RAW、RGB和JPG有什么關系？

時間：2024-10-23  08:58:03  來源: 深圳市軒展科技有限公司  瀏覽數(shù): 17

相機的RAW、RGB和JPG在數(shù)字圖像處理中各自扮演著重要的角色，它們之間存在怎樣的區(qū)別與聯(lián)系？軒展科技高級工程師Danny Wony為大家詳細闡述：

RAW格式

1、RAW定義：

RAW，翻譯成中文的意思是“未加工過的”的意思，如，Raw Data是指原始數(shù)據(jù)。

在數(shù)字圖像處理中，RAW格式是一種未經處理的原始圖像數(shù)據(jù)格式，它保留了圖像傳感器捕捉的最真實的光信號。

RAW數(shù)據(jù)直接來源于相機的感光芯片（如CCD或CMOS），是光電轉換后的最初圖像數(shù)據(jù)。

2、RAW格式的位深

RAW格式的位深是指相機傳感器記錄圖像數(shù)據(jù)的方式，它表示每個像素所包含的顏色信息數(shù)量，通常用二進制位數(shù)來表示。

RAW格式的位深通常在8位到16位之間，甚至更高。位深越大，意味著每個像素能表示的顏色信息越多，圖像的色彩層次和細節(jié)表現(xiàn)也就越豐富，在這里，位深也可以理解為光強信息的分辨率。

例如，14位的RAW格式能夠記錄2的14次方，即16384層級的深度，相比8位的JPG格式只能保存2的8次方，即256層級的光線深度，RAW格式能夠記錄的信息要多得多。

因此，RAW格式的高位深是其能夠保留更多圖像細節(jié)和色彩信息的重要原因之一，也是攝影師和后期制作人員青睞RAW格式的主要原因之一。他們可以在后期處理中根據(jù)需要對圖像進行精細的調整和優(yōu)化，而不會損失圖像質量。

3、RAW圖像有哪些數(shù)據(jù)

RAW格式的圖像包含了大量的原始圖像數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)，包括有：相機型號、像素數(shù)據(jù)、像素排列順序、ISO設置、快門速度、光圈值、白平衡、飽和度、對比度等。

這些數(shù)據(jù)為用戶提供了極大的后期處理空間，使他們能夠最大限度地發(fā)揮自己的藝術才華。同時，由于RAW格式是未經壓縮的，因此圖像質量得到了最大程度的保留。

4、RAW格式的優(yōu)勢

RAW格式的圖像具有無損畫質、后期處理空間大、色彩管理靈活、兼容性強等優(yōu)勢特點，這些優(yōu)勢使得RAW格式成為專業(yè)攝影師和攝影愛好者的首選格式，因為它允許他們在拍攝后進一步優(yōu)化圖像，獲得更高質量的作品。然而，需要注意的是，RAW格式的文件通常比JPEG等壓縮格式更大，需要更多的存儲空間和處理時間。因此，在使用RAW格式時，需要權衡其優(yōu)勢與存儲和處理成本之間的關系。

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RAW到JPEG的原理

我們接著講，RAW格式是怎么轉換成我們常見的JPEG格式的？這里會關聯(lián)到白平衡。

1、RAW到RGB映射關系的建立過程

線性化：首先，將RAW格式圖像的像素值進行線性化處理，通常是將圖像的最大像素值和最小像素值線性化到0-2^16-1的范圍內。這一步是為了方便后續(xù)處理，并減少數(shù)據(jù)處理的復雜性。

白平衡調整：白平衡是一種用于糾正圖像中顏色失真的算法。在RAW到RGB的轉換過程中，需要根據(jù)圖像中的白色（或接近白色）像素點進行調整，以還原真實的顏色。不同的白平衡算法可能會產生不同的RGB圖像，因此需要根據(jù)實際情況選擇合適的算法。

去馬賽克（去拜耳陣列）：RAW數(shù)據(jù)格式一般采用Bayer排列方式，這種排列方式通過濾波光片產生彩色濾波陣列（CFA）。在Bayer排列中，綠色像素是紅色和藍色像素的兩倍，因為人眼對綠色波段的色彩比較敏感。去馬賽克的過程就是從Bayer排列的RAW數(shù)據(jù)中推導出每個像素的顏色信息。

顏色空間校正：顏色空間校正用于校準顏色，以糾正由于色彩失真或攝像頭色彩不準確而可能存在的任何偏差。這一步可以確保轉換后的RGB圖像具有準確的顏色表現(xiàn)。

去噪：去除圖像中的噪聲是提高圖像質量的重要步驟。在RAW到RGB的轉換過程中，通常會采用一些去噪算法來減少圖像中的噪聲。

經過一系列的操作之后，就得到了RGB數(shù)據(jù)。這時候實際上已經丟失了很多信息，這些信息丟失的同時，也降低了這些文件的可修改空間。

2、RGB格式轉成JPEG格式

從RGB格式到JPEG格式的轉換主要是一個圖像有損壓縮過程，它不會涉及白平衡的調整。同時，JPEG作為一種有損壓縮格式，會在壓縮過程中不可逆地降低圖像的質量。

RAW和JPEG之間的比較表

總結

RAW格式圖像保留了從傳感器捕獲到的每個像素的原始數(shù)據(jù)，所以，在拍攝RAW格式圖像時，白平衡的設置并不會直接影響圖像數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在后期處理中可以轉換為RGB色彩模式。

在后期處理中，攝影師可以根據(jù)需要調整白平衡，白平衡的調整會影響RGB色彩模式中各個顏色通道的值，從而改變圖像的整體色調和氛圍，以校正圖像的色溫偏差，得到更加準確和自然的顏色表現(xiàn)。