảng đáp ứng (dynamic range) của sensor.Khoảng đáp ứng là độ rộng của toàn bộ các giá trị độ sáng (tonal values) mà một thiết bị (trong trường hợp này là sensor) có khả năng ghi nhận chi tiết. Nói cách khác, đó là khoảng cách về độ sáng giữa điểm tối nhất (đen tuyền) đến điểm sáng nhất (trắng hoàn toàn) mà thiết bị có thể ghi nhận được chi tiết. Khoảng đáp ứng được đo bằng "khẩu" (stop). Khi ta nói ánh sáng tăng một khẩu, có nghĩa là lượng ánh sáng tăng gấp đôi và ngược lại. Thêm nữa, một nhiếp ảnh gia có thể nói anh ta tăng mức độ phơi sáng lên gấp đôi bằng cách mở ống kính thêm một khẩu.. Hiện tại, sensor ở các máy ảnh loại tốt có khoảng đáp ứng từ 5 đến 6 khẩu (???? Theo em nhớ thì nhiều hơn, khoảng 9 hay 10 gì đó).Để đơn giản, ta sẽ giả sử máy ảnh của bạn có khoảng đáp ứng là 5 khẩu. Tất cả các sắc độ mà một sensor có thể tái tạo trong một file phải nằm trong khoảng đáp ứng 5 khẩu này. Vấn đề là các sắc độ ấy không phân bố đều trên toàn bộ khoảng đáp ứng của máy ảnh.
Ta sẽ thử làm một phân tích nho nhỏ đối với một pixel sẽ đóng góp thông tin của nó vào 1 file JPEG. Đối với phân tích này, cần lưu ý rằng tất cả các số liệu được tính toán là liên quan đến các quá trình trước bước 9 của hình 3. Nói cách khác, các số liệu này thể hiện trạng thái của thông tin ảnh trước khi bất kỳ một đường cong tone (tonal curve) nào - ví dụ hiệu chỉnh gama, hoặc hàm chuyển đổi - được áp dụng. Chúng không thể hiện file kết quả cuối cùng. Phần đầu của phần II của bài viết này sẽ mô tả chi tiết cách tonal curve ảnh hưởng đến những số liệu này và những số liệu cuối cùng sẽ như thế nào. Giả sử một pixel được phơi sáng đến lúc nó không thể tiếp nhận thêm ánh sáng (ví dụ nằm trong một vùng rất sáng của bức ảnh được chụp). Trong trường hợp chiếc máy ảnh có khoảng đáp ứng 5 khẩu của chúng ta, pixel này sẽ nhận được 5 khẩu ánh sáng. Sau đó, pixel này đã "no" và không thể tiếp nhận thêm ánh sáng - nó đã chứa đầy toàn bộ dung lượng của nó. Pixel A trong hình 4 cho thấy một pixel chứa đầy dung lượng. Phần lớn các máy ảnh số loại tốt có bộ chuyển đổi tương tự - số ADC 12 bits, do vậy pixel có thể thể hiện 4096 sắc độ như đã trình bày bên trên. Tuy nhiên, khi chuyển dữ liệu ảnh sang dạng JPEG, ảnh sẽ bị chuyển đổi từ 12 bits sang 8 bits. Do đó, dữ liệu của pixel này sẽ chỉ có khả năng thể hiện 256 sắc độ trong file JPEG thôi..
Figure 4: Shades vs. Stops of Light for JPEG
Khi chúng ta tiếp tục phân tích những pixel tiếp theo trong hình 4, chìa khóa để thực sự hiểu điều gì đang diễn ra là luôn nhớ mỗi khi độ phơi sáng giảm 1 khẩu, lượng ánh sáng giảm đi một nửa. Do sensor là một thiết bị tuyến tính, khi ánh sáng giảm đi một nửa, sensỏ chỉ có thể ghi nhận một nửa số lượng các sắc độ; Hãy giả sử pixel B trong hình 4 nhận được ánh sáng từ một phần của chủ thể hơi tối hơn. Trong ví dụ của chúng ta, pixel này có thể nhận được 4 khẩu ánh sáng (một nửa lượng ánh sáng mà pixel A nhận được). Do sensor tuyến tính, và pixel B chỉ có một nửa lượng ánh sáng, nó chỉ có thể ghi nhận một nửa số lượng các sắc độ. Do vậy, dữ liệu từ pixel B chỉ cho phép thể hiện 128 sắc độ. Do pixel A có độ phơi sáng 5 khẩu thể hiện được 256 sắc độ, và pixel B có độ sáng 4 khẩu chỉ thể hiện được 128 sắc độ, khẩu thứ 5 (chênh lệch giữa lượng ánh sáng của A & B) phải chịu trách nhiệm thể hiện 128 sắc độ. Nói cách khác, khẩu sáng nhất của khoảng đáp ứng (khẩu thứ 5) sử dụng một nữa của số sắc độ có thể có được
Quá trình này tiếp tục với pixel C. Lượng ánh sáng giảm đi một khẩu, do vậy pixel này chỉ nhận được 3 khẩu ánh sáng. Do pixel C nhận được một nửa lượng ánh sáng so với pixel B, nó chỉ có thể thể hiện một nửa số sắc độ có thể. Tương ứng, pixel C chỉ có thể thể hiện 64 sắc độ. Do pixel B với 4 khẩu thể hiện 128 sắc độ, và pixel C với 3 khẩu thể hiện 64 sắc độ, khẩu thứ tư của khoảng đáp ứng chịu trách nhiệm thể hiện 64 sắc độ, như được thể hiện trong hình 4. Nói cách khác, khẩu sáng thứ nhì trong khoảng đáp ứng (khẩu thứ 4) sử dụng 1/4 số lượng các sắc độ có thể; Tại điểm này, chúng ta có thể thấy 2 khẩu sáng nhất trong khoảng đáp ứng 5 khẩu của máy ảnh số này chiếm 75% lượng sắc độ mà máy ảnh có thể thể hiện. Pixel D và E trong hình 4 thể hiện rằng, khi chúng ta tiếp tục đi xuống bên dưới của khoảng đáp ứng, máy ảnh số sẽ chỉ thể hiện được một số lượng sắc độ ngày càng nhỏ. Khẩu cuối cùng chỉ thể hiện được 16 sắc độ.; Quá trình tương tự cũng diễn ra với mỗi pixel đóng góp thông tin cho file ảnh raw. Điểm khác biệt là ảnh raw giữ nguyên dữ liệu ỏ dạng 12 bit (khác với việc đổi thành 8 bit trong JPEG). Do đó, một pixel đã nhận được lượng ánh sáng nhiều nhất (pixel no) và được xử lý để chuyển thành file raw có thể thể hiện 4096 mức sắc độ. Bảng 1 tổng kết phân bổ các sắc độ trên toàn bộ khoảng đáp ứng đối với JPEG và raw .
Table 1
Như chúng ta có thể thấy trên bảng, các sắc độ không phân bố đều trong phạm vi 5 khẩu của khoảng đáp ứng. Phần lớn sắc độ nằm trong vùng sáng, và một số ít hơn nằm trong vùng tối. Điều này không hay ho chút nào với những người chụp JPEG. Những pixel chỉ nhận lượng ánh sáng 1 khẩu chỉ có thể biểu diễn được 16 sắc độ trong vùng tối của ảnh JPEG. Trong khi đó, ảnh raw có tới 256 sắc độ cho vùng tối. Điều đó có nghĩa là file JPEG có ít sắc độ hơn file raw để thể hiện các chi tiết trong vùng tối. Vấn đề này trở nên nghiêm trọng hơn do hệ thống thị giác của chúng ta. Trong khi sensor của máy ảnh là một thiết bị tuyến tính, thì mắt người lại không như vậy. Mắt người tỏ ra nhạy cảm hơn với một số lượng ánh sáng nhất định. Cụ thể, mắt người nhạy cảm hơn với phần tối so với phần sáng. Điều đó có nghĩa là khi tăng lượng ánh sáng ở phần tối ta ghi nhận được các chi tiết tạo nên ấn tượng mạnh hơn với hệ thống thị giác, so với khi tăng lượng ánh sáng ở vùng sáng với cùng một tỷ lệ. Chúng ta đối mặt với tình huống khi chỉ có ít thông tin nhất trong khu vực nhạy cảm nhất của hệ thống thị giác, và vấn đề này trầm trọng nhất đối với ảnh JPEG
Article and Photography by Ron Bigelow
www.ronbigelow.com
Ưu điểm và nhược điểm của định dạng ảnh raw đã tạo rất nhiều sự quan tâm. Mọi người có thể đã nghe thấy rằng chụp raw cho chất lượng ảnh cao hơn ảnh JPEG. Một số người khác lại nghe tin đồn rằng chụp ảnh raw phải sử dụng đến những chu trình xử lý ảnh rất phức tạp. Vâng, bên cạnh đó, định dạng raw có thể là một thứ gì đó thật mù mờ đối với nhiều người khác. Dù sao chăng nữa, với những người hiểu biết, định dạng raw chẳng có gì là bí mật cả.
Raw có những ưu thế rõ ràng, cũng như một số nhược điểm, khi so sánh với các định dạng ảnh khác, vì những lý do cụ thể có liên quan đến các trang thiết bị chụo ảnh và quá trình xử lý. Hiểu những ưu và nhước điểm này, nguyên nhân của chúng, người chụp có thể có những quyết định sáng suốt về việc có sử dụng định dạng raw hay không. Bài này sẽ đề cập đến 2 vấn đề lớn:
* Raw là gì?
* Ưu điểm và nhược điểm của định dạng raw?
Vì ảnh raw thường được chuyển đổi (converted) về dạng TIFF để tiếp tục xử lý, định dạng TIFF là một phần của quá trình xử lý ảnh raw. Do vậy, người đọc cần lưu ý rằng khi định dạng TIFF được đề cập đến trong bài này, thực chất ta đang nói đến quy trình xử lý ảnh raw.
Cụ thể, bài này sẽ đề cập đến ưu & nhược điểm của ảnh (chụp) raw so với ảnh (chụp) JPEG. Bởi lẽ JPEG là khả năng lựa chọn lớn nhất ngoài raw
Raw là gì
Để hiểu Raw là gì, chúng ta cần hiểu một chút về quá trình diễn ra bên trong máy ảnh số và những bước mà máy ảnh số phải đi qua để tạo được một bức ảnh.
Hình 1: Sơ đồ pixel (Pixel Diagram)
Bên trong mỗi máy ảnh số là một con chíp nhỏ được gọi là cảm biến ảnh (sensor). Cho dù có kích thước rất nhỏ, sensor là bộ phận phức tạp nhất và đắt tiền nhất trong một máy ảnh số. Sensor là thiết bị thu nhận và xử lý ánh sáng để tạo nên một bức ảnh. Nó thay thế cho phim được sử dụng trong các máy ảnh dùng phim cổ điển. Mỗi sensor bao gồm một bảng hình chữ nhật các pixel nhỏ - các diot quang điện. Mỗi pixel được tạo bởi các vật liệu bán dẫn nhạy cảm với ánh sáng. Hình 1 cho ta thấy một sơ đồ đã được đơn giản hóa khá nhiều của một pixel. Ánh sáng, dưới dạng các hạt ánh sáng (photon - các gói rất nhỏ của ánh sáng hay lượng tử ánh sáng) tác động lên một pixel. Ánh sáng trên một diện tích rộng hơn diện tích của 1 pixel một chút được hội tụ (vào phần nhạy sáng của diot quang điện) bởi các vi thấu kính (microlens). Ánh sáng sau đó đi qua hệ thống lọc màu (color filter array) hay còn gọi là hệ thống lọc Bayer (Bayer filter) - chúng ta sẽ bàn về Bayer filter sau một chút. Cuối cùng, ánh sáng tác động lên pixel. Ở đây, ánh sáng tác dụng với chất bán dẫn của mỗi pixel, tạo nên một điện tích (trên pixel đó) Như vậy, pixel của chúng ta đã có một điện tích. Đương nhiên, điều tương tự cũng diễn ra với tất cả các pixel có trên sensor. Ví dụ, trong trường hợp chúng ta có một máy ảnh 6 Mega Pixel, ta có khoảng 6 triệu pixel, và mỗi pixel sẽ có một điện tích của mình, đợi chờ để được xử lý thành một bức ảnh đẹp đẽ đầy màu sắc. Sau khi các pixel đã nhận được điện tích của mình, quá trình xử lý các điện tích này để biến thành các thông tin có ý nghĩa nhằm tạo nên bức ảnh bắt đầu. Hình 2 cho thấy một sơ đồ được đơn giản hóa về quá trình xử lý ảnh raw và các bước xử lý tiếp theo. Hình 3 cho thấy một lược đồ xử lý ảnh JPEG.
Hình 2: Xử lý ảnh raw và các quá trình xử lý tiếp theo.
Dành cho những người cần thêm thông tin kỹ thuật (có thể dịch không chính xác do em bỏ vật lý quá lâu rồi) Trong bước 2, điều thực sự diễn ra là photons chuyển năng lượng của mình cho các điện tử ở quỹ đạo bên ngoài của phân tử bán dẫn. Việc này cung cấp năng lượng cho các điện tử chuyển sang trạng thái bị kích thích (khiến cho chất bán dẫn ở trạng thái dẫn điện) và tạo nên một cặp khuyết điện tử (electron hole pair). Một điện thế tác dụng lên diot quang điện (pixel) sẽ taoọ ra một dòng điện đưa các điện tử về vị trí có thể đo được điện tích của chúng
Tiếp tục với các bước ở hình 2 để tạo nên một file ảnh raw
1. Các hạt ánh sáng tới được sensor.
2. Các hạt ánh sáng tác động lên diot quang điện, tạo nên các điện tích trên pixel
3. Các điện tích được tích tụ lại và lưu trữ. Các điện tích này tạo nên điện thế
4. Các điện thế được khuếch đại (nhân biên độ).
5. Đây là điều bất ngờ đầu tiên. Cho đến tận bước này, máy ảnh số không xử lý tín hiệu số nào cả - nó đang thu thập & đo đạc các thông tin tương tự (analog). Ở bước 5 & bước 5, bộ chuyển đổi tương tự - số ADC (analog to digital converter) sẽ biến đổi thông tin tương tự - thông tin về điện thế - thành các thông tin số. Ở bước 5, ADC tiến hành bước đầu tiên của việc chuyển đổi bằng cách chuyển thông tin điện thế thành các số rời rạc (để hiểu rõ hơn về các tín hiệu tương tự, rời rạc, số nhị phân bạn xem ở đây - lưu ý thông tin bằng tiếng Anh)
6. Bộ chuyển đổi ADC tiếp tục tiến hành bước thứ hai của việc chuyển đổi bằng cách chuyển các dữ liệu rời rạc thành các dữ liệu số. Khi kết thúc bước 6, file raw được tạo ra. Các bước xử lý tiếp theo được tiến hành trên file raw trong bổ chuyển đổi ảnh raw..
7. Đây là điều ngạc nhiên thứ hai. Chiếc máy ảnh kỹ thuật số đắt tiền mà bạn mua nhằm tạo ra những bức ảnh màu sắc đẹp đẽ và rực rỡ - thật ra lại bị mù màu. Nó không thể nhìn thấy hoặc đo đếm được màu sắc. Tất cả những gì mà các pixel có thể làm được là đo cường độ ánh sáng. Nói cách khác, các pixel chỉ cảm nhận được các mức độ xám mà thôi. Vậy làm sao để tạo ra màu? Bằng cách sử dụng các bộ lọc và phần mềm. Nếu bạn nhìn lại hình 1, bạn sẽ nhận thấy hệ thống lọc màu nằm bên trên mỗi pixel. Những bộ lọc này lọc ánh sáng, sao cho mỗi pixel chỉ nhìn thấy một trong ba màu - một số pixel nhìn thấy màu đỏ, một số nhìn thấy màu xanh lá cây, và số còn lại nhìn thấy màu xanh da trời. Tại bước 7, phần mềm sẽ xem xét mỗi pixel, và xác định cường độ ánh sáng của màu tại pixel đó. Phần mềm cũng xem xét cường độ ánh sáng của các pixel lân cận với pixel đang được tính toán (chúng có giá trị cường độ màu của riêng mình), và sử dụng thông tin này để tính toán màu cho mỗi pixel và gán giá trị màu cho pixel đó. Quá trình này được gọi là nội suy Bayer (Bayer interpolation) .
8. Những điều chỉnh về cân bằng trắng được tiến hành. Bước này điều chỉnh lại màu của ánh sáng chiếu sáng các vật thể được chụp.
9. Tại bước này, (thông tin của) tấm ảnh rất tối. Một đường cong tone (tonal curve) được sử dụng để tăng độ sáng của ảnh và giúp tấm ảnh trông tự nhiên hơn.
Quay trở lại với câu hỏi "Raw là gì" đã có lời giải đáp. Việc phân tích hình 2 cho chúng ta câu trả lời. Quá trình tạo ảnh raw kết thúc tại bước 6. Tại điểm này, các dữ liệu từ sensor được chuyển đổi thành thông tin số - thế thôi. Một điểm quan trọng là dữ liệu vẫn còn ở dạng rất trong sạch - chưa qua xử lý. Chính xác hơn, chỉ có một xử lý nhỏ nhặt để chuyển thông tin của pixel (từ dạng tương tự) sang dạng số. Không có sự xử lý nào - không gán thông tin màu qua nội suy Bayer, không có xử lý cân bằng trắng, không xử lý bằng tonal curve. Hình 2 cũng xóa đi một chuyện huyễn hoặc về raw. Một số người cho rằng dữ liệu raw là dữ liệu trực tiếp từ các pixel, không qua xử lý. Điều đó thực sự không chính xác. Dữ liệu từ pixel là dữ liệu tương tự - điện thế - chưa được khuếch đại. Bộ chuyển đổi raw (raw converter) không thể đọc được dữ liệu này. Thông tin từ các pixel cần được khuếch đại và chuyển đội sang dạng số trước khi sẵn sàng để biến thành file raw ở đầu ra.
Figure 3: JPEG Process
Chúng ta có thể tiếp tục xem xét các bước ở hình 3, nhằm tạo ra một file JPEG (các bước màu đỏ là các bước giống như ở phần xử lý raw).
1. Các hạt ánh sáng tới được sensor.
2. Các hạt ánh sáng tác động lên diot quang điện, tạo nên các điện tích trên pixel
3. Các điện tích được tích tụ lại và lưu trữ. Các điện tích này tạo nên điện thế
4. Các điện thế được khuếch đại (nhân biên độ).
5. Bộ chuyển đổi ADC chuyển các thông tin điện thế thành các số rời rạc (xem thông tin chi tiết hơn ở phần 5, xử lý raw bên trên).
6. Bộ chuyển đổi ADC chuyển các số rời rạc thành dữ liệu số (xem thông tin chi tiết hơn ở phần 6, xử lý raw bên trên).
7. Nội suy Bayer được sử dụng để tính các màu cho mỗi pixel và gán giá trị màu cho pixel đó (xem thông tin chi tiết hơn ở phần 7, xử lý raw bên trên)
8. Những điều chỉnh về cân bằng trắng được tiến hành. Bước này điều chỉnh lại màu của ánh sáng chiếu sáng các vật thể được chụp
9. Tonal curve được sử dụng để làm ảnh sáng lên và trông tự nhiên hơn
10. Ảnh được tăng độ nét (sharpened)..
11. Ảnh được nén lại (một số dữ liệu bị loại bỏ nhằm làm cho kích thước file nhỏ hơn).
Có thể thấy rằng các bước từ 1 đến 6 là giống hệt với xử lý ảnh raw. Dù bước 7 đến 9 cũng tương tự nhau, thực chất chúng được tiến hành ngay trong máy ảnh đối với việc chụp ảnh JPEG, và tiến hành ở phần mềm chuyển đổi RAW đối với file raw. Bước 10 cũng được tiến hành ngay trong máy ảnh với JPEG (file raw có thể được tăng độ nét - sharpen - trong phần mềm chuyển đổi raw hoặc trong một phần mềm xử lý ảnh). Bước 11 hoàn toàn chỉ có đối với ảnh JPEG. Một sự phân tích cả hai quá trình xử lý dẫn ta đến kết luận quy trình xử lý ảnh raw tạo ra một file ảnh đơn giản, gần như chưa được xử lý & đòi hỏi được xử lý thêm để tạo ra một ảnh, trong khi quá trình chụp JPEG tạo ra một file được xử lý nhiều hơn rất nhiều
Ưu điểm số 1: Mềm dẻo
Một trong những ưu điểm lớn nhất của raw là sự mềm dẻo. Khi bạn chụp ảnh JPEG, các thông số như cân bằng trắng, đường cong tone (tonal curve), độ sắc nét, mức độ nén, cũng như những lựa chọn khác, được xử lý và đưa thẳng vào file. Những bước như tăng độ nét (sharpenning) hay nén (compression) là một chiều, không thể quay ngược lại (bạn có thể làm nhòa - blur - một ảnh JPEG để giảm độ nét, nhưng không phải là làm ngược lại quá trình tăng độ sắc nét ban đầu, và thực chất là làm giảm chất lượng ảnh). Màu và các vấn đề về tông màu tạo bởi cân bằng trắng không chính xác có thể điều chỉnh được một chút đối với JPEG, nhưng đi kèm là chất lượng ảnh giảm. Các vấn đề này xuất hiện do máy ảnh đã đặt cứng các thông số này ngay tai thời điểm chụp tấm ảnh. Thay đổi các thông số này sau khi chụp có thể rất khó (ví dụ mất chi tiết trong vùng tối do sử dụng một đường cong tone quá tương phản) hoặc bất khả thi (ví dụ đảo ngược quá trình nén file) Ngược lại, khi chụp ảnh raw, cân bằng trắng và đường cong tone (tonal curve) được xử lý trong bộ chuyển đổi raw (raw converter) trong khi tăng độ nét - sharpen - có thể được thực hiện trong phần mềm chuyển đổi raw hoặc trong một phần mềm xử lý ảnh. Người chụp thiết lập các thông số này tại thời điểm chuyển đổi. Nếu người chụp quyết định sử dụng một số lựa chọn khác, anh ta có thể đổi các thiết lập này và chuyển đổi lại một lần nữa (ví dụ nếu bức ảnh bị mất chi tiết trong vùng tối do sử dụng một đường cong tone quá tương phản, anh ta có thể chuyển đổi lại với một đường cong ít tương phản hơn). TRên thực tế, người chụp có thể chuyển đổi bao nhiêu lần cũng được, với nhiều thiết đặt khác nhau. Và không có bất cứ sự suy giảm chất lượng nào của ảnh bởi ảnh raw ban đầu không hề thay đổi. Mỗi lần tiến hành chuyển đổi, một file mới được tạo thành với các thiết đặt được lưu trữ trong file mới. Do vậy, cân bằng trắng, tone màu, và các vấn đề về độ nét có thể dễ dàng được xử lý với file raw
Ưu điểm số 2: Số bits (Lượng thông tin)
Người ta thường nói rằng raw cho chất lượng ảnh cao hơn JPEG. Điều đó đúng. Có một số lý do cho việc này. Trong đó, lý do chính yếu nhất làm cho ảnh raw có chất lượng cao hơn JPEG là do số lượng bit. Nếu bạn chưa quen với các số nhị phân, bạn nên đọc về "Số nhị phân" trước khi tiếp tục JPEG file sử dụng 8 bit. Có nghĩa là mỗi điểm ảnh (pixel) có thể có 2^8=256 mức độ của cường độ ánh sáng. Nói cách khác, mỗi pixel có thể thể hiện 256 mức màu khác nhau. Thông thường, 0 có nghĩa là đen tuyền và 255 có nghĩa là trắng hoàn toàn. Khi bạn đi từ 0 đến 255, mức màu sẽ thay đổi từ đen tuyền đến trắng hoàn toàn. Bên trên, chúng ta đã nói mỗi pixel sẽ đo cường độ của một trong 3 màu cơ bản: đỏ, xanh lá cây và xanh nước biển. Do vậy, có 256 mức màu đỏ, 256 mức màu xanh lá & 256 mức màu xanh nước biển. Khi phép nội suy Bayer được áp dụng để gán màu cho mỗi điểm ảnh, nó sẽ sử dụng thông tin về màu ở pixel đó và các pixel lân cận. Vì phép nội suy sử dụng thông tin từ cả 3 màu, ta sẽ có 256^3=16,777,216 màu với file JPEG 8 bit. Con số thật là ấn tượng - nhưng chỉ trước khi bạn so sánh nó với ảnh raw. Phần lớn các file raw là 12 bit (để đơn giản hóa vấn đề, trong suốt toàn bộ bài này chúng ta sẽ coi là file raw là 12 bit). Điều đó có nghĩa là mỗi pixel có thể có 2^12=4096 mức cường độ ánh sáng. Do đó, khi áp dụng phép nội suy Bayer, ta có thể có 4096^3 = 68,719,476,740 màu. Nhiều hơn trường hợp JPEG 4096 lần Mắt người chỉ cảm nhận được khoảng 16,000,000 màu - tương đương với những gì mà JPEG có thể thể hiện. Nói cách khác, mắt người không phân biệt được sự khác biệt giữa rất nhiều màu bổ sung mà raw có được. Do đó, nếu chúng ta không thấy được những màu bổ sung ấy, thì điều đó có làm tăng chất lượng ảnh lên không?Hóa ra là chiếc cảm biến ảnh (sensor) trong chiếc camera mà bạn đã bỏ rất nhiều tiền ra mua, đã chơi xỏ bạn một chút. Trò tiểu xảo nho nhỏ đó là do phần lớn các máy ảnh số là thiết bị tuyến tính. Nghĩa là khi lượng ánh sáng rơi xuống sensor tăng lên gấp đôi, thì giá trị ở đầu ra của sensor cũng tăng lên gấp đôi. ĐIều này nghe thật bình thường. Thực chất, nó tạo ra một số vấn đề tương đối nghiêm trọng, đặc biệt trong trường hợp JPEG. Vấn đề bắt đầu xuất hiện khi ta xem xét số lượng bit trong sự tương quan với khoảng đáp ứng (dynamic range) của sensor.Khoảng đáp ứng là độ rộng của toàn bộ các giá trị độ sáng (tonal values) mà một thiết bị (trong trường hợp này là sensor) có khả năng ghi nhận chi tiết. Nói cách khác, đó là khoảng cách về độ sáng giữa điểm tối nhất (đen tuyền) đến điểm sáng nhất (trắng hoàn toàn) mà thiết bị có thể ghi nhận được chi tiết. Khoảng đáp ứng được đo bằng "khẩu" (stop). Khi ta nói ánh sáng tăng một khẩu, có nghĩa là lượng ánh sáng tăng gấp đôi và ngược lại. Thêm nữa, một nhiếp ảnh gia có thể nói anh ta tăng mức độ phơi sáng lên gấp đôi bằng cách mở ống kính thêm một khẩu.. Hiện tại, sensor ở các máy ảnh loại tốt có khoảng đáp ứng từ 5 đến 6 khẩu (???? Theo em nhớ thì nhiều hơn, khoảng 9 hay 10 gì đó).Để đơn giản, ta sẽ giả sử máy ảnh của bạn có khoảng đáp ứng là 5 khẩu. Tất cả các sắc độ mà một sensor có thể tái tạo trong một file phải nằm trong khoảng đáp ứng 5 khẩu này. Vấn đề là các sắc độ ấy không phân bố đều trên toàn bộ khoảng đáp ứng của máy ảnh.
Ta sẽ thử làm một phân tích nho nhỏ đối với một pixel sẽ đóng góp thông tin của nó vào 1 file JPEG. Đối với phân tích này, cần lưu ý rằng tất cả các số liệu được tính toán là liên quan đến các quá trình trước bước 9 của hình 3. Nói cách khác, các số liệu này thể hiện trạng thái của thông tin ảnh trước khi bất kỳ một đường cong tone (tonal curve) nào - ví dụ hiệu chỉnh gama, hoặc hàm chuyển đổi - được áp dụng. Chúng không thể hiện file kết quả cuối cùng. Phần đầu của phần II của bài viết này sẽ mô tả chi tiết cách tonal curve ảnh hưởng đến những số liệu này và những số liệu cuối cùng sẽ như thế nào. Giả sử một pixel được phơi sáng đến lúc nó không thể tiếp nhận thêm ánh sáng (ví dụ nằm trong một vùng rất sáng của bức ảnh được chụp). Trong trường hợp chiếc máy ảnh có khoảng đáp ứng 5 khẩu của chúng ta, pixel này sẽ nhận được 5 khẩu ánh sáng. Sau đó, pixel này đã "no" và không thể tiếp nhận thêm ánh sáng - nó đã chứa đầy toàn bộ dung lượng của nó. Pixel A trong hình 4 cho thấy một pixel chứa đầy dung lượng. Phần lớn các máy ảnh số loại tốt có bộ chuyển đổi tương tự - số ADC 12 bits, do vậy pixel có thể thể hiện 4096 sắc độ như đã trình bày bên trên. Tuy nhiên, khi chuyển dữ liệu ảnh sang dạng JPEG, ảnh sẽ bị chuyển đổi từ 12 bits sang 8 bits. Do đó, dữ liệu của pixel này sẽ chỉ có khả năng thể hiện 256 sắc độ trong file JPEG thôi..
Figure 4: Shades vs. Stops of Light for JPEG
Khi chúng ta tiếp tục phân tích những pixel tiếp theo trong hình 4, chìa khóa để thực sự hiểu điều gì đang diễn ra là luôn nhớ mỗi khi độ phơi sáng giảm 1 khẩu, lượng ánh sáng giảm đi một nửa. Do sensor là một thiết bị tuyến tính, khi ánh sáng giảm đi một nửa, sensỏ chỉ có thể ghi nhận một nửa số lượng các sắc độ; Hãy giả sử pixel B trong hình 4 nhận được ánh sáng từ một phần của chủ thể hơi tối hơn. Trong ví dụ của chúng ta, pixel này có thể nhận được 4 khẩu ánh sáng (một nửa lượng ánh sáng mà pixel A nhận được). Do sensor tuyến tính, và pixel B chỉ có một nửa lượng ánh sáng, nó chỉ có thể ghi nhận một nửa số lượng các sắc độ. Do vậy, dữ liệu từ pixel B chỉ cho phép thể hiện 128 sắc độ. Do pixel A có độ phơi sáng 5 khẩu thể hiện được 256 sắc độ, và pixel B có độ sáng 4 khẩu chỉ thể hiện được 128 sắc độ, khẩu thứ 5 (chênh lệch giữa lượng ánh sáng của A & B) phải chịu trách nhiệm thể hiện 128 sắc độ. Nói cách khác, khẩu sáng nhất của khoảng đáp ứng (khẩu thứ 5) sử dụng một nữa của số sắc độ có thể có được
Quá trình này tiếp tục với pixel C. Lượng ánh sáng giảm đi một khẩu, do vậy pixel này chỉ nhận được 3 khẩu ánh sáng. Do pixel C nhận được một nửa lượng ánh sáng so với pixel B, nó chỉ có thể thể hiện một nửa số sắc độ có thể. Tương ứng, pixel C chỉ có thể thể hiện 64 sắc độ. Do pixel B với 4 khẩu thể hiện 128 sắc độ, và pixel C với 3 khẩu thể hiện 64 sắc độ, khẩu thứ tư của khoảng đáp ứng chịu trách nhiệm thể hiện 64 sắc độ, như được thể hiện trong hình 4. Nói cách khác, khẩu sáng thứ nhì trong khoảng đáp ứng (khẩu thứ 4) sử dụng 1/4 số lượng các sắc độ có thể; Tại điểm này, chúng ta có thể thấy 2 khẩu sáng nhất trong khoảng đáp ứng 5 khẩu của máy ảnh số này chiếm 75% lượng sắc độ mà máy ảnh có thể thể hiện. Pixel D và E trong hình 4 thể hiện rằng, khi chúng ta tiếp tục đi xuống bên dưới của khoảng đáp ứng, máy ảnh số sẽ chỉ thể hiện được một số lượng sắc độ ngày càng nhỏ. Khẩu cuối cùng chỉ thể hiện được 16 sắc độ.; Quá trình tương tự cũng diễn ra với mỗi pixel đóng góp thông tin cho file ảnh raw. Điểm khác biệt là ảnh raw giữ nguyên dữ liệu ỏ dạng 12 bit (khác với việc đổi thành 8 bit trong JPEG). Do đó, một pixel đã nhận được lượng ánh sáng nhiều nhất (pixel no) và được xử lý để chuyển thành file raw có thể thể hiện 4096 mức sắc độ. Bảng 1 tổng kết phân bổ các sắc độ trên toàn bộ khoảng đáp ứng đối với JPEG và raw .
Table 1
Như chúng ta có thể thấy trên bảng, các sắc độ không phân bố đều trong phạm vi 5 khẩu của khoảng đáp ứng. Phần lớn sắc độ nằm trong vùng sáng, và một số ít hơn nằm trong vùng tối. Điều này không hay ho chút nào với những người chụp JPEG. Những pixel chỉ nhận lượng ánh sáng 1 khẩu chỉ có thể biểu diễn được 16 sắc độ trong vùng tối của ảnh JPEG. Trong khi đó, ảnh raw có tới 256 sắc độ cho vùng tối. Điều đó có nghĩa là file JPEG có ít sắc độ hơn file raw để thể hiện các chi tiết trong vùng tối. Vấn đề này trở nên nghiêm trọng hơn do hệ thống thị giác của chúng ta. Trong khi sensor của máy ảnh là một thiết bị tuyến tính, thì mắt người lại không như vậy. Mắt người tỏ ra nhạy cảm hơn với một số lượng ánh sáng nhất định. Cụ thể, mắt người nhạy cảm hơn với phần tối so với phần sáng. Điều đó có nghĩa là khi tăng lượng ánh sáng ở phần tối ta ghi nhận được các chi tiết tạo nên ấn tượng mạnh hơn với hệ thống thị giác, so với khi tăng lượng ánh sáng ở vùng sáng với cùng một tỷ lệ. Chúng ta đối mặt với tình huống khi chỉ có ít thông tin nhất trong khu vực nhạy cảm nhất của hệ thống thị giác, và vấn đề này trầm trọng nhất đối với ảnh JPEG
Chỉnh sửa cuối:
