Rozdíl mezi formáty RAW a JPG se dá přirovnat k rozdílu mezi negativem a hotovou fotografií na papíře. Fotografii si lze přímo prohlédnout. Zpracovat negativ dá sice trochu práce, ale v procesu zhotovení fotografie se dá ještě ve velkém rozsahu korigovat jas, kontrast a vyvážení barev bez ztráty kvality obrazu.
Fotografie zabírají spoustu místa na paměťovém médiu, ať už je to karta digitálního fotoaparátu nebo pevný disk počítače. Velikost souborů zpomaluje přenos po internetu a obrázky se dlouho načítají. Zobrazování komplikovaných formátů spotřebovává výpočetní výkon. Proto existují různé formáty záznamu obrázků – jedny preferují kvalitu (RAW, TIF), jiné velikost souboru (JPG, PNG, GIF), další jednoduchost zpracování (BMP, ICO).
Formátů i důvodů jejich vzniku je mnohem víc. Některé byly prostě historicky překonány, některé vznikly jako alternativa k formátům vyhovujícím, ale v USA patentově chráněným. Tento článek se ale věnuje zejména JPG a RAW, do kterých ukládají obrazová data běžné digitální fotoaparáty.
Formát JPG: když není čas nebo trpělivost
Formát je optimalizovaný pro maximální zmenšení velikosti souborů. Jeho základní vlastností je ztráta informace při ukládání. Zjednodušeně to funguje tak, že obraz je rozložen do dlaždic o velikosti 8×8 obrazových bodů. Místo uložení všech bodů pak stačí uložit vzorovou dlaždici a na kterých místech obrazu se nachází. Míra komprese určuje, jak moc se mohou dlaždice lišit, aby se daly prohlásit za stejné.
Nevýhodou je, že při každém sebemenším zpracování obrazu dochází při uložení znovu a znovu ke ztrátové kompresi. V tomto se JPG chová podobně jako analogový záznam, který ztrácí kvalitu kopírováním.
Porovnání detailů: originál a formát JPEG s velkou kompresí
Další problém je omezení barevné hloubky. Každý obrazový bod je tvořen kombinací třech barevných světel (barevných kanálů) – červeného, zeleného a modrého. Anglicky je to Red, Green a Blue, z toho plyne zkratka RGB.
Formát JPG je omezen na osm bitů na kanál. Osm jedniček a nul má celkem 28, tedy 256 možných stavů. Pro zobrazování to stačí, lidské oko považuje přechod od černé do bílé ve 256 krocích za plynulý. Při zesvětlení tmavých partií se ale vytvoří jasně viditelné „vrstevnice“ – jednobarevné tmavé pásy. Také s bílou je problém, snadno vznikají tzv. přepaly, čistě bílé plochy, které nelze úpravou jasu odstranit a nezbývá, než je vyretušovat – domalovat.
Aby to nebylo tak jednoduché, tak JPG při vyšším stupni komprese dokonce neukládá ani plnohodnotný RGB obraz. Interně pracuje v barvovém prostoru YCbCr, který si pro zjednodušení můžeme představit jako jas (Y), rozdíl modré (Cb) a rozdíl červené (Cr). V plném rozlišení ukládá pouze jasovou složku Y, barvové složky CbCr jsou uloženy v menším rozlišení.
Formát JPG je vhodný jako výstupní formát, například pro umístění fotografie na internet. Je vhodný pro uživatele, kteří nemají trpělivost na „hraní si“ s obrázky. Ihned po stažení z karty fotoaparátu můžete všem ukázat, co jste viděli. Pro fotografie, které vyžadují úpravy v počítači, se nehodí.
Poznámka pro hnidopichy: formát JPG by se měl správně nazývat JPEG/JFIF (Joint Photographic Experts Group/ JPEG File Interchange Format). JPG je pouze přípona souboru na PC.
Tip: Na webu Visengi.com v části Quality Levels můžete vyzkoušet, jak se při zvyšování komprese zmenšuje velikost souboru a snižuje kvalita obrázku.
Formát RAW: téměř všechno je lepší, ale dá víc práce
RAW zachová maximum informací získaných snímačem fotoaparátu bez dalšího zpracování. RAW není zkratka, ale v překladu jednoduše „hrubá data“. Výsledný obraz se získá až zpracováním v konvertoru RAW. Proto má každý fotoaparát jiný formát a proto nelze do RAWu ukládat v počítači.
První výhodou RAWu je, že není ztrátově komprimovaný. Datové soubory jsou sice podstatně větší, než u JPG, ale nedochází ke ztrátě kvality.
Rozestavení barevných filtrů v masce RGBG (CC: Cburnett, Wikipedia)
Buňka snímače nesnímá kompletní barevnou informaci obrazového bodu, ale jenom jas v jednom barevném kanálu. Před každou buňkou je totiž barevný filtr. Obvykle se používá maska RGBG. Ve čtveřici sousedních buněk je jedna citlivá na červenou, jedna na modrou a dvě na zelenou barvu.
Snímač s rozlišením osm megapixelů má tak dva miliony buněk citlivých na červenou, dva na modrou a čtyři na zelenou. Buněk citlivých na zelené světlo je dvojnásobek, protože lidské oko je na zelenou citlivější a zelený kanál je pro vnímání kvality výsledného obrazu nejdůležitější. Kompletní barevná informace každého obrazového bodu se získá matematicky, dopočítáním z okolních bodů.
Světlo dopadá na filtr, který na snímač propustí pouze svoji barevnou složku. Ve spodní části je maska podobná předchozímu obrázku, jen pro každou složku zvlášť. (CC: Cburnett, Wikipedia)
Když jsou informace získané snímačem přepočítávány přímo ve fotoaparátu, aby mohly být uloženy do JPG, tak to klade poměrně velké nároky na výkon jeho procesoru a tím i na spotřebu energie. To omezuje složitost použitých matematických metod. Při zpracování v osobním počítači výkonové omezení odpadá, konvertor formátu RAW může používat daleko složitější matematické metody, které dávají kvalitnější výsledky.
Buňky snímače snímají jas s hloubkou 12 až 14 bitů (podle typu snímače). To znamená, že buňka rozliší 4 096 (212) až 16 384 (214) jasových úrovní. Připomeňme si, že formát JPG umí rozlišit pouze 8 bitů, tedy 256 úrovní. V praxi tam, kde je na JPG přepal v podobě čistě bílé plochy, může být při 14bitové barevné hloubce až 64 úrovní v každém barevném kanále. S tím už se dá docela dobře pracovat, RAW výskyt přepalů velmi podstatně omezuje.
Pro stíny obdobně platí, že tam, kde je v JPG čistě černá plocha, bývá v RAWu kresba. Dobré prokreslení stínů i světel dokonce umožňuje dodatečnou korekci nesprávné expozice, běžně se dá při konverzi v počítači expozice „zkrátit“ na polovinu či „prodloužit“ na dvojnásobek, aniž tím kvalita výsledného snímku znatelně utrpí. V extrémním případě lze málo exponovaný snímek zachránit dodatečným až osminásobným „prodloužením expozice“ a rozdíl v kvalitě není o moc větší, než mezi snímání s citlivostí nastavenou ISO100 a ISO800!
Na fotoaparátu se nastavuje řada korekcí, minimálně vyvážení bílé, saturace a doostření. Při snímání do RAWu se korekce nastavené ve fotoaparátu neaplikují na obraz, pouze se jejich hodnota přenese do RAW konvertoru jako výchozí. Uživatel může nastavení korekcí libovolně měnit, protože na obraz budou aplikovány teprve při konverzi.
Hlavní nevýhodou RAWu je nutnost zpracování speciálním programem. RAW z nového fotoaparátu několik let starým programem prostě zpracovat nelze. Nahrát kamarádovi fotky přímo z karty nemá smysl, neprohlédne si je.
Další čtení