Что такое "Bit Depth"? Стоит ли фотографам её увеличивать?
Очередная публикация о том, что многие знают, но мало кто понимает: глубина кодирования цвета.
Таинственная "Bit Depth" (глубина цвета) всегда была камнем преткновения для многих фотографов. Они знали, что она измеряется в битах, и что JPG всегда 8-битный а в RAW-е этих битов больше (12), и это, вроде бы, хорошо. Об этом старались не думать. Перевод термина как "Глубина цвета" мало кому что-либо разъяснял.
Но вот, около 10 лет назад основные производители камер анонсировали, что скоро Bit Depth при съёмке в RAW увеличится с 12-ти до 14. Реакция была ожидаема: на всех фотофорумах вспыхнул невиданный срач. Большинство с пеной у рта доказывали, что 2 лишних бита - это маркетинговая уловка, которая приведёт лишь в заметному увеличению размера RAW-ов и увеличит нагрузку на процессор камеры и на компьютер. Другие утверждали, что это, наоборот, манна небесная, и долгожданная кнопка "Шедевр" у нас, можно считать, в кармане.
Я же не спешил с выводами, т.к. хорошо понимал, что всё будет зависеть от того, чем реально будут наполнены эли дополнительные биты?
Да, я понимаю, что многим непонятен сам термин "биты", и почему лучше, когда их больше? И в чём именно лучше?
Этот термин пришёл в фотографию тогда, когда она стала цифровой. Распределение яркости в кадре - аналоговое, и чтобы свести его к набору отдельных цифр, следует осуществить т.н. дискретизацию, т.е. заменить непрерывно меняющиеся аналоговые значения набором отдельных (дискретных) цифр. Этот процесс представлен на рис. 02: диапазон изменения яркостей заменяется набором дискретных значений, расстояние между которыми называют шагом дискретизации. В результате непрерывная (аналоговая) кривая изменения яркости заменяется набором дискретных значений (жирные точки на графике).
02.
Очевидно, что чем таких точек больше - тем более точно их совокупность описывает исходный (аналоговый) сигнал. А количество этих точек однозначно задаётся той самой Bit Depth - глубиной цвета (или битностью кодирования). Теперь очевидно, что чем Bit Depth больше - тем выше будет точность оцифровки, и тем больше информации сохранится в дискретном варианте.
Под графиком указаны количества возможных градаций сигнала при различных значениях Bit Depth: в 8-битном JPG их всего 256. При 12-ти и 14-ти битном кодировании количество градаций многократно больше.
"Вроде бы, ясно, что "больше" - это лучше, но ведь мы ежедневно видим множество прекрасных JPG, и не испытываем ни малейшего дискомфорта от их 8-битности. Хватит нас обманывать!" - скажете вы. Отвечаю:
Важно: Действительно, для комфортного зрительного восприятия 256 градаций достаточно. Но цифровые изображения часто приходится подвергать глубокой обработке, и вот тут-то при 8-битном кодировании возникают видимые артефакты. Именно поэтому JPG - это "формат конечного результата", который не предназначен для обработки. В нём просто не хватает для этого информации.
По этой же причине съёмка в формат RAW даёт возможность обработки без появления видимых артефактов.
Рис. 03 визуализирует вышеизложенное:
03.
На этом знакомство с теорией закончено. После появления камер, допускающих 12 и 14-ти битное кодирование, перед фотографами встал выбор: стоит ли выставлять 14, если уже при 12-ти возможны тысячи градаций?
04.
Вопрос реально не простой. Многие практики (и я в их числе), ощутили некоторую добавочную "эластичность" при обработке 14-ти битных RAW-ов по сравнению с 12-ти битными. Но другие заявляли, что они разницы не видят. Эмоциональные и субъективные аргументы, как всегда, оказались бесполезными. Поэтому давайте рассуждать объективно.
Дабы не усложнять материал, просто упомяну, что распределение информации по яркостному диапазону в RAW-файле не равномерно: в светах она избыточна, а в тенях её существенно меньше. Поэтому я понимал, что 2 дополнительных бита могут сказаться положительно, прежде всего, в глубоких тенях.
Это моё предположение блестяще инструментально подтвердил участник форума DPreview David. Для эксперимента он взял 14-битный RAW с камеры Nikon D300. При помощи модифицированной им программы в RAW-файле были обнулены все биты, кроме двух добавочных. Это гарантировало 100% чистоту эксперимента, т.к. после обнуления в кадре не осталось никакой другой информации, кроме добавленной при повышении битности.
рис. 05 Оригинал кадра, RAW, 14 bit:
05.
Рис. 06 Старшие 12 bit обнулены, до выставления WB и гамма-коррекции:
06.
"Пачему зелёный?" - с грузинским акцентом спросите вы. Отвечаю: в байеровских сенсорах зелёных светофильтров в два раза больше, чем красных и синих, поэтому ДО выставления баланса белого RAW действительно зелёный. Почему тёмный? - потому, что ДО гамма-коррекции. Пишу это для тех, кто любит копать глубоко, остальным это не важно.
Рис. 07 Обработанный вариант. Как видно, младшие 2 бита реально содержат детали:
07.
А теперь любимый мной момент - выводы. Постараемся сформулировать их так, чтобы они были легко понимаемы и полезны.
Резюме:
1. 14-ти битные RAW занимают больше места на диске и сильнее нагружают камерный процессор и компьютер. Соответственно, могут снизить, скажем, скорость серийной съёмки.
2. По сравнению с 12-ти битными они содержат больше информации, что сказывается, прежде всего, в глубоких тенях.
3. Часто мы снимаем кадр с недодержкой, чтобы спасти света. При этом тени становятся ещё темнее. В этой ситуации дополнительные биты также полезны. Известный специалист по вопросам цифрового кодирования изображений Алексей Тутубалин сформулировал так: При съёмке кадра с недодержкой около 1,5 ступеней экспозиции, 14-ти битный RAW позволяет получить такое же качество изображения, как правильно экспонированный 12-ти битный.
Теперь вы сами можете решить, нужны ли вам 2 лишних бита.
Программа моего авторского онлайн-курса "Эффективная работа в Adobe Lightroom с нуля."
Запись на него через кнопку "Сообщения" на моей FB-странице.
Приходите, буду рад каждому!
Отзывы моих студентов и не только
P.S. Если данная публикация показалась вам интересной и полезной, и у вас есть такая возможность, вы можете поблагодарить автора. Карта "Монобанка" (грн): 5375 4141 2153 6741
Таинственная "Bit Depth" (глубина цвета) всегда была камнем преткновения для многих фотографов. Они знали, что она измеряется в битах, и что JPG всегда 8-битный а в RAW-е этих битов больше (12), и это, вроде бы, хорошо. Об этом старались не думать. Перевод термина как "Глубина цвета" мало кому что-либо разъяснял.
Но вот, около 10 лет назад основные производители камер анонсировали, что скоро Bit Depth при съёмке в RAW увеличится с 12-ти до 14. Реакция была ожидаема: на всех фотофорумах вспыхнул невиданный срач. Большинство с пеной у рта доказывали, что 2 лишних бита - это маркетинговая уловка, которая приведёт лишь в заметному увеличению размера RAW-ов и увеличит нагрузку на процессор камеры и на компьютер. Другие утверждали, что это, наоборот, манна небесная, и долгожданная кнопка "Шедевр" у нас, можно считать, в кармане.
Я же не спешил с выводами, т.к. хорошо понимал, что всё будет зависеть от того, чем реально будут наполнены эли дополнительные биты?
Да, я понимаю, что многим непонятен сам термин "биты", и почему лучше, когда их больше? И в чём именно лучше?
Этот термин пришёл в фотографию тогда, когда она стала цифровой. Распределение яркости в кадре - аналоговое, и чтобы свести его к набору отдельных цифр, следует осуществить т.н. дискретизацию, т.е. заменить непрерывно меняющиеся аналоговые значения набором отдельных (дискретных) цифр. Этот процесс представлен на рис. 02: диапазон изменения яркостей заменяется набором дискретных значений, расстояние между которыми называют шагом дискретизации. В результате непрерывная (аналоговая) кривая изменения яркости заменяется набором дискретных значений (жирные точки на графике).
02.
Очевидно, что чем таких точек больше - тем более точно их совокупность описывает исходный (аналоговый) сигнал. А количество этих точек однозначно задаётся той самой Bit Depth - глубиной цвета (или битностью кодирования). Теперь очевидно, что чем Bit Depth больше - тем выше будет точность оцифровки, и тем больше информации сохранится в дискретном варианте.
Под графиком указаны количества возможных градаций сигнала при различных значениях Bit Depth: в 8-битном JPG их всего 256. При 12-ти и 14-ти битном кодировании количество градаций многократно больше.
"Вроде бы, ясно, что "больше" - это лучше, но ведь мы ежедневно видим множество прекрасных JPG, и не испытываем ни малейшего дискомфорта от их 8-битности. Хватит нас обманывать!" - скажете вы. Отвечаю:
Важно: Действительно, для комфортного зрительного восприятия 256 градаций достаточно. Но цифровые изображения часто приходится подвергать глубокой обработке, и вот тут-то при 8-битном кодировании возникают видимые артефакты. Именно поэтому JPG - это "формат конечного результата", который не предназначен для обработки. В нём просто не хватает для этого информации.
По этой же причине съёмка в формат RAW даёт возможность обработки без появления видимых артефактов.
Рис. 03 визуализирует вышеизложенное:
03.
На этом знакомство с теорией закончено. После появления камер, допускающих 12 и 14-ти битное кодирование, перед фотографами встал выбор: стоит ли выставлять 14, если уже при 12-ти возможны тысячи градаций?
04.
Вопрос реально не простой. Многие практики (и я в их числе), ощутили некоторую добавочную "эластичность" при обработке 14-ти битных RAW-ов по сравнению с 12-ти битными. Но другие заявляли, что они разницы не видят. Эмоциональные и субъективные аргументы, как всегда, оказались бесполезными. Поэтому давайте рассуждать объективно.
Дабы не усложнять материал, просто упомяну, что распределение информации по яркостному диапазону в RAW-файле не равномерно: в светах она избыточна, а в тенях её существенно меньше. Поэтому я понимал, что 2 дополнительных бита могут сказаться положительно, прежде всего, в глубоких тенях.
Это моё предположение блестяще инструментально подтвердил участник форума DPreview David. Для эксперимента он взял 14-битный RAW с камеры Nikon D300. При помощи модифицированной им программы в RAW-файле были обнулены все биты, кроме двух добавочных. Это гарантировало 100% чистоту эксперимента, т.к. после обнуления в кадре не осталось никакой другой информации, кроме добавленной при повышении битности.
рис. 05 Оригинал кадра, RAW, 14 bit:
05.
Рис. 06 Старшие 12 bit обнулены, до выставления WB и гамма-коррекции:
06.
"Пачему зелёный?" - с грузинским акцентом спросите вы. Отвечаю: в байеровских сенсорах зелёных светофильтров в два раза больше, чем красных и синих, поэтому ДО выставления баланса белого RAW действительно зелёный. Почему тёмный? - потому, что ДО гамма-коррекции. Пишу это для тех, кто любит копать глубоко, остальным это не важно.
Рис. 07 Обработанный вариант. Как видно, младшие 2 бита реально содержат детали:
07.
А теперь любимый мной момент - выводы. Постараемся сформулировать их так, чтобы они были легко понимаемы и полезны.
Резюме:
1. 14-ти битные RAW занимают больше места на диске и сильнее нагружают камерный процессор и компьютер. Соответственно, могут снизить, скажем, скорость серийной съёмки.
2. По сравнению с 12-ти битными они содержат больше информации, что сказывается, прежде всего, в глубоких тенях.
3. Часто мы снимаем кадр с недодержкой, чтобы спасти света. При этом тени становятся ещё темнее. В этой ситуации дополнительные биты также полезны. Известный специалист по вопросам цифрового кодирования изображений Алексей Тутубалин сформулировал так: При съёмке кадра с недодержкой около 1,5 ступеней экспозиции, 14-ти битный RAW позволяет получить такое же качество изображения, как правильно экспонированный 12-ти битный.
Теперь вы сами можете решить, нужны ли вам 2 лишних бита.
Программа моего авторского онлайн-курса "Эффективная работа в Adobe Lightroom с нуля."
Запись на него через кнопку "Сообщения" на моей FB-странице.
Приходите, буду рад каждому!
Отзывы моих студентов и не только
P.S. Если данная публикация показалась вам интересной и полезной, и у вас есть такая возможность, вы можете поблагодарить автора. Карта "Монобанка" (грн): 5375 4141 2153 6741