RAW — единственный оригинал фотографии. Всё остальное постобработка

В эпоху смартфонов искусство фотографии почти утеряно. Фотография стала массовым явлением, а большинство современных фотографов-любителей даже не слышали о таких понятиях, как выдержка или баланс белого. И не знают, какие манипуляции цифровая камера в смартфоне выполняет, чтобы сгенерировать картинку. Да, именно сгенерировать, потому что итоговый результат на экране кардинально отличается от того, что «видит» светочувствительный сенсор.

В более профессиональных цифровых камерах и некоторых топовых смартфонах информация сохраняется в формате RAW — в виде значений яркости, снятых с матрицы. Это «цифровой негатив», который мы можем конвертировать в RGB и отредактировать как угодно, сохранив исходник. Вот где начинается искусство современного цифрового фотографа — в обработке RAW.

---

Светочувствительная матрица

Основной элемент цифровой камеры — светочувствительная матрица. Это микросхема ПЗС или КМОП, которая регистрирует энергию фотонов, попадающих на неё через объектив.

В матрице несколько миллионов элементов — пикселей. Количество элементов называют разрешением матрицы. Например, если в ней 10 млн элементов, это матрица на 100 МП (мегапикселей).

Формат RAW: цифровой негатив

Формат изображения RAW ^[2] содержит необработанные данные об электрических сигналах с матрицы. В таких файлах содержится информация, полученная непосредственно с АЦП, не имеющая какой-либо общепринятой спецификации (стандарта). Из-за технических особенностей матриц и АЦП разных производителей всеобщего стандарта RAW не существует, и файлы с разных устройств отличаются друг от друга. Поэтому их чтение и конвертация требуют специальных приложений, часто непригодных для работы с файлами RAW других производителей, и даже моделей камер тех же брендов. По этой же причине расширение файла RAW может быть разным у разных типов фото- и видеоаппаратуры.

Задача формата RAW — сохранить максимум информации с сенсора (включая максимальный динамический диапазон 12 или 14 бит) с минимальными потерями. Большинство форматов RAW хранят информацию в соответствии с геометрией отдельных фоточувствительных элементов сенсора (пикселей). Например, сенсоры с гексагональными пикселями записывают информацию для каждой из ячеек, которую декодер затем преобразует в прямоугольную геометрию.

Формат RAW хранит информацию в полном динамическом диапазоне и цветовой гамме, на который способен сенсор

В 2004 году Apple представила открытый формат контейнера Digital Negative (DNG) ^[4] для записи данных RAW.

Хотя многие мелкие производители перешли на DNG, но крупные вендоры Nikon, Canon, Olympus и Sony остались на своих проприетарных форматах.

В 2005 году была сформирована международная инициатива OpenRAW, чтобы привлечь внимание ^[5] к зоопарку проприетарных недокументированных RAW-форматов. В своё время она действительно привлекла внимание к проблеме, но сейчас сайт OpenRAW доступен только в Архиве Интернета ^[6].

В общем, зоопарк проприетарных форматов RAW сохраняется до сих пор.

Какие камеры поддерживают RAW

У каждого крупного вендора собственный формат, со своим фирменным расширением файлов. Вот некоторые из них:

• .3fr (Hasselblad)

• .arw .srf .sr2 (Sony)

• .bay (Casio)

• .crw .cr2 .cr3 (Canon)

• .dcs .dcr .drf .k25 .kdc (Kodak)

• .dng (Adobe)

• .erf (Epson)

• .fff (Imacon/Hasselblad raw)

• .gpr (GoPro)

• .jxs (JPEG XS RAW Bayer Profiles)

• .mdc (Minolta, Agfa)

• .mos (Leaf)

• .mrw (Minolta, Konica Minolta)

• .nef .nrw (Nikon)

• .orf (Olympus)

• .pef .ptx (Pentax)

• .pxn (Logitech)

• .R3D (RED Digital Cinema)

• .raf (Fuji)

• .raw .rw2 (Panasonic)

• .raw .rwl .dng (Leica)

• .rwz (Rawzor)

• .srw (Samsung)

• .x3f (Sigma)

См. список камер с поддержкой RAW ^[7].

Многие из этих форматов основаны на TIFF ^[8], в том числе и DNG является расширением TIFF 6.0.

Редакторы и конвертеры RAW

Для обработки RAW есть много конверторов. Любая камера с поддержкой проприетарного формата всегда идёт в комплекте с проприетарным конвертером RAW в RGB. Конвертацию в RGB можно сравнить с проявкой плёнки, это такая же необратимая единовременная операция.

Для macOS есть конвертер Adobe DNG ^[9], а под Windows — Raw Image Extension ^[10].

Кроме того, есть опенсорсные и сторонние редакторы, которые поддерживают DNG, а также лицензировали или взломали проприетарные форматы. Из опенсорсных редакторов самые известные — ImageMagick ^[11], ExifTool ^[12], Darktable ^[1], digiKam ^[13] и Shotwell ^[14].

В 2020 году компания Apple выпустила iPhone 12 Pro и iPhone 12 Pro Max с поддержкой проприетарного формата Apple ProRAW ^[15] На самом деле доступны два варианта: традиционный Bayer RAW и Apple ProRAW, оба сохраняются в 12-битный файл DNG. Опция включается в настройках камеры ^[16]:

Формат Apple ProRAW можно использовать с HDR, Deep Fusion или ночным режимом, есть и другие отличия от Bayer RAW ^[17].

Как выглядит RAW без обработки

На Хабре в прошлом году публиковали замечательный пример, как выглядит фото без обработки ^[18], это перевод из блога фотолюбителя и разработчика Maurycy Z, вот оригинал ^[19]. Автор показывает изображение новогодней ёлки в исходном формате RAW, в том виде, в каком сигнал снимается с сенсора:

Светочувствительный сенсор камеры на самом деле не различает цвета, а регистрирует только яркость каждого пикселя.

Чтобы синтезировать цветное изображение, перед пикселями матрицы ПЗС установлены цветовые фильтры RGB ^[20]:

Таким образом, пиксели сенсора регистрируют значение яркости в каналах RGB. А уже из них реконструируется цветное изображение, привычное человеческому глазу:

Если камера выполняет автоматическую коррекцию изображения, то она подкручивает параметры, чтобы адаптировать картинку к человеческому зрению ^[21]. Взяв «цифровой негатив», мы можем сделать это самостоятельно в редакторе. Сначала увеличиваем яркость:

Потом корректирует баланс белого, чтобы убрать перекос зелёного канала:

И в конце снова нормализуем яркость, растянув значения яркости на весь диапазон значений по каждому цветовому каналу:

Современный смартфон выполняет это самостоятельно, автоматически. Пользователь просто получает итоговый результат как данность.

Конвейер автоматической обработки изображений от сигнала с сенсора до рендеринга на дисплее включает более десятка шагов ^[22]:

В том числе дополнительные методы для улучшения качества изображения:

• удаление дефектных пикселей — замена данных в плохих местах интерполяциями из соседних;

• баланс белого — учёт цветовой температуры света в сцене;

  

• воспроизведение тонов ^[24] — преобразование сцены с широким динамическим диапазоном 10 и более бит для отображения на мониторах с низким динамическим диапазоном или в печати; обработка включает отдельные этапы тонового картирования и гамма-компрессии;

• оптическая коррекция — устранение искажений объектива, виньетирования, хроматических аберраций;

• улучшение контраста;

• улучшение чёткости;

• сжатие динамического диапазона — осветление теней без пересвета светлых областей.

В результате таких автоматической обработки типичное изображение RAW выглядит гораздо лучше, но всё равно зачастую нуждается в дополнительной обработке. Поэтому очень важно сохранять исходные файлы RAW, чтобы в редакторе исправить возможные дефекты, не повредив оригинал:

Вычислительная фотография

Есть ещё продвинутая магия вычислительной фотографии ^[26], когда смартфон применяет более продвинутые фильтры и «улучшатели» Эти алгоритмы выходят за рамки стандартной обработки и приближаются к функциям машинного обучения ^[27], компьютерного зрения и Искусственного Интеллекта ^[28].

Например, расширение динамического диапазона на фотографиях за пределы человеческого зрения, эффект HDR. Это делается путём склеивания участков кадра, снятых с короткой и длинной выдержкой. Слияние множества кадров в один не только расширяет динамический диапазон, но уменьшает количество шумов и устраняет прочие дефекты.

Это действительно уникальные вещи, которые очень сложно повторить вручную из единичных цифровых негативов RAW. Так что у смартфонов действительно есть определённые преимущества перед DSLR ^[29]:

Например, использование электронного затвора в прерывистом режиме ^[30] (fluttered shutter) делает фантастически чёткие кадры движущихся объектов, что принципиально невозможно с обычной DSLR:

И таких «фокусов» в вычислительной фотографии целая куча ^[29]. Хотя не обходится без багов:

Неудивительно, что сейчас даже некоторые кинофильмы снимают на камеры iPhone, и получается очень неплохо. Вообще, мобильные телефоны кардинально изменили ландшафт цифровой фотографии, поведение ^[32] людей и человеческую культуру:

Хотя смартфоны серьёзно уступают профессиональным камерам по качеству оптики (разные объективы и фильтры) и размеру фотосенсора, но выигрывают за счёт уникальных приёмов вычислительной фотографии, поднявших фотоискусство на новый уровень.

Любая фотография — это обработка оригинала

Любая фотография — это результат манипуляций и сложных расчётов над исходным цифровыми данными RAW, чтобы сгенерировать картинку, наиболее приятную для человеческого глаза. Из одного оригинала RAW можно создать сотни разных картинок. Нельзя говорить, что это какие-то «подделки», скорее просто разные представления исходных данных — разный взгляд на реальность. В конце концов, даже учёные НАСА раскрашивают в «Фотошопе» звёздные туманности в привычные цвета ^[34].

Это похоже на подделку, но не совсем — скорее творческая художественная адаптация под наше зрение. Ведь оригинальный ИК-диапазон вообще за пределами человеческого восприятия ^[37]:

Также и с цифровой фотографией. Исходный сигнал в формате RAW — просто база, строительный материал, из которого мы создаём, генерируем финальный кадр, приятный глазу и понятный мозгу ^[38]. В будущем его всегда можно подкрутить, что-то исправить, если «негатив» сохранился.

Формат RAW (DNG) подходит для долговременного архивного хранения фотографий ^[39], потому что все остальные форматы изображений, претендующие на статус архивных, включая TIFF или JPEG XL без сжатия — все они производные от RAW.

Ну а по сути, любая фотография на экране — это субъективная картинка, которая отражает взгляд автора или дефолтные настройки камеры. Это лишь один из миллионов вариантов интерпретации исходных данных RAW. В общем, любая фотография — это по сути фантазия примерно на уровне художественного искусства. Никакой абсолютной «истины» нет. Даже фокусное расстояние кардинально искажает объекты, не говоря уже об освещении и других параметрах съёмки:

И кто скажет, на каких параметрах съёмки лицо «настоящее»? К сожалению, ничего «настоящего» в принципе не существует, всё это проекции.

Если брать шире, то и человеческое зрение вообще не объективно. Оно не отражает реальность, а предсказывает её на несколько сотен миллисекунд ^[41], поэтому по определению не может совпадать с реальностью на 100%. Интересно, что эта предсказательная особенность человеческого зрения позволяет игрокам в спорте реагировать ^[42] на мяч до удара, что хорошо видно на замедленных повторах. Но такой же механизм работает у всех остальных людей, не только вратарей. Все мы на самом деле видим будущее ^[43], в прямом смысле. Точнее, субъективные проекции этого будущего.

В терминах фотографии видимые субъективные проекции в зрительной коре ^[44] человеческого мозга можно сравнить с различными вариантами обработки RAW — единственного негатива и истинного образца «настоящей реальности». Каждый мозг обрабатывает «исходники реальности» как хочет и генерирует свою картинку, которая ему нравится.

© 2026 ООО «МТ ФИНАНС»