Demosaicing la gi

Định dạng RAW của nhiếp ảnh số là định dạng tương đương phim âm bản trong chụp ảnh film: là thông tin từng pixel thô trực tiếp từ cảm biến của máy ảnh số. Định dạng file RAW trải qua quá trình demosaicing, và vì vậy chỉ chứa giá trị Red, Green và Blue ở mỗi vị trí pixel. Máy ảnh số sử dụng các thông tin này để chuyển đổi thành màu trong định dạng JPEG hoặc TIFF và sau đó lưu vào thẻ nhớ. Như vậy file RAW giúp chúng ta kiểm soát tốt hơn hình ảnh JPEG hoặc TIFF. Bài viết này sẽ tập trung vào ưu điểm của file RAW và đưa ra một số gợi ý khi sử dụng định dạng file RAW.

Tổng quan

File RAW được dùng để xử lý ra ảnh JPEG hoặc TIFF cuối cùng thông qua một số bước, mỗi bước trong đó có thể có một vài điều chỉnh hình ảnh mà không thể đảo ngược. Một lợi thế của file RAW đó là cho phép người chụp tạm hoãn những điều chỉnh đó để xử lý sau này theo ý của người chụp. Sơ đồ sau đây minh hoạ cho trình tự điều chính:

Demosaicing và cân bằng trắng liên quan đến việc giải mã và chuyển đổi của lưới Bayer sang ba màu tại mỗi điểm ảnh, và được thực hiện cùng trong 1 bước. Hình ảnh đầu tiên nhận được từ việc giải mã và chuyển đổi của lưới Bayer có hướng nhuốm màu Green hơn.

Mắt của chúng ta nhận thấy sự khác nhau về màu sắc theo loga và khi cường độ ánh sáng tăng lên bốn lần thì chúng ta chỉ nhận thấy lượng ánh sáng ở mức tăng lên 2 lần. Máy ảnh số ghi lại sự khác biệt về ánh sáng theo tuyến tính – cường độ ánh sáng mạnh gấp đôi có thể tạo phản ứng gấp đôi ở cảm biến máy ảnh. Đó là lý do tại sao hình ảnh đầu tiên và thứ hai ở trên có vẻ tối hơn nhiều so với hình thứ ba. Để lượng ánh sáng ghi lại trong máy ảnh số được hiển thị như chúng ta nhận thấy cần áp dụng tone curves (chúng ta sẽ nói về tone curves trong một chủ đề riêng).

Độ bão hòa màu và độ tương phản cũng có thể được điều chỉnh, tùy thuộc vào cài đặt ở máy ảnh. Hình ảnh sau đó sẽ được làm nét để bù lại độ mềm do quá trình demosaicing gây ra, có thể thấy trong hình ảnh thứ hai.

Hình ảnh RAW có bit depth cao sẽ được chuyển thành ảnh chỉ sử dụng 8-bits per channel, và được nén dưới dạng JPEG dựa theo cài đặt tỉ lệ nén trên máy ảnh. Cho đến bước này thông tin hình ảnh RAW hầu như đã được lưu ở bộ nhớ đệm của máy ảnh số.

Việc thực hiện các bước chuyển đổi định dạng file RAW trên máy tính có một vài ưu điểm so với khi thực hiện trên máy ảnh số. Phần tiếp theo của bài viết sẽ miêu tả sử dụng file RAW như thế nào để tăng cường những bước chuyển đổi RAW này.

Demosaicing

Demosaicing là một bước xử lý rất nhiều, vì thế các thuật toán demosaicing tốt nhất thì đòi hỏi sức mạnh xử lý nhiều hơn thực tế của máy ảnh hiện nay. Hầu hết các máy ảnh số chỉ sử dụng một cách tạm chấp nhận được để chuyển đổi RAW sang JPEG hoặc TIFF trong thời gian ngắn. Việc thực hiện demosaicing trên PC sẽ cho phép sử dụng thuật toán tốt nhất, do máy tính có nhiều thời gian hơn, sức mạnh xử lý lớn hơn trên máy ảnh số.

​

Ảnh JPEG do máy ảnh xử lý ra không thể xử lý tốt khi khoảng cách giữa các dòng ngắn hơn như trong file RAW. Hơn nữa, một file RAW không thể đạt được đến mức lý tưởng bởi vì quá trình xử lý demosaicing luôn luôn làm mềm ảnh. Chỉ có cảm biến ghi nhận được cả 3 màu tại mỗi điểm có thể đạt được ảnh lý tưởng như ở hình cuối cùng (cảm biến kiểu Foveon).

Cân bằng trắng linh hoạt

Cân bằng trắng là quá trình loại bỏ việc chuyển đổi màu không thực tế, để các đối tượng xuất hiện với màu trắng sẽ được hiển thị đúng màu trắng trên ảnh chụp được. Việc chuyển đổi màu trong ảnh JPEG có thể bị loại bỏ ở xử lý hậu kỳ (PP - Post Processing), nhưng phải trả giá bằng bit depth và gam màu. Xảy ra điều này là bởi vì cân bằng trắng được cài đặt đến 2 lần: một lần khi chuyển đổi RAW sang JPEG, và một lần nữa tại PP. Các tập tin RAW cho phép chúng ta đặt cân bằng trắng của hình ảnh sau khi đã chụp, nên không ảnh hưởng đến bit depth.

Bit Depth cao

Máy ảnh kỹ thuật số có thể ghi nhận mỗi kênh màu nhiều hơn số mức được mã hoá bởi 8 bits per channel (256 mức) được dùng trong ảnh JPEG. Hầu hết các máy ảnh số hiện nay có thể ghi nhận mỗi màu ở 12 bits per channel (tương đương 4096 mức). Bit Depth cao hơn nên sẽ giúp làm giảm hiện tưởng rạn ảnh và tăng tính linh hoạt khi chọn không gian màu khi xử lý hậu kỳ.

Bù phơi sáng và Dynamic Range

File định dạng RAW thường cung cấp khoảng Dynamic Range rộng hơn so với JPEG, phụ thuộc vào việc máy ảnh chuyển đổi RAW sang JPEG như thế nào trong cài đặt. Dynamic Range là nói đến khoảng từ sáng đến tối mà máy ảnh có thể chụp được trước khi trở thành trắng hoặc đen hoàn toàn. Khi các dữ liệu màu RAW chưa được chuyển đổi (sử dụng công cụ curves), việc phơi sáng của ảnh RAW có thể được điều chỉnh một chút sau khi ảnh đã được chụp. Bù sáng có thể giúp sửa được lỗi do đo sáng nhầm, hoặc giúp ảnh mang lại những chi tiết tối sáng cần thiết hơn. Ví dụ sau đây là ảnh chụp trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời, và sau khi bù sáng âm và dương 1 stop.

Lưu ý chi tiết tối và sáng trên 3 hình ảnh. Kết quả này không bao giờ làm được trên định dạng JPEG, cả ở Dynamic Range và độ mượt của Tone. Một bộ lọc graduated neutral có thể được dùng để ảnh đẹp hơn với khoảng Dynamic Range rộng này. Chúng ta sẽ bàn về các bộ lọc ở các chủ đề khác.

Nâng cao độ sắc nét

Do file RAW là dữ liệu thô, nên độ sắc nét không được xử lý trên máy ảnh. Giống như demosaicing, các thuật toán làm nét ảnh cũng cần năng lực xử lý cao hơn. Việc làm sắc nét trên máy tính sẽ giúp ảnh nét hơn.

Do việc làm sắc nét ảnh phụ thuộc vào khoảng cách, định dạng RAW cũng giúp kiểm soát độ nét tốt hơn. Do quá trình làm nét thường là bước cuối cùng khi xử lý hậu kỳ, và không thể hoàn tác được, nên nếu sử dụng ảnh JPEG được làm nét trước sẽ không tối ưu kết quả.

Nén không mất dữ liệu

Định dạng RAW sử dụng thuật toán nén không mất dữ liệu, do đó không bị mất chi tiết như ảnh JPEG. Tập tin RAW chưa nhiều thông tin hơn và đạt được độ nét tốt hơn định dạng TIFF.

Chú ý: máy Nikon sử dụng thuật toán nén RAW có mất một chút dữ liệu, nhưng không đáng kể như so với thuật toán nén mất dữ liệu của ảnh JPEG.

Nhược điểm

• File RAW có kích thước file lơn shown JPEG, nên sẽ chụp được ít ảnh hơn trên thẻ nhớ cùng dung lượng.
• File RAW cần nhiều thời gian hơn do phải xử lý nhiều bước chuyển đổi.
• File RAW cần thời gian lâu hơn để lưu trên thẻ nhớ do kích thước lớn hơn, nên tốc độ chụp (frame rate - số ảnh chụp được liên tục trong 1 giây) ở chế độ RAW sẽ không đạt được như chụp ở chế độ JPEG.
• File RAW không thể cho ngay lập tức vì cần phải xử lý bằng phần mềm chuyển đổi cần thiết, ít nhất là chuyển đổi sang JPEG.
• Xử lý file RAW đòi hỏi máy tính mạnh hơn, nhiều RAM hơn.

Một vài cân nhắc khác

Một vấn đề của file RAW đó là nó không phải là chuẩn. Mỗi máy ảnh có định dạng RAW riêng, nên một chương trình có thể không đọc được hết các định dạng RAW. May mắn là hiện nay Adobe đã công bố định dạng âm bản số (DNG-Digital Negative) nhằm mục đích chuẩn hoá định dạng cho file RAW. Ngoài ra, bấy kỳ máy ảnh nào có khả năng chụp chế độ RAW thường đi kèm với phần mềm của hãng để đọc chúng.

Một phần mềm chuyển đổi RAW tốt có thể thực hiện hàng loạt và tự động tất cả các bước chuyển đổi ngoại trừ những gì bạn muốn tự chỉnh sửa. Điều này giúp giảm thiểu hoặc thậm chí loại bỏ việc sử dụng định dạng JPEG.

Rất nhiều máy ảnh mới có thể lưu ở cả hai chế độ RAW và JPEG song song. Cung cấp cho bạn ảnh cuối cùng ngay lập tức, nhưng vẫn có âm bản để điều chỉnh linh hoạt theo ý muốn sau này.

Tổng kết

Như vậy định dạng nào tốt hơn JPEG hay RAW? Có lẽ không có một câu trả lời duy nhất, mà phụ thuộc vào thể loại bạn muốn chụp. Trong hầu hết các trường hợp, RAW là định dạng tốt nhất do các ưu điểm kỹ thuật và thẻ nhớ dung lượng lớn ngày càng rẻ. Định dạng RAW cho người chụp điều chỉnh nhiều hơn, nhưng phải trả giá bằng tốc độ, không gian lưu trữ và không dễ dùng. Chụp RAW đôi khi không còn giá trị trong các trường hợp: chụp thể thao, chụp sự kiện; nhưng lại tốt nhất trong trường hợp chụp phong cảnh để tối đa chất lượng hình ảnh.

Đây là một nội dung trong loạt bài viết cùng tìm hiểu và nâng cao trình độ chụp ảnh!

handheld.vn lược dịch & biên tập​