En este blog irán apareciendo artículos sobre fotografía que me han parecido interesantes.

martes, febrero 07, 2006

Comprender los Ficheros RAW


Existe probablemente más información errónea, desinformación y falta de información acerca de lo que son los ficheros raw que acerca de cualquier otro tema relacionado con la fotografía digital. Existen también muchas razones por las que uno debería disparan en modo raw, pero también bastantes razones para lo contrario. Vamos a ver ambos casos.

¿Qué es el Modo Raw?

Cuando una cámara digital hace una exposición, el sensor de imagen (ya sea CCD o CMOS) registra la cantidad de luz que ha llegado a cada píxel o fotodetector. Esto se registra como un voltaje. El convertidor analógico-digital de la cámara cambia este valor analógico del voltaje por una representación digital. Dependiendo de la circuitería de la cámara se graban 12 o 14 bits de datos. Si la cámara graba 12 bits de datos cada pixel podrá representar 4096 niveles de luminosidad (2^12), y si graga 14 bits entonces podrá representar 16384 niveles diferentes de luminosidad (2^14). (Que yo sepa ningún sensor de imagen actual registra verdaderamente 16 bits de datos).
Por supuesto, lo que pasa después de haber tomado la foto depende de si has ajustado la cámara para grabar las imágenes en la memoria como ficheros RAW o JPG.
Si has grabado el fichero en modo raw, cuando se carga posteriormente en un programa de conversión de ficheros raw y luego guardado en formato TIFF o PSD, se puede exportar en modo de 16 bits. Los 12 o 14 bits registrados por la cámara se distribuyen a lo largo de todo el espacio de trabajo de 16 bits. Si has grabado el fichero en la cámara como un JPG, entonces el software de la cámara convierte el fichero al modo de 8 bits y sólo tendrás 256 niveles de luminosidad con los que trabajar.

Spanish Geometry — Seville, Spain. April, 2004
Minolta A2 at ISO 64. 150mm Equiv.

Grabando el fichero RAW

Si estás grabando ficheros raw, la cámara crea un fichero de cabecera que contiene todos los ajustes de la cámara, incluyendo (dependiendo de la cámara) nivel de nitidez, ajustes de contraste y saturación, temperatura de color / balance de blancos, etc. La imagen no cambia según estos ajustes, simplemente son etiquetas informativas registradas como datos en el fichero raw.
Estos datos de imagen en bruto(*), lo que el sensor de imagen registró junto con los llamados meta-datos (los ajustes de la cámara y otros datos técnicos) se graban en la tarjeta de memoria. Algunas cámaras comprimen estos ficheros, otras no. En cualquier caso, aunque los ficheros raw se compriman, esto se hace sin pérdidas de forma que no hay ningún deterioro del fichero debido a la compresión. (Algunos fabricantes, Nikon y Kodak concretamente, usan un algoritmo con ligeras pérdidas para guardar los ficheros raw).

Grabando el fichero JPG


Si has elegido que la cámara grabe el fichero como un JPG, esto es lo que sucede…

  • Por sí solo ningún sensor registra colores. En todos los sensores de imagen, excepto los de Foveon (que usa tres capas de silicio separadas, una para cada color primario) todos los sensores de imagen usan lo que se llama una Matriz de Bayer o una matriz de filtros de color para registrar colores. Esto se hace colocando filtros rojo, azul y verde sobre cada píxel. La mitad de los pixels se filtran en verde y los que quedan son rojos o azules. Mediante un algoritmo myy complejo, los valores registrados por cada pixel se comparan con sus vecinos y se calcula la información de color final. Y, para complicar más las cosas, la Sony F828 usa una matriz de cuatro colores con el verde esmeralda como cuarto color.
  • Los sensores de imagen son dispositivos lineales. Esto significa que cuando sobre un píxel incide el doble de luz que sobre otro, se producirá el doble de voltaje. Pero los números F y la forma en que se interpretan los valores de luminosidad es logarítmica. Esto significa que una imagen no corregida es muy oscura y por lo tanto se le tiene que aplicar una curva de tonos a los datos para recrear una escena con un aspecto natural.
  • Las imágenes digitales a las que no se ha aplicado la máscara de enfoque se ven planas, con bajo contraste y por lo tanto poco nítidas. La gente quiere que los JPGs de la cámara sean bonitos y por eso se aplica la máscara de enfoque al fichero en la cámara. La máscara de enfoque busca los bordes entre zonas luminosas y oscuras y realza el contraste. Esto produce halos alrededor de los bordes. Si la máscara de enfoque se aplica de forma demasiado intensa, estos halos serán visibles en la copia final. Si se aplica de forma demasiado suave entonces la nitidez puede no ser suficiente. Las cámaras suelen tener entre 1 y tres niveles distintos de enfoque que el usuario puede elegir.
  • El contraste se puede ajustar en algunas cámaras.
  • La saturación del color se puede ajustar en algunas cámaras, normalmente con dos o tres niveles posibles.
  • La cámara convierte el fichero de 12 o 14 bits al modo de 8 bits. Dicho de otra forma, los 4096 ó 16384 niveles de luminosidad registrados en cada píxel se reducen a 256 niveles de luminosidad.
  • La compresión es el último ajuste para un fichero JPG. JPG es por definición un formato con pérdidas. Esto significa que para conseguir tamaños de fichero más reducidos (que es el principal interés del formato JPG) algunos datos se pierden. Si la compresión se fija a un nivel bajo (p. ej. 2:1) entonces hay muy poca información perdida y será casi imposible ver alguna pérdida de datos. Cuanto se comprima el fichero más visibles se harán los defectos en la imagen. La mayoría de las cámaras permiten al menos dos o tres niveles de compresión.


Brickworks Ruins — Toronto, May, 2004
Panasonic LC1 @ ISO 100. 7mm (28mm Equiv)


Pros y Contras

Ahora ves la diferencia. Un fichero raw es esencialmente los datos que el sensor de la cámara registró junto con información adicional. Un fichero JPG ha sufrido la conversión lineal, la conversión de matriz, balance de blancos, contraste y saturación y además se le ha aplicado una compresión potencialmente destructiva.
Si con este énfasis parece que estoy siendo parcial es porque lo soy. Pero no mucho. Lo anterior es realmente lo que pasa en cada caso. De todas formas añadiré que un fichero JPG salido directamente de la cámara puede proporcionar en muchos casos copias de muy buena calidad. De hecho hay numerosas razones muy válidas para disparar en JPG.

Razones para Disparar en JPG

— Los ficheros son más pequeños y por lo tanto caben más en una tarjeta.
— Para muchas aplicaciones la calidad de imagen es más que suficiente (instantáneas familiares, fotos de periódicos).
— Los ficheros pequeños se transmiten más rápido sin hilos y por Internet. Esto es importante para los fotógrafos de prensa.
— Muchso fotógrafos no tienen el tiempo o la disposición para procesar sus ficheros.
— Muchas cámaras (especialmente las compactas) no pueden disparar rápido cuando trabajan en modo raw. Algunas cámaras de gama baja ni siquiera pueden grabar ficheros raw.

Razones para disparar en Raw
  • Un fichero raw es comparable a la imagen latente contenida en una película expuesta pero no revelada. Contiene exactamente lo que el sensor de imagen registró. Nada más. Nada menos. Esto significa que el fotógrafo puede extraer la maxima calidad de imagen posible ya sea inmediatamente o en el futuro. Una Buena analogía con el método tradicional de película es que tienes la oportunidad de usar un tipo diferente de revelador o tiempo de revelado distinto en cualquier momento futuro si encuentras un método mejor para procesar la imagen.
  • A los ficheros raw no se les ha ajustado el balance de blancos. Están marcados con el ajuste que había ne la cámara (ya sea un ajuste manual o balance de blancos automático), pero los datos realies no han cambiado. Esto permite que uno ajuste cualquier temperature de color y balance de blancos a posteriori sin ningún deterioro de la imagen. Debe entenderse que una vez que se ha convertido el fichero desde el espacio lineal y que se le ha aplicado una curva tonal (como en un JPG) el balance de blancos no se puede cambiar.
  • La linearización del fichero y la conversión de matriz de filtros de color (Bayer) se hace en un ordenador con un procesador rápido y potente. Esto permite usar algoritmos mucho más sofisticados que los que se usan en la cámara con un procesador más lento y menos potente y con menos espacio para programas complejos de conversión de ficheros raw.
  • El fichero raw está marcado con la información de contraste y saturación ajustada en la cámara por el usuario, pero los datos reales de la imagen no han cambiado. El usuario es libre de ajustar estos parámetros evaluando cada imagen en vez de usar uno o dos ajustes generalizados para todas las imágenes que tome.
  • Posiblemente la mayor ventaja de disparar en raw es que se tienen 16 bits (tras convertir el raw) sobre los que trabajar. Esto significa que el fichero tiene 65536 niveles sobre los que trabajar. Esto en comparación con el espacio de 8 bits con sólo 256 niveles de luminosidad disponibles. Esto es importante cuando se edita una imagen, especialmente si uno intenta sacar detalle de las sombras o alterar la luminosidad de forma significativa.

Las figuras #1 y #2 muestran por qué. Suponiendo para este ejemplo un rango dinámico de 5 pasos de diafragma, puede verse cuántos datos hay en cada uno de los niveles de luminosidad en la imagen. En otras palabras, con un fichero de 12 bits los dos niveles más oscuros del fichero juntos tienen sólo 384 niveles de luminosidad con los que trabajar.
Sin embargo un fichero JPG de 8 bits tiene bastante menos. Tanto el espacio de color sRGB como el Adobe RGB usan una codificación gamma 2.2. La codificación gamma reubica algunos niveles de los pasos de diafragma altos en los pasos bajos para compensar que el ojo humano tiene más sensibilidad a los cambios absolutos en la gama tonal más oscura. De esta forma un JPG de 8 bits tiene solo 47 niveles de luminosidad disponibles en los dos pasos de diafragma inferiores. (Los niveles restantes hasta 256 se reparten en los pasos de diafragma superiores).
Un fichero raw de 12 bits
En el primer paso, que contiene los tonos más luminosos2048 niveles disponibles
En el Segundo paso que contiene tonos luminosos1024 niveles disponibles
En el tercer paso que contiene tonos medios512 niveles disponibles
En el cuarto paso que contiene tonos oscuros256 niveles disponibles
En el quinto paso que contiene los tonos más oscuros128 niveles disponibles
Figura #1

Un fichero JPG de 8 bits
En el primer paso, que contiene los tonos más luminosos69 niveles disponibles
En el Segundo paso que contiene tonos luminosos50 niveles disponibles
En el tercer paso que contiene tonos medios37 niveles disponibles
En el cuarto paso que contiene tonos oscuros27 niveles disponibles
En el quito paso que contiene los tonos más oscuros20 niveles disponibles
Figura #2

Ahora imagina que quieres hacer un pequeño ajuste en el fichero en Photoshop o en otro programa de edición. ¿Con qué preferirías trabajar, con 47 niveles o con 384? Evidentemente el fichero de 8 bits sufrirá posterización, que es el efecto que se ve cuando en vez de verse transiciones suaves entre los niveles de luminosidad se ven saltos abruptos.
— Dado que un fichero raw no se ha procesado de ninguna forma, si aparecen nuevos métodos mejorados para linealizar ficheros, aplicar la matriz de filtros de color u otros avances en el proceso de la imagen, podrás volver a tu fichero raw de tu archivo y trabajar sobre él desde cero. Un JPG por el contrario está ya totalmente procesado.

Conversores de RAW

No hay dos fabricantes que codifiquen sus ficheros raw de la misma forma. De hecho muchos fabricantes de cámaras cambian su formato raw de un modelo a otro. (Esperemos que algún día la industria se ponga de acuerdo en un formato común). Todos los fabricantes proporcionan software para descodificar y procesar los ficheros raw de sus cámaras. En la mayoría de los casos este software es gratuito y viene con la cámara al comprarla. En otros casos es un programa que tiene que comprarse aparte.
Aun a riesgo de ser parcial— estos programas varían casi universalmente entre pobres y simplemente aceptables, aunque hay un par como las versiones de gama alta de Kodak y Nikon que son bastante buenas. d Nikon are quite good. La mayoría suelen ser muy lentos, tienen interfaces de usuario pobres y a veces funciones limitadas. Las alternativas de terceros editores son mucho mejores. Hay demasiadas para nombrarlas aquí, así que mencionaré sólo las dos más populares y probablemente las dos mejores, el conversor Camera Raw que está incluido en Photoshop CS, y Capture One de Phase One.
Ambos programas son muy completos y tienen un flujos de trabajo excelente. Capture One soporta la mayoría de las reflex digitales mientras que Photoshop CS soporta prácticamente todas las reflex y compactas digitales del mercado con actualizaciones para nuevos modelos que aparecen varias veces al año a medida que aparecen nuevas cámaras.
Las diferencias principales entre estos programas son que actualmente se necesita Photoshop CS para usar Camera RAW mientras que Capture One es un programa por sí solo que puede exportar ficheros raw convertidos para usarlos posteriormente con cualquier editor de imagen. Capture One también está disponible en versiones diferentes para diferentes tipos de cámaras, con un precio menor en la versión para réflex de gama baja y un precio mayor para los modelos profesionales.

En Resumen

Algo a tener en cuenta es que todas las cámaras digitales siempre disparan en modo raw. Pero si elegimos grabar el fichero como JPG estamos confiando en el programa de conversión raw que tiene incorporado la cámara. Si permitimos que el fichero se grabe en formato raw tendremos la oportunidad de hacer la conversión en una plataforma más sofisticada, y hacerla una y otra vez si es necesario o conveniente en el futuro. En otras palabras, la decisión es — ¿quieres hacer la conversión del fichero raw ahora en la cámara o más tarde en el ordenador?
Con un fichero JPG te estás comprometiendo en el momento de la toma con varios de los aspectos más importantes de la calidad de imagen, como el balance de blancos, contraste, saturación de color y otros. Con un fichero raw eres libre de tomar decisiones sobre estos parámetros en cualquier momento.
Como los ficheros JPG necesitan poco o ningún procesamiento, cuando se hacen ajustes a posteriori, hay que tener cuidado de hacer estos ajustes dentro de unos límites para que no se vean defectos de procesamiento. Para algunos fotógrafos la sencillez y rapidez de uso es una ventaja, para otros no. Desde luego cualquiera que busque la mejor calidad de imagen posible querrá disparar en modo raw siempre que sea posible.
Algunas cámaras pueden grabar ficheros JPG y raw simultáneamente, y para muchos fotógrafos esta es la solución ideal. Esto proporciona una imagen lista para usar para muchas aplicaciones mientras que existe un fichero raw para procesar más tarde o más completamente. El único inconveniente de este doble formato es el espacio extra que necesita en las tarjetas de memorias.
Alguna gente se queja de que los ficheros raw son demasiado grandes, y ocupan demasiado espacio. Con los precios de las tarjetas de memoria, discos duros y DVD-Rs bajando continuamente, el coste del almacenamiento es relativamente pequeño. Se requiere, eso sí una buena organización para organizar todos esos ficheros y unos buenos procedimientos de backup y archivo, pero eso es un tema para otro artículo.

(*) N. del T.: Raw significa “en bruto”.

Me gustaría agradecer a Michael Tapes de Phase One y Thomas Knoll de Adobe por sus comentarios y contribuciones a este artículo. Si hay nuevos puntos de vista que se puedan encontrar aquí, son seguramente resultado de sus comentarios. Si hay errores o imprecisiones son seguramente míos.


— Michael Reichmann

The Luminous Landscape

Version original del artículo

Traducido y publicado con la autorización del autor.

Traducción: Manuel Fuentes Alarcón

1 Comments:

Blogger José Serrano said...

Gracias Manuel por acercarnos a la raíz técnica de los conceptos sobre el RAW

00:08

 

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