¿Es RAW de 14 bits mejor que RAW de 12 bits?


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Una imagen JPEG normal tiene solo 8 bits para almacenar información sobre el tono de cada píxel. Al almacenar la imagen en formato RAW (por ejemplo, DNG), podemos almacenar el tono usando más bits por píxel, lo que nos brinda un rango más amplio y más opciones para procesar en la computadora.

Mi cámara actual puede grabar imágenes como DNG de 12 bits, y normalmente uso RAW. Me di cuenta de que los modelos más nuevos de réflex digitales pueden almacenar 14 bits por píxel. Para mí, parece una gran ventaja obtener esos 2 bits más, pero en realidad, ¿es una gran diferencia? ¿Vería la diferencia en el procesamiento posterior? ¿La diferencia sería más en las partes oscuras (subexpuestas) o resaltadas (sobreexpuestas) de la imagen?


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Corrección pequeña pero importante: los archivos JPEG almacenan 8 bits por canal por píxel: 8 bits de rojo, 8 de verde, 8 de azul, 24 bits en total. Del mismo modo, RAW almacena 12/14 bits por canal por píxel: 36/42 bits por píxel en total. 8 bits por píxel es lo que obtienes con el formato GIF (o un PNG de 8 bits): una paleta máxima de 256 colores que no es buena para las fotos.
Mark Whitaker, el

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+1 a la corrección, pero tenga en cuenta que el archivo sin procesar realmente solo almacena esa cantidad de bits por píxel, donde cada píxel, cada fotosita, se filtra a un determinado color. La conversión de RAW implica la demostración, donde la información a todo color se extrapola hábilmente de los vecinos. Entonces, RAW no está realmente almacenando 36/42 bits por píxel. (Suponiendo que una matriz estándar de Bayer o un filtro de color similar es normal para todas las cámaras excepto la Foveon de Sigma.)
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@MarkWhitaker: corrección adicional (incluso más pequeña ;-): RAW (en la mayoría de las cámaras) almacena 12/14 bits por píxel, de uno de los 3 colores primarios. Los otros dos colores se agregan en el procesamiento posterior mediante demosaicing de Bayer (u otro patrón). Una excepción a esto son los sensores del tipo Foveon, donde el sensor captura 3 colores por píxel.
ysap

La mayoría de las imágenes JPEG almacenan la imagen en formato YCC ( en.wikipedia.org/wiki/YCbCr ). El número de bits para cada canal (luminancia, delta-azul, delta-rojo) se determina cuando se comprime la imagen. La representación de la imagen generalmente se realiza en RGB888, lo que conduce a una pequeña pérdida adicional (más que la compresión) de información. También hay JPEG CMYK y YCCK, aunque son más raros, y hay JPEG '12 bits ', que se muestran en RGB [12] [12] [12] en lugar de RGB [8] [8] [8]
rsaxvc

Respuestas:


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Hace una diferencia medible pero no cuenta toda la historia. La puntuación de retrato de DxOMark es una evaluación técnica de la salida de varias cámaras específicamente en términos de profundidad de color, que describen cuidadosamente como una " correlación " con la sensibilidad del color, que es el matiz real del color.

Si observa los resultados de esa métrica , puede ver que las cámaras con la puntuación más alta tienen 16 bits por píxel, seguidas de las que tienen 14 bits por píxel. Los costosos respaldos digitales de formato medio obtienen puntajes de DxOMark de 24-26 más o menos, seguidos por los mejores SLR con un rango de 23-25. Luego, las cámaras con 12 bits / píxeles son las siguientes: creo que la superior es de 22 puntos.

Pero tenga en cuenta que DxOMark describe una diferencia de 1 en este puntaje como "apenas perceptible". Eso si apenas te das cuenta con mucho cuidado. Para la mayoría de las personas, diferencias mucho mayores en la puntuación tampoco se notan en los resultados del mundo real.

El impacto en el mundo real y la percepción final son una de las razones por las que no es un gran problema. ¡Pero hay más! Si va más abajo en la lista, encontrará cámaras más antiguas con una profundidad de 14 bits y puntajes más bajos que las cámaras más nuevas de 12 bits. Entonces ese número por sí solo tampoco cuenta toda la historia técnica. El nuevo sensor y la tecnología de procesamiento mejoran los resultados reales de otras maneras. Si está comparando las generaciones actuales, más profundidad es mejor, pero no asuma que es todo.

En cuanto a si esto le da más espacio en las sombras o en los resaltados: no es realmente que los bits se agreguen en cada extremo, sino que hay más graduación. Imagine que un periódico le da películas de una a cuatro estrellas, mientras que otro usa una escala de 1-10. Un "10" del segundo periódico no es necesariamente mucho mejor que una reseña de cuatro estrellas del primero, pero los "bits" adicionales permiten más matices. Esta es la misma idea.

Estos sensores aún sufren un fuerte corte de los reflejos , por lo que, como siempre con lo digital, es mejor exponerlos para que se retengan y extraer detalles de la sombra: y sí, una mayor profundidad ayudará en cierto grado, si desea publicar. proceso para iluminar áreas oscuras, ya que (en teoría) habrá más matices para estirarse.

Una cosa importante a tener en cuenta es que los 12 o 14 bits del sensor, mientras que los JPEG utilizan una curva gamma que se ajusta a la percepción humana. Esa no es solo una forma en que JPEG comprime los datos: se debe aplicar una curva para que la imagen se vea bien. Dado que esta curva "aplasta" los bits, esa es una de las razones por las que hay menos diferencia perceptiva de lo que cabría esperar. (Pero tener esos datos lineales en forma no curva es parte de lo que le da a RAW su flexibilidad: es fácil elegir una curva diferente).

Sin embargo, mi punto general es que no miraría el número subyacente para tomar una decisión entre dos cámaras. En cambio, mira los resultados finales.


Otra referencia externa, que presenta el mismo punto de vista, de la sección del sitio web de la Sociedad Americana de Fotógrafos de Medios "Mejores prácticas y flujo de trabajo de fotografía digital" sobre sensores :

En el momento de escribir este artículo [ nb 2009 o anterior ], ninguna cámara réflex digital de 35 mm con capacidad de captura de 14 bits muestra claramente una ventaja de calidad de imagen sobre la captura de 12 bits .

Algunos fabricantes de sensores de formato medio afirman una ventaja con la captura de 16 bits. Sin embargo, nunca hemos visto un estudio (que no sea el del fabricante) que muestre que una mayor profundidad de bits se traduzca en una mayor calidad de imagen basada solo en la captura de 16 bits. En general, la diferencia entre la captura de 14 bits y la de 16 bits no sería visible (para los humanos de todos modos) a menos que se aplicara una curva de tono muy pronunciada a la imagen (del orden de 6-7 paradas).

(Énfasis agregado. Gracias a una respuesta anterior de Aaron Hockley para el puntero).


¡Gran respuesta! Sin embargo, creo que es posible que desee tener en cuenta la forma en que los bits se dividen entre resaltados, medios tonos y sombras. Usted mencionó que "no es que se agreguen bits en ninguno de los extremos, sino que hay más espacio para la gradación". Según tengo entendido, los niveles se asignan de manera que los reflejos se vuelven más, seguidos por los medios tonos, seguidos por las sombras y luego las sombras. El aumento de la profundidad de bits de 12 (4096 niveles) a 14 (16384 niveles) DEBERÍA tener un impacto en los aspectos más destacados ... y uno significativo en la disminución de los aspectos más destacados cuando alcanzan su punto máximo. Tiene 12,288 niveles de luminancia discretos adicionales más allá de 12 bits.
jrista

Suponiendo una distribución binaria de niveles en los resaltados superiores, luces, tonos medios, sombras y sombras en 12 bits: 2048, 1024, 512, 256, 256. Para 14 bits: 8192, 4096, 2048, 1024, 1024. ( Un poco artificial, pero demuestra el punto.) Esa diferencia debería ser visible en los resaltados, particularmente con RAW (la mayoría de las herramientas en bruto APLICAN una curva de tonos cuando importan), y dan como resultado una caída más suave y recuperable antes de que los reflejos se apaguen.
jrista

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@jrista: pon ese pensamiento al revés. El problema destacado es una parada difícil inevitable, que tiene que ver con la capacidad total de los fotosites. Mayor profundidad de bits no significa pozos más grandes; es que los pozos se muestrean más finamente. Dado que los datos más brillantes ya tienen más bits, agregar más muestras allí no compra tanto como agregar más a las áreas oscuras más escasamente representadas.
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En su ejemplo, pasar de 2048 a 8192 es 4 ×, y también 256 a 1024. Pero el nivel superior ya tenía miles de niveles de matices. Considere aún más abajo, donde uno podría estar pasando de 16 niveles posibles de colores oscuros a 64; ese es un cambio mucho más significativo que de 4096 a 16384, aunque el último es claramente más.
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Sé que los aspectos más destacados son un problema difícil, sin embargo, creo que cuando tienes más niveles para atenuar, es MENOS un problema. Estoy totalmente de acuerdo con usted en que tener más bits en las sombras limita la necesidad de preocuparse por el recuento de fotones.
jrista

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Más bits generalmente no significa más alcance, sino más precisión. Es decir, los extremos de las escalas, los negros más negros y los blancos más blancos, permanecerán donde están (en 0 y el valor máximo) pero el número de valores entre ellos será mayor con más bits.

Rápidamente cae en rendimientos decrecientes, ya que simplemente no hay necesidad de tanta precisión, y el sensor de la cámara a menudo ni siquiera puede resolver esa precisión de todos modos.


Si. :) Esta es una forma agradable y mucho más sucinta de decir lo mismo que mi respuesta. ¡+1 y bienvenido a Stack Exchange!
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Creo que hay cierta confusión relacionada con las diferencias entre RAW de 12 y 14 bits cuando se trata de su impacto en el rango dinámico.

Tengo entendido que el RAW de 14 bits no expande el rango dinámico. No expande ni los reflejos ni las sombras. Le brinda información más gradual entre los detalles más oscuros y brillantes que el sensor puede capturar (es como si tuviera 4 veces más sombras de gris). Estoy bastante seguro de que no notaría ninguna diferencia entre las imágenes en bruto de 12 o 14 bits capturadas por el mismo sensor.

Solo por diversión, eche un vistazo a esta Prueba de coeficiente intelectual de color , estoy bastante seguro de que tiene una graduación de menos de 12 bits.


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¡Esta prueba de agudeza del color es genial! (De nuevo) demostró mi punto (para mí) sobre la importancia de un buen monitor. Tengo un excelente Dell U2410 conectado a una computadora portátil HP con una pantalla brillante promedio (color verdadero o como se llame esta tecnología horrible). Mi navegador está abierto en el escritorio de la computadora portátil y primero realicé esa prueba en ese monitor. A los 40 años, obtuve un puntaje de 12, que no está nada mal. Entonces decidí hacerlo de nuevo, esta vez en el monitor Dell. ¡Mi puntaje con un buen monitor ahora es un prefecto 0!
ysap

De todos modos, tener niveles de color más intermedios es definitivamente una parte de la definición de un rango dinámico. Básicamente, es la relación entre el valor máximo y la unidad mínima medible.
ysap

... una cosa más: puede ver esta prueba de color en su monitor, que probablemente sea de 10 bits en el mejor de los casos, y su navegador probablemente no pueda procesar más de 8 o 10 bits, así que sí, la prueba es de menos de 12 bits.
ysap

No estoy seguro de que sea más que tangencialmente relevante para la pregunta, pero esa prueba es tan interesante que obtiene un +1 de mí en cualquier caso. :)
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