RAW vs. TIFF vs. JPEG

Archiv | 01.07.05

Po celou dobu, co si digitální fotografie usilovně razila cestu ke svýmpříznivcům, zaznívá až do dnešních dnů mezi uživateli stále táž otázka: "do čeho" fotit? Možná právě pro...





Po celou dobu, co si digitální fotografie usilovně razila cestu ke svým
příznivcům, zaznívá až do dnešních dnů mezi uživateli stále táž otázka: "do
čeho" fotit? Možná právě proto, že možností není nazbyt, zůstává před mnoha
majiteli digitálního aparátu dilema takřka hamletovské: jaký použít pro
ukládání pořízených snímků souborový formát? Na konci tohoto článku si budete
umět správně odpovědět sami.

Tak jako u všech zařízení, jimž jsme přisoudili přízvisko "digitální", i v
případě fotoaparátů všech kategorií dochází k převodu barevné a často i barvité
vizuální reality do řeči jedniček a nul, tedy čísel (jaká škoda, že podobně
jako Francouzi nepoužíváme pro digitální aparáty označení "numeric", tedy
číslicový). Původní obrazová informace, viděná objektivem, je prostřednictvím
snímače a dalších obvodů (převodníků) transformována do jakési kolekce
číselných údajů, jež určitým způsobem reprezentují původní snímanou scénu a
zodpovídají za její zobrazení. Protože o podstatě všemožných procesů v nitru
digitálního aparátu si můžete přečíst na jiném místě této přílohy, nás bude v
tomto článku zajímat právě ona "hromada" dat, uložená po prvotním zachycení v
datovém souboru.
Právě tato surová informace je již od počátku samotným fotoaparátem, přesněji
jeho výpočetní jednotkou, určitým způsobem organizována, neboť bez jasně
definovaného uspořádání bychom těžko mohli pořízená data v budoucnu
interpretovat opět v podobě obrazu. A právě v této fázi, kterou dnes již často
můžete na svém fotoaparátu ovlivnit, se zásadně rozhoduje, jak budete moci dále
se získanou obrazovou informací naložit a co z ní bude možné vytěžit. Samotný
způsob uložení prvotních snímačem pořízených dat a jejich další interpretace
totiž výrazně předurčuje výsledek, jímž může nakonec být výtisk z inkoustové
tiskárny či fotografie z fotolabu.
Naprostá většina současných dostupných digitálních aparátů pracuje se třemi
typy běžně rozšířených souborových formátů, jež reprezentují jednotlivé snímky
jako samostatné položky. Protože soubory typu RAW, TIFF a JPEG jsou zároveň
dobře známými prototypy různého způsobu ukládání obrazové informace, jejich
prostřednictvím si blíže ukážeme, jaký způsob okamžitého či následného
zpracování pořízených snímků můžete zvolit. Povíme si nejen o zásadních
výhodách a nevýhodách práce s kterýmkoli z nich, ale též si vysvětlíme
související témata, mezi něž patří především komprese a její vztah k výsledné
kvalitě zobrazení.

RAW aneb data rovnou z výroby
Naše porovnávání a zevrubný popis zahájíme povídáním o způsobu uložení
obrazových dat, jenž je služebně nejmladší. Na rozdíl od svých předchůdců, jež
jsme běžně využívali již před nástupem digitální fotografie pro práci s
obrazovými soubory (a o nichž bude dále řeč), vznikl formát RAW, nebo přesněji
skupina formátů označovaná běžně jako RAW, až se skutečným nástupem digitálních
fotoaparátů. Před jejich příchodem totiž postrádal logiku: vlastně RAW (z
anglického surový, syrový nebo též neopracovaný) totiž vlastně žádným obrazovým
souborem není. Tak moment, říkáte si? Pojďme blíže k podstatě věci, jež nám vše
poodhalí.
Jak již víte (či si přečtete na jiném místě tohoto speciálu), digitální aparát
používá při záznamu snímač a následně tzv. analogově-digitální (dále A/D)
převodník. Na vstupu - přes objektiv a otevřenou závěrku - dopadá na snímač
světlo s obrazovou informací v "analogové" podobě, výsledkem práce snímače je
pak série signálů s určitými úrovněmi napětí, jež reprezentují intenzitu
dopadající světelné energie. Tyto výstupní signály projdou oním A/D
převodníkem, kde se určitým úrovním přiřadí exaktní číselné hodnoty - ano, to
je právě ta skutečná digitalizace. V tuto chvíli tedy fotoaparát vlastně získal
soubor číselných údajů, jež vypovídají o zachyceném světle, a to ve formě
číselné interpretace, s níž se dále bude pracovat. Nesmíme přehlédnout, že v
této fázi "výroby" ještě neexistuje nic jako portrét s jemnými pleťovými
odstíny nebo horská krajinka s nepřekonatelnou oblohou. Jen hromada čísel, a
těm musíme v následujících fázích zpracování přiřadit významovou informaci.
Jakou? Především o barvách, ale nejen o nich.
Prakticky žádný běžně dostupný digitální fotoaparát nenechá svého uživatele "na
holičkách" a samozřejmě tuto prvotní, matečnou "horninu" nadále zpracovává
svými interními postupy tak, aby zajistil co nejlíbivější barevné zobrazení,
zohlednil a kompenzoval barevné posuny způsobené typem osvětlení původní scény
(tzv. vyvážení bílé) a také co možná nejvíce šetřil kapacitu paměťových karet.
To je sice většinou užitečné, ale vždy nevratné a následně v podstatě
nenapravitelné. A zde se dostáváme k podstatě souborů, označovaných jako RAW:
jde o nejsurovější, nejryzejší způsob záznamu a přenosu původně obrazové
informace v takové podobě, jak ji snímač aparátu zachytil a A/D převodník v
první fázi převedl do číslicové formy. Soubory typu RAW tedy nenesou žádnou
interpretaci barev ani třeba "vyvážení bílé", ale jsou vlastně jen obrovskou
tabulkou měření z jednotlivých buněk snímače. Co bylo změřeno, je zde zapsáno,
položka za položkou. Takto zapsaná struktura je navíc vybavena poměrně obsáhlým
záhlavím, díky němuž je následně některý z vhodných programů schopen rozpoznat,
jak jsou data uspořádána, z jakého aparátu pocházejí, jak proběhla expozice
atd. Když toto vše uloží aparát na paměťovou kartu, vzniká soubor, označovaný
běžně jako RAW.
Na závěr tohoto odstavce uveďme jednu zásadní skutečnost: s jakýmsi formátem či
způsobem uložení dat, jež odpovídají struktuře RAW, pracuje každý digitální
fotoaparát. Avšak zdaleka ne každý nám dovoluje tento "meziprodukt" uložit jako
samostatný soubor, tedy jaksi jej "ukrást" z výroby a samostatně dotvořit. Pro
někoho je to dobře, pro jiného uživatele to může být na škodu: proto si dále
uvedeme klady a zápory jeho využití.

Výhody použití formátu RAW
Z výše uvedené charakteristiky začínají být patrné zásadní výhody, kvůli nimž
byla práce s formátem RAW zavedena do běžné "výbavy" digitálního fotografa.
Mnohé z nich, jak uvidíme dále, předurčují RAW ke zpracování především v rukou
pokročilejších amatérů či profesionálů, jež vyžadují maximální kontrolu nad co
možná největší částí cesty, kterou snímek při svém vzniku urazí.
První, klíčovou výhodou je samotný fakt, že fotoaparát neprovede se získanými
surovými daty žádnou nevratnou operaci. Nic "původnějšího" než samotný RAW nemá
smysl ukládat, protože jde o první smysluplný získaný záznam a fotoaparát tedy
nevloží do zapsaných měření žádnou "obrazotvornou invenci". Fotograf či grafik,
pracující s takovou surovinou, se může (po provedení zálohy souborů RAW) k
původním záznamům opakovaně vracet a interpretovat znovu a znovu ona měření
podle vlastní úvahy.
Druhým významným argumentem pro použití této formy záznamu, jenž souvisí těsně
s předešlým, je absence barevné interpretace. Surová data neříkají nic o
definitivním přiřazení barev, jež vytváříme až následně, v prostředí
odpovídajícího softwaru. Máme-li jako zdroj RAW, můžeme, zjednodušeně řečeno,
ručně libovolně přiřadit číselným záznamům jejich výsledný barevný význam. V
praxi to znamená, že fotograf následně ovlivňuje celkové barevné podání a je
schopen ovlivnit, zda bude interpretace "jásavější a zářivější", či zda budou
barvy spíše tlumené a decentní. Stejně tak je možné dodatečně a opakovaně
snímek "posouvat" v rozmezí různých barevných podání díky konfiguraci tzv.
"vyvážení bílé" - tato volba, jež patří mezi klíčové výhody digitální
fotografie, je většinou nastavována přímo na aparátu, kde jinými slovy
přístroji říkáme, jaký posun má při interpretaci surových dat provést právě při
interních propočtech a přiřazení interpretace barev. Nevýhodou je, že pokud to
provede samotný aparát, máme málo prostoru výsledek následně korigovat: díky
RAWu můžeme právě posun této charakteristiky, též označované jako "teplota
barev", provést a doladit ručně. A když už jsme u konverzí a úprav, za
upozornění jistě stojí, že v této fázi "výroby" snímku je možné výrazně
ovlivnit případnou chybu v expozici (málo či příliš mnoho zachyceného světla) a
také obraz doostřit apod.
Další výraznou výhodou, jíž však povětšinou ocení pokročilejší uživatelé, je
využití množství informace získané ze snímacích buněk. Řekli jsme si, že
základním pilířem konverze signálu na čísla je A/D převodník, s jehož výsledkem
dále pracujeme. U řady přístrojů produkuje toto zařízení více informací, než je
schopen ve výsledku uchovat některý z formátů jako jsou TIFF či JPEG. Abychom
byli konkrétnější, soubory JPEG typicky pracují s 8 bity dat na jeden barevný
kanál známého třísložkového modelu RGB, takže výsledný obrázek má barevnost
každého bodu určenu pomocí 3 osmibitových údajů proto je též tento záznam
označován jako 8bitová či 24bitová grafika. Jenže převodník by ze sebe dokázal
vydat více a RAW to umí využít: pokud je na výstupu ve skutečnosti 12 bitů,
příslušný software následně tuto výhodu dokáže využít a nemusí ihned dojít k
nevratné degradaci v podobě 8bitových kanálů. Čím déle "udržíte" při procesu
zpracování více bitů na jeden kanál, tím lepších výsledků lze při zpracování
dosáhnout. Rozdíly však samozřejmě oceníte především při kvalitním výsledném
podání při tisku či vyvolání na fotopapíry.
V neposlední řadě je v jistém slova smyslu značnou výhodou také velikost
souborů RAW. Samozřejmě v porovnání s formátem JPEG tomu tak není, jenže toto
není rovný souboj: soubory JPEG prošly procesem ztrátové komprese (viz dále),
zatímco RAW nic z původních dat neztratil. Smysl má srovnávat pouze mezi
formáty jako TIFF a RAW: oba zahrnují plnou informaci beze ztrát, a zde je
vítěz jasný, neboť soubory TIFF jsou zhruba trojnásobné. Pro porovnání uveďme,
že výstupem amatérské digitální zrcadlovky Canon EOS 300D s čipem o velikosti
cca 6,3 milionů pixelů je RAW o velikosti cca 6-8 MB, odpovídající TIFF mívá
kolem 19 MB a JPEG o nejvyšší kvalitě zhruba 2-3 MB.

Nevýhody použití formátu RAW
Každá mince má dvě strany a nejinak je tomu v případě tohoto surového datového
formátu. Ne všichni k němu vzhlížejí s obdivem a bezmeznou úctou, takže si
řekněme, kde může být problém.
První obtíží je naprostá nekompatibilita tohoto formátu. Soubory RAW jsou
specifické nejen podle toho, který výrobce přístroj vyrobil, ale mohou se
citelně lišit i podle značky fotoaparátu téhož výrobce! V praxi to znamená, že
již při prvotním načítání souborů z fotoaparátu či paměťové karty jsme nuceni
využít specifický software, jenž umožní další zpracování. V praxi se situace
neustále zlepšuje, ale nutno dodat, že tuto stránku věci není dobré podceňovat
hlavně při výběru přístroje samotného.
Druhým, těsně navazujícím problémem je naprostá nutnost dodatečného
softwarového zpracování. Soubor RAW prostě ještě není hotový obrázek a my
musíme surovým datům vdechnout život, a to opět nejlépe pomocí vhodného
programu. Tato fáze nemusí být nutně
uživatelsky nezvladatelná či nepochopitelná, avšak v každém případě je časově
náročnější a vyžaduje jistý "systematický" přístup. Získat příslušné programy
však již není tak obtížné jako dříve, objevuje se zde však jiné nebezpečí:
pokud si spolu se soubory RAW nepořídíte zálohu programu, jenž je umí
interpretovat a zpracovat, mohli byste po čase narazit na obtíže s jejich
použitím.
V neposlední řadě je nevýhodou RAWu paradoxně totéž, co jeho výhodou: velikost
souborů. Oproti dobře a hlavně rychle použitelným formátům, jako je JPEG, jde
přece jen o trestuhodné plýtvání prostorem paměťové karty.
Ovšem s postupným razantním poklesem jejich ceny tato překážka opět pomalu
ustupuje do
pozadí.

TIFF aneb v plné barvě beze ztrát
Pokud bychom si jako základní podmínku stanovili požadavek, že trváme na
zachování obrazové informace v maximálním rozsahu, ale zároveň se nechceme
zabývat změnami barevného podání či podobnými kratochvílemi, přichází na řadu
další obrazový formát, označovaný jako TIFF. Jeho pozice oproti ostatním dvěma,
o nichž je zde řeč, není tak silná, pokud hodnotíme přímé použití v útrobách
digitálních aparátů. O to častěji však tento souborový formát používáme při
následném zpracování surových dat, typicky z RAWu, na PC.
Formát TIFF se vyznačuje tím, že již zahrnuje kompletní barevnou interpretaci
obrazových dat. Před jeho vznikem - ať již k tomu dojde ve fotoaparátu či v
aplikaci na PC - tedy musí dojít ke zcela konkrétnímu definování barevných
"hodnot" jednotlivých bodů. Jedná se už o skutečný obrázek a nikoliv o surová,
"bezcharakterní" data - a tomu též odpovídá univerzálnost jeho použití. Navíc
jsou informace v plném, co do množství nijak nedegradovaném rozsahu, což je
třeba pro další zpracování či zálohu velmi důležité.
Použití souborů TIFF s sebou nese též postupy, jež označujeme běžně jako
bezeztrátová komprese. Protože jde o dosti důležitý mechanizmus, trochu se u
něj pozastavíme. Jak už bylo naznačeno výše, kompletní soubor TIFF je poměrně
velký, neboť nese údaj o barvě, zapsaný prostřednictvím všech tří kanálů, a to
v 8 nebo též 16 bitech na 1 kanál každého bodu. Letmým odhadem tak zjistíte, že
původní obrázek ze snímače s rozlišením 6,3 milionů pixelů rychle "nakyne" na
velikost kolem 19 či dokonce 38 MB (v 8či 16bitovém provedení). Právě proto
byly vyvinuty postupy, jak data v tomto souboru komprimovat a zároveň o ně
nepřijít: používají se obdobné algoritmy jako třeba v programech WinZip, WinRAR
či dalších, jejichž cílem je snížit objem dat, ale zachovat množství informace
a schopnost následného "rozbalení". Samotných postupů - algoritmů - se používá
několik (třeba LZW nebo ZIP) a výsledkem třeba u prvně jmenovaného jsou soubory
o velkosti cca 5-6 MB oproti původním
19 MB. Zásadní je skutečnost, že tato komprese neničí žádnou původní informaci
a obrázek je stále uložen v původní, plnohodnotné "bitové mapě".

Výhody formátu TIFF
Zásadní výhodou tohoto formátu je jeho samotná podstata: obsahuje plnohodnotnou
informaci o barevné fotografii a díky zvolenému způsobu uložení dat zachovává
získaná obrazová data včetně barevné informace bez degradací a kompromisů. Je
to velmi univerzální způsob uložení - přečte jej každý průměrný prohlížecí
program - a navíc jej přijímá též řada fotolabů jako jeden z možných formátů
pro zhotovení fotografií ve vysoké kvalitě. Zálohovaný soubor TIFF se může
opakovaně stát zdrojem pro další zpracování, ať již bude výstupem webová
grafika či výtisk na inkoustové tiskárně.

Nevýhody formátu TIFF
Především a zásadně může být jeho obtíží značná velikost. Pokud je formát TIFF
implementován přímo ve fotografickém přístroji, vznikají fotografie, jejichž
uložení na kartu klade extrémní nároky na kapacitu. Obzvláště ve srovnání s
formátem JPEG, jenž bývá druhou variantou (málokdy můžete volit mezi formáty
JPEG, TIFF i RAW), je jeho velikost enormní. A nese s sebou další obtíže,
především ve zpomalení všech zapisovacích a čtecích operací, neboť pracujeme
opravdu s pořádným "budulínkem".
Ve srovnání s formátem RAW je pak jeho nevýhodou skutečnost, že již prošel
procesem interpretace naměřených hodnot do podoby barev, s čímž následně nelze
nic zásadního udělat, stejně jako s "vyvážením bílé" či jinými postupy. Jde
sice o kompletní obrázek, ovšem už jednou zapsaný a sestavený. Na druhou stranu
bohatství obrazové informace často dovoluje provést na PC i dosti drastické
úpravy s uspokojivým výsledkem.

JPEG aneb přímo k hotovému snímku
Pokud bychom provedli hypotetický statistický průzkum, do jakého souborového
formátu ukládá většina uživatelů své kolekce přímo ve fotoaparátu, JPEG by
bezesporu zvítězil. Dnes a denně miliony milovníků "běžné" fotografie (to je,
prosím, míněno bez urážky) volí nejsnazší cestu s relativně dobrým výsledkem,
kterou je uložení snímků do formátu JPEG - ten je tak ve většině případů pravým
"výstupem" práce digitálního fotografa, a to se vším všudy.
Formát jako takový se v grafické práci využívá již velmi dlouho a nesmírně se
prosadil především díky poměrně dobře zvládnuté technologii ztrátové komprese,
s níž pochopitelně jde ruku v ruce významná úspora místa na paměťových médiích
či úspora kapacit síťových přenosových linek. Samotný obecný název
komprimačního postupu velmi dobře vystihuje, co se s obrazovými daty děje: s
cílem dosáhnout co možné největší úspory místa dochází k jisté degradaci
původní obrazové informace, ovšem natolik "vychytralým" způsobem, že to oko
diváka nemusí běžně rozpoznat. Tyto postupy se snaží zahodit taková data,
jejichž ztráta nijak zásadně neovlivní výsledné podání, nebo způsobí natolik
malý a plynulý posun, že je to divákem akceptovatelné. Významným prvkem je
možnost nastavení míry komprese, a tedy i ztrát, a to alespoň v několika
úrovních. Fotoaparáty typicky nabízejí např. 3 úrovně kvality s odpovídající
komprimační "silou", při zpracování v počítači pak aplikace běžně dovoluje
vybrat ze široké škály kompresních poměrů.
Po stránce "procesní" je formát JPEG, zpracovaný uvnitř aparátu, typickým
koncovým produktem celého procesu vzniku snímků. Z původních surových dat je
vytvořena barevná interpretace, posléze jsou nasazeny všechny konverze (jako
vyvážení "bílé" či vyšší saturace barev), provedeno softwarové doostření či
další "fígle" pro lepší výsledek a následně dojde ke kompresi a zápisu v
definitivním formátu. Žádné polotovary, hotová "digitální fotka".

Výhody formátu JPEG
Možná největší výhodou tohoto souborového formátu již dnes není jeho malá
velikost, ale naprostá univerzálnost použití. Soubory typu JPEG otevřou všechny
obrazové prohlížeče a přijme je prakticky každý fotolab k dalšímu zpracování.
Dalším přínosem je též jeho "úplnost" - s touto výstupní formou již není třeba
nic dalšího provádět, neboť obrázek je hotový a bez problémů třeba projde
elektronickou poštou. Zkrátka žádný polotovar, ale okamžitě dostupný výtvor k
dalšímu použití: do laboratoře, na webové stránky, do internetové galerie...
V žádném případě nemůžeme pominout klíčovou výhodu tohoto formátu, kterou je
velikost. Přesněji řečeno, míra zmenšení objemu obrazových dat při zachování
poměrně vysoké kvality zobrazení. Ještě jednou si připomeňme, že oproti 6 MB
surového RAWu a cca 19 MB plnohodnotného, nekomprimovaného TIFFu stojí zhruba 2
MB velmi kvalitního JPEGu, jehož degradaci byste běžně odhalili až při výrazném
výřezu a zvětšení, či při velmi specifických fotografovaných scénách.

Nevýhody formátu JPEG
Samozřejmě, že jinak velmi užitečná a dobře snesitelná ztrátová komprese se u
tohoto formátu může projevit i velmi negativně. Nelze podceňovat několik
důležitých okolností: v první řadě se nesnažte ušetřit příliš místa, neboť
pokud zvolíte silnější úroveň degradace, může dojít k opravdu zřetelné změně
obrazového podání.
Druhý problém s kompresí těsně souvisí. Řekli jsme si, že JPEG je typický
"finální" formát, a proto byste jej neměli zbytečně dále upravovat a
"dolaďovat", pokud to není nutné. Samozřejmě že třeba ořezům se neubráníme, ale
jiné úpravy, při nichž soubor opakovaně "kucháme", se mohou zle podepsat na
výsledku: nezapomeňte, že každé otevření, úprava a uložení zpět do JPEGu
typicky vyvolává opakovanou komprimační proceduru, jež postupně původní
obrazová data více a více koroduje a smývá původní kvalitu zaznamenaného obrazu.

Závěrem
Pevně věříme, že jsme tímto článkem přispěli k vašemu správnému rozhodnutí, jak
budete nadále nakládat s pořízeným fotografickým materiálem v digitální podobě.
Ke správné volbě vás samozřejmě dovede hlavně zkušenost, takže naše informace
rozhodně považujte především za východisko či základní vodítko a především
experimentujte a fotografujte, neboť jen tak najdete optimální "pracovní
cestu", jíž se posléze budou vaše fotografie ubírat.

Kdy použít který formát?
Shrňme si nejdůležitější argumenty, hovořící pro určitý způsob uložení
obrazových dat ve formě souborů. RAW jako ryzí surovina je materiálem pro
fotografy, kteří vyžadují totální kontrolu nad vznikem především barevného
podání snímku. Fotoaparátu je "ukradena" fáze interpretace nasnímaných dat,
všechnu práci ale následně musí obstarat sám fotograf, což se může protáhnout a
zkomplikovat. Zkrátka RAW je pro jedince tvůrčí každým coulem a dává možnost se
kdykoliv k surovině vrátit a znovu připravit zdrojový materiál, třeba pro
zvětšeninu 30 x 40 cm v plné kráse. Na druhou stranu je tento formát naprosto
nepoužitelný pro masovější elektronickou distribuci. Souborový formát TIFF je
pak řešením spíše kompromisním, neboť většinou nahrazuje ve fotoaparátech
použití RAWu vedle formátu JPEG. Po TIFFu sáhněte jen tehdy, pokud vám JPEG
nevyhovuje mírou komprese a váš aparát RAW neumí či jej nechcete dále
zpracovávat. Naprosto nezastupitelné místo má na druhou stranu TIFF ve fázi
následného zpracování, kde většinou představuje výstupní formát po doladění
formátu RAW a přiřazení interpretačních nastavení. Soubory TIFF s případnou
větší barevnou hloubkou (16 bitů na každý kanál) jsou pak "pracovním
materiálem" při náročnějších úpravách s cílem dosáhnout co nejvyšší kvality.
Tedy v situacích, kdy nějaký ten "megabajt" nehraje roli.
Souborový formát JPEG je pak naprosto nejvhodnější řešení pro všechny zájemce,
kteří vůbec nechtějí dodatečně zasahovat do výsledného podání snímku po stránce
barevnosti, vyvážení bílé či dalších parametrů a ve všech těchto procesech plně
spoléhají na procesor fotoaparátu. Je-li vaším cílovým výstupem "rodinná"
fotografie formátu 10 x 15 cm a větší formáty jsou vám cizí, zbytečně byste
ztráceli čas a komplikovali si cestu k výsledku nepotřebnými mezistupni. Navíc
je JPEG ideálním koncovým formátem v případě, že bude následovat internetová
distribuce, ať již v podobě e-mailu či webového alba. Vůbec tedy není výjimkou
"zpracovatelský" řetězec RAW-TIFF-JPEG.












Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.