Formato de imagen sin procesar

En la fotografía digital , el archivo RAW cumple la misma función que la película fotográfica en la fotografía analógica . Por lo tanto, los archivos RAW contienen todos los datos de rango dinámico (normalmente de 12 o 14 bits) tal como se leen de cada uno de los píxeles del sensor de imagen de la cámara .

El sensor de la cámara casi siempre está recubierto con una matriz de filtros de color (CFA), generalmente un filtro Bayer , que consiste en un mosaico de una matriz de 2x2 de filtros rojo, verde, azul y (segundo) verde.

Una variación del filtro Bayer es el filtro RGBE de la Sony Cyber-shot DSC-F828 , que sustituyó el verde de las filas RG por " esmeralda " ^{[ 4 ]} (un color azul verdoso ^{[ 5 ]} o cian ^{[ 6 ]} ). Otros sensores, como el sensor Foveon X3 , capturan información directamente en formato RGB (utilizando tres sensores de píxeles en cada ubicación). Estos datos RGB sin procesar aún necesitan ser procesados ​​para crear un archivo de imagen, porque los valores RGB sin procesar corresponden a las respuestas de los sensores, no a un espacio de color estándar como sRGB . Como no hay una matriz de filtro de color, no hay necesidad de demosaico .

Los sensores de los escáneres planos y de película suelen ser tiras RGB o RGBI (donde "I" representa el canal infrarrojo adicional para la eliminación automática de polvo) que se desplazan por la imagen. El formato de datos sin procesar HDRi permite almacenar los datos infrarrojos sin procesar, que pueden utilizarse para la limpieza infrarroja , como un canal adicional de 16 bits. El resto de la explicación sobre los archivos sin procesar también se aplica a ellos. Algunos escáneres no permiten que el sistema anfitrión acceda a los datos sin procesar, como compromiso de velocidad. Los datos sin procesar se procesan muy rápidamente dentro del escáner para seleccionar la mejor parte del rango dinámico disponible, de modo que solo el resultado se transfiere al ordenador para su almacenamiento permanente, reduciendo así la cantidad de datos transferidos y, por consiguiente, el ancho de banda necesario para cualquier velocidad de procesamiento de imágenes determinada.

El convertidor RAW de Panasonic corrige la distorsión geométrica y la aberración cromática en cámaras como la LX3 , ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} con la información de corrección necesaria presumiblemente incluida en el RAW. ^{[ 10 ]} El convertidor RAW Capture One de Phase One también ofrece correcciones para la distorsión geométrica, la aberración cromática , el halo púrpura y la corrección trapezoidal emulando la capacidad de desplazamiento de tilt-shift en software y hardware especialmente diseñado, en la mayoría de los archivos RAW de más de 100 cámaras diferentes. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Lo mismo ocurre con la aplicación DPP de Canon, al menos para todas las cámaras más caras como todas las DSLR EOS y la serie G de cámaras compactas. Para obtener una imagen de un archivo RAW, este mosaico de datos debe convertirse al formato RGB estándar. Esto se conoce a menudo como "revelado RAW".

Al convertir la matriz Bayer 2x2 de cuatro sensores a píxeles RGB, cada píxel contiene solo datos de color parciales, por lo que los datos de color restantes se interpolan a partir de los píxeles circundantes. Existen varios algoritmos para lograr esto. Los algoritmos simples, como la interpolación lineal, producen artefactos de color y desenfoque.

Si se dispone de datos en formato sin procesar, se pueden utilizar en la conversión de imágenes de alto rango dinámico , como una alternativa más sencilla al método HDI de múltiples exposiciones, que consiste en capturar tres imágenes separadas (una subexpuesta, una correcta y una sobreexpuesta) y superponerlas.

Proporcionar una descripción detallada y concisa del contenido de los archivos RAW es sumamente problemático. No existe un único formato RAW; los formatos pueden ser similares o radicalmente diferentes. Los distintos fabricantes utilizan sus propios formatos propietarios, generalmente no documentados, que se conocen colectivamente como formato RAW. A menudo, también cambian el formato de un modelo de cámara a otro. Varios fabricantes importantes de cámaras, como Nikon, Canon y Sony, cifran partes del archivo para intentar impedir que herramientas de terceros accedan a él. ^{[ 13 ]}

Esta situación generalizada en la industria de formatos inconsistentes ha preocupado a muchos fotógrafos que temen que sus valiosas fotos en formato RAW puedan volverse inaccesibles algún día, a medida que los sistemas operativos y programas informáticos se vuelven obsoletos y los formatos RAW abandonados se eliminan del software nuevo. La disponibilidad de software de código abierto de alta calidad que decodifica formatos de imagen RAW, en particular dcraw , ha ayudado a aliviar estas preocupaciones. Un ensayo de Michael Reichmann y Juergen Specht afirmó: "Hay dos soluciones: la adopción por parte de la industria de la cámara de A: Documentación pública de formatos RAW; pasado, presente y futuro, o, más probablemente B: Adopción de un formato RAW universal". ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} "Planificación para las colecciones de la Biblioteca del Congreso [de EE. UU.]" identifica los formatos de archivo RAW genéricos como "formatos de archivo menos deseables" e identifica DNG como una alternativa sugerida. ^{[ 17 ]}

DNG es el único formato de imagen sin procesar para el que se busca la aceptación generalizada de la industria. Se basa en, y es compatible con, el formato de imagen sin procesar estándar ISO 12234-2, TIFF/EP , y está siendo utilizado por ISO en su revisión de dicho estándar. ^{[ 26 ]} Los fabricantes de cámaras "de nicho" que de otro modo podrían tener dificultades para obtener soporte de las compañías de software frecuentemente utilizan DNG como su formato de imagen sin procesar nativo. Pentax utiliza DNG como una alternativa opcional a su propio formato de imagen sin procesar. Hay 15 o más compañías de este tipo, incluso algunas que se especializan en cámaras de cine, incluyendo Leica , Samsung , Ricoh , Pentax , Hasselblad . ^{[ 26 ] [ 27 ]} Además, la mayoría de las cámaras compactas Canon pueden admitir DNG mediante el uso de CHDK , y Better Light puede exportar a DNG. ^{[ 27 ]} Los desarrolladores de código abierto también utilizan DNG. ^{[ 13 ]}

Casi todas las cámaras digitales pueden procesar la imagen del sensor en formato TIFF utilizando ajustes de balance de blancos , saturación de color , contraste y nitidez que se seleccionan automáticamente o que el fotógrafo introduce antes de tomar la foto. Las cámaras que generan archivos RAW guardan estos ajustes en el archivo, pero posponen el procesamiento. Esto supone un paso adicional para el fotógrafo, por lo que el formato RAW normalmente solo se utiliza cuando se prevé un procesamiento informático adicional. Sin embargo, el formato RAW tiene numerosas ventajas sobre el TIFF, como:

• Ofrece muchos más matices de color en comparación con las imágenes TIFF que suelen admitir: los archivos sin procesar tienen 12 o 14 bits de información de intensidad por canal (4096-16384 tonos), en comparación con los 8 bits (256 tonos) que suele tener TIFF con compresión gamma .
• Mayor calidad de imagen. Debido a que todos los cálculos (como la corrección gamma , el demosaico , el balance de blancos, el brillo , el contraste, etc.) utilizados para generar los valores de píxeles (en formato RGB para la mayoría de las imágenes) se realizan en un solo paso sobre los datos base, los valores de píxeles resultantes serán más precisos y presentarán menos posterización .
• Omisión de pasos no deseados en el procesamiento de la cámara, incluyendo el enfoque y la reducción de ruido.
• Las imágenes JPEG se suelen guardar utilizando un formato de compresión con pérdida (aunque ahora existe una compresión JPEG sin pérdida ). Los formatos RAW suelen utilizar compresión sin pérdida o compresión con pérdida de alta calidad.
• Control más preciso. El software de conversión de archivos RAW permite a los usuarios manipular más parámetros (como luminosidad , balance de blancos, tono , saturación, etc.) con mayor precisión. Por ejemplo, el punto blanco se puede ajustar a cualquier valor, no solo a valores preestablecidos como "luz diurna" o "incandescente". Además, el usuario suele poder previsualizar los ajustes.
• El espacio de color se puede configurar según se desee.
• Se pueden utilizar diferentes algoritmos de interpolación de color , no solo el que viene programado en la cámara.
• El contenido de los archivos sin procesar incluye más información y, potencialmente, una mayor calidad que los resultados convertidos, en los que los parámetros de renderizado son fijos, la gama de colores está recortada y pueden aparecer artefactos de cuantización y compresión .
• Las transformaciones importantes de los datos, como aumentar la exposición de una foto muy subexpuesta, generan menos artefactos visibles cuando se realizan a partir de datos sin procesar que cuando se realizan a partir de archivos de imagen ya procesados. Los datos sin procesar ofrecen mayor margen para correcciones y manipulaciones artísticas, sin generar imágenes con defectos visibles como la posterización .
• Todos los cambios realizados en un archivo de imagen sin procesar no son destructivos; es decir, solo se modifican los metadatos que controlan la representación para crear diferentes versiones de salida, dejando los datos originales sin cambios.
• En cierta medida, la fotografía en formato RAW elimina la necesidad de utilizar la técnica HDRI , lo que permite un control mucho mejor sobre la asignación del rango de intensidad de la escena al rango tonal de salida, en comparación con el proceso de asignación automática a la mayoría de los formatos TIFF u otras representaciones de 8 bits.

• El tamaño de los archivos RAW de las cámaras suele ser de 2 a 6 veces mayor que el de JPEG, ^{[ 38 ]} aunque un archivo RAW sin comprimir tiene aproximadamente la mitad del tamaño de un TIFF 8BPC sin comprimir , porque se extrapolan muchos datos RGB. ^{[ 39 ]} Si bien el uso de formatos RAW menos comprimidos evita los artefactos de compresión inherentes a JPEG, caben menos imágenes en una tarjeta de memoria determinada . Sin embargo, las grandes capacidades y los bajos precios de las tarjetas de memoria modernas compensan esto. El disparo en modo ráfaga tiende a ser más lento y corto debido al mayor tamaño del archivo.
• La mayoría de los formatos RAW implementan compresión de datos sin pérdida para reducir el tamaño de los archivos sin afectar la calidad de la imagen. Pero algunos otros usan compresión de datos con pérdida donde se realiza cuantificación y filtrado en los datos de la imagen. ^{[ 36 ] [ 37 ]} La compresión delta con pérdida de 11+7 bits de datos RAW de Sony causa posterización bajo ciertas condiciones. ^{[ 40 ]} Varias cámaras Nikon permiten a los fotógrafos elegir entre sin compresión, compresión sin pérdida o compresión con pérdida para sus imágenes RAW. Red Digital Cinema Camera Company introdujo .r3dRedcode Raw con una relación de compresión de 3:1 a 18:1 que depende de la resolución y la velocidad de fotogramas. ^{[ 41 ]}
• El formato de imagen RAW estándar (ISO 12234-2, TIFF/EP ) no está ampliamente aceptado. DNG , el posible candidato a un nuevo formato estándar, no ha sido adoptado por muchas de las principales compañías de cámaras. (Véase la sección " Estandarización "). Actualmente se utilizan numerosos formatos RAW diferentes y siguen apareciendo nuevos formatos RAW, mientras que otros se abandonan. ^{[ 42 ]}
• Debido a la falta de adopción generalizada de un formato RAW estándar, puede ser necesario un software más especializado para abrir archivos RAW que para formatos estandarizados como JPEG o TIFF. Los desarrolladores de software tienen que actualizar con frecuencia sus productos para que sean compatibles con los formatos RAW de las cámaras más recientes, pero las bibliotecas de código abierto con enlace dinámico como dcraw facilitan esta tarea.
• El tiempo que requiere el procesamiento de imágenes es un factor importante a la hora de elegir entre formatos de imagen RAW y listos para usar. Con el software de edición fotográfica moderno, el tiempo adicional necesario para procesar imágenes RAW se ha reducido considerablemente, pero aún requiere un paso extra en el flujo de trabajo en comparación con el uso de archivos JPEG directos de la cámara o TIFF preprocesados.

• darktable es una herramienta de flujo de trabajo sin procesar para Linux, macOS, Microsoft Windows y otros sistemas operativos abiertos tipo Unix. El software cuenta con procesamiento nativo de punto flotante de 32 bits y una arquitectura de complementos.
• dcraw es un programa que lee la mayoría de los formatos RAW y puede ejecutarse en sistemas operativos no compatibles con la mayoría del software comercial (como Unix ). LibRaw ^{[ 56 ]} es una biblioteca API basada en dcraw, que ofrece una interfaz más práctica para leer y convertir archivos RAW. HDR PhotoStudio y AZImage ^{[ 57 ]} son ​​algunas de las aplicaciones comerciales que utilizan Libraw. Jrawio es otra biblioteca API , escrita en código Java puro y compatible con la API estándar de E/S de imágenes de Java.
• digiKam es una aplicación avanzada de gestión de fotografías digitales para Linux, Microsoft Windows y Mac OS X que admite el procesamiento de archivos RAW.
• ExifTool permite leer, escribir y editar metadatos en archivos de imagen sin procesar. ExifTool admite muchos tipos diferentes de metadatos, incluidos Exif , GPS, IPTC , XMP , JFIF , GeoTIFF , ICC Profile , Photoshop IRB, FlashPix , AFCP e ID3, así como las notas del fabricante de muchas cámaras digitales.
• ImageMagick , un paquete de software para manipulación y conversión de imágenes, lee muchos formatos de archivo sin procesar diferentes. ^{[ 58 ]} ImageMagick está disponible para Linux/Unix, Mac OS, Microsoft Windows y otras plataformas.
• LightZone es un programa de edición fotográfica que permite editar de forma nativa muchos formatos RAW. La mayoría de las herramientas son convertidores de RAW, pero LightZone permite editar un archivo RAW como si fuera TIFF o JPEG. El proyecto se suspendió en septiembre de 2011 ^{[ 59 ]} y se retomó como proyecto de código abierto en diciembre de 2012.
• Rawstudio es un desarrollador de formatos RAW.
• RawTherapee es un desarrollador de código abierto compatible con los sistemas operativos Linux, OS X y Microsoft Windows. Cuenta con una arquitectura nativa de punto flotante de 32 bits.
• Shotwell es un organizador de imágenes disponible para los principales sistemas operativos, con la capacidad de visualizar y editar imágenes en formato RAW y con función integrada para subir archivos a redes sociales.
• UFRaw es una interfaz gráfica que utiliza dcraw como motor gráfico . Puede usarse como complemento de GIMP y está disponible para la mayoría de los sistemas operativos.

Además de los programas mencionados anteriormente en la sección de compatibilidad con sistemas operativos, el software comercial que se describe a continuación admite formatos sin procesar.