Raw 图像文件
轉自：https://www.cnblogs.com/lifan3a/articles/7016634.html
擴展名
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.crw, .cr2, .cap,
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??? 原始圖像文件包含從數碼相機、掃描器或電影膠片掃描儀的圖像傳感器所處理數據。之所以這樣命名，是因為他們尚未被處理，未被打印或用于編輯。通常情況下，原始圖像有寬色域的內部色彩，可以進行精確的調整，可以在轉換之前作出一些簡單修改，如TIFF或JPEG文件格式存儲。方便打印，或進一步的處理。這些編碼往往依賴于色彩圖像的設備。這些圖像常常被形容為“RAW 圖像文件”，雖然實際上不是指單一的原始文件格式。其實有幾十種不同型號的數碼設備在使用這種格式（常見于數碼相機或膠片掃描儀）。 [1] 原始圖像文件，有時也被稱為數字底片，因為它們充當與電影底片相同的角色，并不是作為圖像直接使用，而是創建一個包含所有信息的圖像。同樣，轉換成可視格式原始圖像文件的過程中，有時也被稱為渲染原始圖像，相當于電影發展過程中用于感光膠片轉換成可視圖像的比喻。圖像渲染是白平衡和色彩分級的過程中的一部分。
就像照相底片一樣，原始的數字圖像可以有更寬的動態范圍比，最終的最終圖像格式或色域，它保留了大部分拍攝的圖像信息。原始圖像格式的目的是保存信息的損失降到最低，從傳感器獲得的數據，和周圍捕獲的圖像（元數據）的條件。
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§原理
RAW圖像格式的目的是盡可能的捕捉（即特定傳感器的最好性能）現場的拍攝特性，也就是說，包含有關場景的光照強度和顏色的物理信息。 最原始的圖像文件格式存儲的信息根據收到傳感器的照片，接受元素，而不是點的最終圖像（有時稱為像素）的幾何形狀：六角形元素位移傳感器 ，例如，他們六角記錄信息流離失所的元素，其中一些解碼軟件，最終將矩形幾何變換成多邊形“數字顯影”。
§文件內容
RAW文件包含創建一個可視圖像所必須的相機傳感器數據信息。RAW文件的結構，包括ISO標準的RAW圖像格式ISO 12234-2 ，TIFF / EP，往往遵循一個共同的模式，那就是：
一個短的文件頭，它通常包含文件的字節順序，文件標識符和主數據的文件偏移量
攝像傳感器元數據，用來描述圖像傳感器的數據，包括傳感器的尺寸， 顏色濾波矩陣(color filter array)的屬性和它的顏色配置文件
列入任何CMS環境或數據庫中需要的圖像元數據。這些措施包括曝光設定，相機/掃描儀/鏡頭模型，拍攝/掃描日期（和可選的位置信息），創作信息和其他。一些原始文件包含可交換圖像格式的標準化元數據節。
圖像縮略圖
可選的JPEG格式縮小尺寸的圖像，可用于快速預覽
在電影膠片掃描中，無論是文件序列的時間碼，序列碼或幀編號都代表在掃描卷軸中的幀順序。這個項目允許文件被被按幀順序排列（不依賴于它的文件名?）
傳感器圖像數據
許多RAW格式, 包括 3FR (Hasselblad), DCR, K25, KDC (Kodak), IIQ (Phase One), CR2 (Canon), ERF (Epson), MEF (Mamiya), MOS (Leaf), NEF (Nikon), ORF (Olympus), PEF (Pentax), RW2 (Panasonic) and ARW, SRF, SR2 (Sony), 都是基于TIFF格式.[2] 這些文件可能在許多方面偏離TIFF標準，包括使用一個非標準的文件頭，列入額外的圖像標記和一些標簽的數據加密。
松下的RAW轉換器可以通過Raw文件中的必要的更正信息來糾正類似LX3相機的幾何畸變和色差。 [3] [4] [5][來源請求]第一階段的原始轉換器捕捉一個還提供修正幾何失真， 色差 ，紫邊和梯形校正仿真軟件傾斜移位 ，來自100多個不同的相機最原始的文件。 [6] [7]這同樣適用于佳能的的應用，至少像所有的單反相機的緊湊型相機的?系列更昂貴的相機。
.dng是 Adobe 數碼底片格式??，DNG格式 ，是一個6.0的TIFF格式的擴展和兼容TIFF / EP，并使用各種開放格式和/或標準 ，包括 Exif元數據 ，XMP元數據 ，IPTC元數據 ，CIE XYZ坐標 ， ICC配置文件和.JPEG。 [8]
§傳感器的圖像數據
在數碼攝影中 ，原始文件的讀取， 照相膠片在膠片攝影中扮演的角色。因此，原始數據文件包含全分辨率（通常是12 -位或14位）數據讀取每個相機的圖像傳感器 像素點。
幾乎無一例外地覆蓋彩色濾光陣列組成的鑲嵌的紅，綠，藍和（二）綠色過濾器2x2矩陣，通常是拜耳過濾器或者其他的相機傳感器。
拜耳過濾器上的變化之一是索尼的Cyber-shot DSC-F828，在RG行交換“ 翡翠 ”綠色的RGBE濾波器 [9] （ 藍綠色 [10]或青色 [11] [ 顏色值 ]如Foveon X3傳感器 ，其他傳感器，捕捉信息，直接在RGB格式（使用3個像素傳感器在每個位置）。這些RGB原始數據還需要進行處理，使圖像文件，因為原始的RGB值對應于傳感器的響應，而不是像sRGB標準色彩空間。然而這些數據并不需要去馬賽克。
平板和膠片掃描儀傳感器通常是直窄的RGB或RGBI（其中“I”是強度）席卷整個圖像的線。HDRI格式的原始數據是能夠儲存紅外線的原始數據，可以使用紅外線清洗作為一個額外的16位通道。 討論有關原始文件的剩余部分，??以及適用于他們。（有些掃描儀不容許的主機系統訪問所有的原始數據，如速度妥協。原始數據的處理非常迅速掃描儀挑選出最好的一部分可用的動態范圍，因此只有結果傳遞到永久存儲的計算機內，減少傳輸的數據量，因此，對于任何給定的速度帶寬要求圖像的吞吐量）。
要獲得原始文件的圖像，這種鑲嵌數據必須轉換成標準的RGB形式。這通常被稱為“RAW發展”。綠從四個傳感器2x2的拜耳矩陣將RGB像素的原始形式轉換時，是用來控制處理的輸出像素的亮度細節，而紅色和藍色，其中有許多樣品的一半，主要用于越慢變圖像的色度??分量。
如果原始格式的數據是可用的，它可以用在高動態范圍影像轉換，捕捉三個 獨立的圖像，一個一個正確和一個曝光過度的和曝光不足，曝光多的HDI方法作為一種簡單的替代，和“疊加”其他方面。
§好處
幾乎所有的數碼相機可以處理來自傳感器的使用設置白平衡， 色彩飽和度，對比度，清晰度，自動選擇或由攝影師拍攝照片前，進入到一個JPEG文件圖像。相機產生的原始數據文件保存在文件中的這些設置，但推遲處理。這個結果在攝影師的一個額外的步驟，使原料通常只打算時使用額外的計算機處理。然而，生有眾多的JPEG上的優勢，如：
更高的圖像質量。因為所有的計算（如伽瑪校正 ，去馬賽克 ，白平衡， 亮度 ，對比度，等等......）用于生成像素值（對于大多
RGB格式）進行一步的基礎數據，由此產生的像素值將更加準確，并表現出以下的色調分離 。
繞過相機內不受歡迎的處理步驟，例如銳化和降噪
通常使用一種有損壓縮格式（雖然現在提供一種無損JPEG壓縮）保存JPEG圖像。RAW格式是典型的無壓縮或使用無損壓縮，即相機在拍攝中得到的數據不會產生任何損失，相機記錄下什么，RAW格式就記錄什么。
更精細的控制。RAW轉換軟件，允許用戶操縱更多的參數（如亮度 ，白平衡， 色調 ，飽和度，等等。）和更大的可變性這樣做。白點，例如，可以設置為任意值，如“日光”或“白熾燈”不只是離散的預設值。用戶通常可以看到預覽的同時，調整這些參數。
相機原始文件的有12或14位的強度信息，而不是γ-8
壓縮JPEG文件存儲位（通常在處理TIFF文件存儲）;由于數據尚未呈現和裁剪到一個色彩空間 的色域 ，更精確可能是亮點，陰影，色彩飽和度。
可以設置為任何需要的色彩空間 。
不同的去馬賽克算法可以使用，而不僅僅是編碼的相機。
原始文件的內容，包括更多的信息，有可能提供更高的質量比轉換的結果，
在其中渲染參數是固定的，色域裁剪，并有可能成為量化和壓縮失真。
的數據，如增加較少時，從原始數據
進行比已經呈現的圖像文件時，可見文物的一個顯著曝光不足的照片，結果曝光的大變革。原始數據更正和藝術手法留下更多的余地，而不產生的圖像中可見的缺陷，如色調分離 。
所有的RAW圖像文件所做的更改，非破壞性的，也就是說，只有控制渲染的元數據被改變，使不同的輸出版本，離開原來的數據不變。
在一定程度上的RAW攝影無需使用HDRI的技術，讓現場強度范圍映射到輸出的色調范圍超過了更好的控制，自動映射到JPEG或其他8位表示的過程。
§缺點
相機原始文件的大小通常比JPEG文件尺寸大2至6倍[12]，但使用RAW格式能避免壓縮為JPEG格式的圖像質量損失。一個存儲卡只能存儲少量的RAW文件，不過現代記憶卡的大尺寸和低價格一定程度上可以減輕負擔。
最原始的格式，使用壓縮或不影響圖像質量的情況下，實現光的無損數據壓縮 ，以減少文件的大小。但有些人使用有損數據壓縮對圖像數據進行量化和濾波。 [13] [14]新近的尼康相機，可以讓攝影師選擇他們的原始圖像為無壓縮，無損壓縮或有損壓縮。
沒有被廣泛接受的標準的原始圖像格式（ISO 12234-2的TIFF / EP）。DNG格式 ，是潛在的候選，一個新的標準格式尚未被許多大相機公司的選擇。（見“ 標準化 ”一節）。[15]許多不同的RAW格式目前正在使用和新的RAW格式不斷出現，而其他被遺棄。
由于缺乏一個標準的原始格式的廣泛采用，更專門的軟件，可能需要打開原始文件為標準格式，如JPEG或TIFF。軟件開發人員必須經常更新他們的產品，以支持最新的相機，但像dcraw的使更容易的開源實現RAW格式。
在圖像的工作流程所花費的時間是一個重要因素，在.raw和準備使用的圖像格式之間進行選擇。需要更多的時間來處理原始圖像與現代的照片編輯軟件已經大大降低，但它在工作流程仍然需要許多額外的步驟。
§軟件支持
相機支持RAW文件通常與專有軟件轉換成標準的RGB圖像的原始圖像數據。已批準從相機制造商或反向工程 ，尤其是RAW格式的技術，并提供自己的處理算法的供應商提供的其他處理和轉換程序和插件 。
ACDSEE PRO是一個豐富 ??的照片管理和編輯軟件，不斷增加其支持RAW格式的清單。 [16]
Adobe Photoshop中包含版本為CS2 RAW格式的廣泛支持，如Adobe的Photoshop Lightroom 。
捕獲一個支持來自單反相機的原始圖像文件（佳能，尼康，松下，索尼等）和中畫幅相機（ Phase One, Leaf, Mamiya 等）廣大范圍。 [17]
Paint Shop Pro的同樣包含RAW的支持，雖然在大多數編輯更新程序的情況下可能是必要的，他們被釋放，達到新的RAW格式的兼容性。
Picasa是一個開源軟件，支持大多數RAW文件。IrfanView的同樣是一個免費軟件/共享軟件支持大多數RAW文
件的基本編輯。如微軟的2006數字圖像識別和組織的原始圖像格式。CRW，CR2，NEF，這是由佳能和尼康，產生的文件格式[來源請求]但該產品是在2007年停產。 [18]
微軟提供免費軟件適用于 Windows XP集成到系統的其他照片工具查看和打印;然而，這個軟件是在2005年最后一次更新，不支持從許多釋放其后相機原始文件[19] 在Windows相機解碼包可以從120數碼單反相機從多個廠家在Windows Explorer和Windows Live照片庫，Windows Vista 和 Windows 7，RAW格式文件的本地觀看。 [20]
Windows XP和Vista都支持WIC編解碼標準。如Konvertor，Windows 相片圖庫，Windows Live 影像中心和FastPictureViewer等專業??產品[21]可以查看RAW格式，安裝必要的WIC編解碼器 。相機廠商佳能 ， 尼康 ， 索尼 ， 奧林巴斯和賓得已發布WIC編解碼器，但也有一些制造商只提供32位版本Vista的編解碼器支持。 [22]商業DNG格式編解碼器也是可用從Ardfry， [23]而，FastPictureViewer廠商已經發布了WIC解碼包，增加22 RAW格式的支持在32位和64位版本的Windows為donationware， [24]
2005年， 蘋果電腦公司推出了幾種產品，提供原始文件支持。在1月，蘋果發布的iPhoto 5，提供了許多原始的文件格式查看和編輯的基本支持。在這一年的4月，蘋果推出了新版本，其操作系統，Mac OS X v10.4的中 ，增加了原料直接支持的操作系統的ImageIO框架，增加了原材料的支持自動大多數的Mac的一部分OS X的應用，從蘋果公司（如Mac OS X的預覽，PDF和圖像瀏覽應用程序和光圈 ，照片后期制作專業人員的軟件包）以及所有的第三方應用程序使用的ImageIO框架。一般包括半定期更新到OS X更新為相機生產商的干預個月推出的新的原始文件格式的支持。
有許多其他的“原始工作流應用程序”，旨在為客戶提供高效的處理和后處理的原始圖像，包括赫利過濾器 ，DxO Labs公司 DXO OPTICS PRO， 哈蘇的PHOCUS比博實驗室的比博臨 。蘋果光圈 ，Adobe公司的Photoshop和Lightroom中，LaserSoft成像的的SilverFast，并PhotoLine一樣，這些方案提供了先進的控制處理存儲在原始文件中的信息和原始數據文件轉換成JPEG或TIFF 的Picasa，1免費圖像編輯和編目從谷歌計劃，可以讀取和顯示許多原始的格式，但一樣的iPhoto，Picasa提供原始文件的數據處理工具只有有限的。
簡單的照片編輯軟件LightZone，提供本地編輯RAW格式的能力。大多數工具是原始轉換器，但LightZone允許用戶編輯的原始文件，如果是TIFF或JPEG。
§開源軟件
便攜式開源計劃DcRaw最原始的格式，可以作出不支持大多數商業軟件（ 如 Unix）操作系統上運行。libraw [25]是一個API庫的基礎上的，提供了更方便的接口用于讀取和轉換RAW文件。PhotoStudio中的HDR和AZImage [26]的商業使用Libraw的應用。Jrawio是另一個API庫，純Java代碼和符合標準的Java圖像的I/O API編寫。darktable是一個開放源碼的Linux和其他開放的類Unix操作系統的RAW工作流程工具。特點在Lab色彩空間和插件架構的原生32位浮點處理。
DigiKam的是一個開放源碼的先進的數字照片軟件，應用于Linux，Windows和Mac OSX，支持RAW處理管理中的應用。ExifTool支持讀取，處理和編輯原始圖像文件的元數據。ExifTool支持EXIF，GPS， 國際報業電信委員會 的XMP，JFIF 的 ，GeoTIFF的 ICC配置文件 ，Photoshop的內部評級法的Flashpix，AFCP和ID3，以及許多數碼相機的制造商注意到許多元數據，包括不同類型。
最新版本的GIMP，一個免費的開源的照片編輯包，許多進口原材料的格式。舊版本有一個插件，允許讀取和轉換RAW文件。
ImageMagick的圖像處理和轉換，一個流行的軟件套件，讀了許多不同的原始文件格式。
[27]ImageMagick是可用于Linux / Unix系統，Mac OS中，Windows中，和其他平臺。
photivo與非破壞性的16位處理的靈活性，旨在管道的原料是一個開放源碼的處理器。它運行在Linux，Mac OSX和Windows緊密集成使用GIMP。
rawstudio是另一個開源的程序來讀取和處理圖像從數碼相機。主要的重點是精簡的接口上，以便快速審查和處理大圖像集合。 RawTherapee是一個開放源碼的RAW轉換器，支持Linux，Mac OS和Windows操作系統。
ufraw的是自由軟件的基礎上修改的。它可以用來作為一個GIMP插件和大多數操作系統。
§標準化
提供詳細的原始文件的內容和簡要說明很大的問題。沒有任何單一的原始格式，格式可以是相同或完全不同的。不同的廠商使用自己專有的和典型的無證格式，統稱為原始格式。通常情況下，他們也從一個相機模式下更改格式。幾個主要的相機廠商，包括尼康 ， 佳能 ， 索尼 ， 加密的文件部分在試圖阻止第三方工具訪問它們。 [28]
這種全行業的格式不一致的情況十分關注他們擔心，他們的寶貴的原始照片可能有一天會成為人跡罕至，許多攝影師的電腦操作系統和軟件程序變得過時和被遺棄的RAW格式的軟件。提供高品質的開源軟件解碼的原始圖像格式，特別是dcraw的 ，有助于緩解這些問題。一個由邁克爾·賴克曼和克林斯曼施佩希特的文章說：“這里有兩個解決方案 - 通過由一個攝像頭行業：公共RAW格式文件;過去，現在和未來，或者，更可能A：通過一個普遍的RAW格式”;包括在其請愿書“，我也要求你的公司采用一種通用的RAW格式。DNG格式已經提出了這樣一個可能的標準，但我們愿意接受任何真正的開放標準，作為行業可能商定“。 [29]“[美國]國會圖書館集合計劃”標識為“不太理想的文件格式”RAW文件格式，標識作為一個建議的替代DNG格式 。 [30]
DNG是為全行業的正在尋找的原始圖像格式。它是根據與ISO標準的原始圖像格式的TIFF / EP ISO 12234-2兼容，并正在為通過ISO標準修訂。
ISO標準的原始圖像格式是ISO 12234-2，更好地為TIFF / EP。 （的TIFF / EP還支持“修改”，或“處理”，圖像）。的TIFF / EP提供了相機的原始圖像格式的基礎上。例如， 尼康的NEF RAW文件基礎上的TIFF / EP，包括標簽標識的TIFF / EP的版本，他們根據[31]Adobe公司的DNG（數字負片）原始文件格式的TIFF / EP的基礎上的DNG規范規定“DNG格式是兼容的TIFF-EP標準”。
[32]幾個相機使用他們的原始圖像格式DNG格式，所以在一些方面，他們也使用的TIFF / EP。 [33]
Adobe系統在2004年9月推出這個DNG格式的 RAW圖像格式。2006年9月，一些相機制造商已開始在新型號的相機，包括徠卡 ， 三星 ， 理光 ， 賓得 ， 哈蘇 （本地攝像頭支持）宣布DNG格式的支持;和更好的感光 （輸出）。 [34]徠卡數碼MODUL-R（DMR）是第一個使用其原生格式為DNG格式。 [35]2009年9月就沒有已知的知識產權障礙或DNG格式的許可證要求。 [36]（有一個“數字負片（DNG）規范專利許可”， [37]但不實際擁有， 有 DNG格式上舉行的任何專利，2009年9月說，至少4年后才能得到這個出版許可證） 。
TIFF / EP在2006年開始，其5年的修訂周期。
[38]Adobe提供了ISO的DNG規范是ISO的修訂TIFF / EP標準的一部分。 [39] [40]從國際標準化組織于2008年10月的進展情況，有關修訂的TIFF / EP報告指出，目前包括修訂“......兩個”互通型材，“IP”處理后的圖像數據，使用“。TIF“的延伸，”IP2“的”.raw“圖像數據”。DNG格式的“延伸”。 [41]這是“IP2”，這是與此有關。在2009年9月的進度報告認為，“這種格式為DNG 1.3，出發點是相似的。” [42]
DNG格式已利用開放源碼的開發。 [28]相機制造商使用不同：最大的公司，如佳能 ， 尼康 ， 索尼 ，以及其他一些不使用的DNG，但規模較小的公司，和“利基”的相機，否則可能會遇到困難，從軟件公司的支持，經常制造商使用作為他們的母語的原始圖像格式DNG格式。（或賓得的情況下，作為一個可選的替代品，以自己的原始圖像格式）。有15個或更多這樣的公司的訂單，甚至包括一些專門在電影攝影機。 [33]
§文件的處理
參見：Color image pipeline
要查看或打印這些圖片，需要從相機的圖像傳感器的輸出進行處理，轉換到照片渲染，然后儲存在一個標準的光柵圖形格式中，如.JPEG這種處理，無論是在相機或以后在原始文件轉換器中所涉及的操作，典型的有： [43] [44]
解碼 - 原始文件的圖像數據通常編碼壓縮的目的，而且還經常混淆的目的（如佳能或尼康相機的原始文件）。
壞點去除-從附近地點在顯著的壞點位置的數據與插值替換
白平衡 -被用于調節光色溫的照片
去馬賽克 -插值從一個矩陣彩色像素的顏色替換一些從圖像傳感器接收到的部分原始數據。
降噪 -消除小波動，平滑細節
顏色轉換 -從本地相機圖像傳感器的光譜靈敏度轉換為輸出色彩空間（通常為JPEG
的sRGB）的顏色空間
色調重現[45] [46] -相機傳感器捕獲并存儲在原始文件中的一個典型的10位或更多位的動態范圍場景的亮度需要美觀效果和正確觀看上呈現低動態范圍內的顯示器或打印;色調再現通常包括單獨的色調映射和伽瑪壓縮步驟。
壓縮 -例如JPEG壓縮
請注意，只有CFA傳感器可以進行去馬賽克處理，但它不適合3CCD或FOVEON X3傳感器。
相機和圖像處理軟件也可以執行后期的處理，以提高圖像質量，例如：
去除系統噪點- 反偏見幀和平場校正
暗幀減法
光學矯正- 鏡頭失真校正， 暗角校正和色彩邊緣校正
對比度增強
反銳化掩模來提高清晰度
動態范圍壓縮，減輕陰影區域表現出的亮點 當相機保存原始文件，它推遲處理;通常只有執行的處理是有缺陷的像素（有缺陷的像素被刪除之前創建的文件的DNG規范要求拆除[47]保存原始文件之前，一些相機廠商做額外的處理;例如，尼康已經由天文攝影批評降噪申請之前保存的原始文件。 [48]
某些RAW格式還允許非線性量化 。 [13] [14]這種非線性使不可見的圖像退化消除無形的和不相關的信息，從圖像的原始數據壓縮。盡管噪點可以減少，但還是有些噪點不可避免。 [來源請求]
§注釋清單的文件擴展名
.3FR（ 哈蘇 ）
.ARI（ARRIFLEX）
.ARW.SRF.SR2（ 索尼 ）
.bay（ 卡西歐 ）
.crw.cr2（ 佳能 ）
.cap.iiq.eip（Phase_One）
.dcs.dcr.drf.k25.kdc（ 柯達 ）
.DNG（ 奧多比 ）
.ERF（ 愛普生 ）
.FFF（ 易邁康 ）
.MEF（ 瑪米亞 ）
.MOS（ leaf ）
.MRW（ 美能達 ）
.NEF.NRW（ 尼康 ）
.ORF（ 奧林巴斯 ）
.PEF.PTX（ 賓得 ）
.PXN（ 羅技 ）
.R3D（ Red ）
.raf（ 富士 ）
.raw.rw2（ 松下 ）
.raw.rwl.dng（ 萊卡 ）
.rwz（Rawzor）
.srw（ 三星 ）
.X3F（西格瑪）
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總結
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