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Formato de imagen sin formato

Un archivo de imagen sin formato de cámara contiene datos sin procesar o mínimamente procesados ​​del sensor de imagen de una cámara digital , un escáner de películas cinematográficas u otro escáner de imágenes . [1] [2] Los archivos sin formato se denominan así porque aún no se han procesado y contienen grandes cantidades de datos potencialmente redundantes. Normalmente, la imagen se procesa mediante un conversor sin formato, en un espacio de color interno de amplia gama donde se pueden realizar ajustes precisos antes de la conversión a un formato de archivo visible como JPEG o PNG para almacenamiento, impresión o manipulación posterior. Hay docenas de formatos sin formato utilizados por diferentes fabricantes de equipos de captura de imágenes digitales.

Razón fundamental

Los archivos de imágenes sin procesar a veces se describen incorrectamente como " negativos digitales ". Más bien, los conjuntos de datos sin procesar se parecen más a una película expuesta pero sin revelar que se puede convertir (revelar electrónicamente) de manera no destructiva varias veces en pasos observables y reversibles para alcanzar una imagen visualmente deseada. (Con la película expuesta, el revelado es un evento único que transforma físicamente la película no expuesta de manera irreversible).

Al igual que la película fotográfica no revelada, una imagen digital en bruto puede tener un rango dinámico o una gama de colores más amplia que la película o la impresión revelada. A diferencia de la película física después del revelado, el archivo Raw conserva la información capturada en el momento de la exposición. El objetivo de los formatos de imágenes en bruto es guardar, con una mínima pérdida de información, los datos obtenidos del sensor.

Los formatos de imagen sin procesar están destinados a capturar las características radiométricas de la escena, es decir, información física sobre la intensidad de la luz y el color de la escena, con el mejor rendimiento del sensor de la cámara. [3] La mayoría de los formatos de archivos de imágenes sin procesar almacenan información detectada de acuerdo con la geometría de los elementos fotorreceptivos individuales del sensor (a veces llamados píxeles ) en lugar de puntos en la imagen final esperada: los sensores con desplazamiento de elementos hexagonales, por ejemplo, registran información para cada de sus celdas desplazadas hexagonalmente, que un software de decodificación eventualmente transformará en geometría rectangular durante el "revelado digital".

Contenido del archivo

Los archivos sin formato contienen la información necesaria para producir una imagen visible a partir de los datos del sensor de la cámara. La estructura de los archivos sin formato suele seguir un patrón común:

Muchos formatos de archivos sin formato, incluidos IIQ ( Phase One ), 3FR ( Hasselblad ), DCR, K25, KDC ( Kodak ), CRW, CR2, CR3 ( Canon ), ERF ( Epson ), MEF ( Mamiya ), MOS ( Leaf ), NEF NRW ( Nikon ), ORF ( Olympus ), PEF ( Pentax ), RW2 ( Panasonic ) y ARW, SRF, SR2 ( Sony ), se basan en TIFF , el formato de archivo de imagen de etiqueta. [4] Estos archivos pueden desviarse del estándar TIFF de varias maneras, incluido el uso de un encabezado de archivo no estándar, la inclusión de etiquetas de imagen adicionales y el cifrado de algunos de los datos de la etiqueta.

DNG , el formato negativo digital de Adobe, es una extensión del formato TIFF 6.0 y es compatible con TIFF/EP , y utiliza varios formatos y/o estándares abiertos , incluidos metadatos Exif , metadatos XMP , metadatos IPTC , coordenadas CIE XYZ , perfiles ICC. y JPEG . [5]

Datos de imagen del sensor

En la fotografía digital , el archivo sin formato desempeña el papel que desempeña la película fotográfica en la fotografía cinematográfica . Por lo tanto, los archivos sin formato contienen datos de rango dinámico completo (normalmente de 12 o 14 bits) tal como se leen en cada uno de los píxeles del sensor de imagen de la cámara .

El sensor de la cámara casi invariablemente está superpuesto con una matriz de filtros de color (CFA), generalmente un filtro Bayer , que consiste en un mosaico de una matriz de 2x2 de filtros rojo, verde, azul y (segundo) verde.

Una variación del filtro Bayer es el filtro RGBE de la Sony Cyber-shot DSC-F828 , que intercambia el verde en las filas RG por " esmeralda " [6] (un color azul verdoso [7] o cian [8] ) . Otros sensores, como el sensor Foveon X3 , capturan información directamente en formato RGB (utilizando tres sensores de píxeles en cada ubicación). Estos datos RGB sin procesar aún deben procesarse para crear un archivo de imagen, porque los valores RGB sin procesar corresponden a las respuestas de los sensores, no a un espacio de color estándar como sRGB . Como no hay una matriz de filtros de color, no es necesario realizar una demostración .

Los sensores de escáner de película y de superficie plana suelen ser tiras estrechas y rectas RGB o RGBI (donde "I" representa el canal infrarrojo adicional para la eliminación automática del polvo) que se desplazan a lo largo de una imagen. El formato de datos sin procesar HDRi puede almacenar los datos sin procesar de infrarrojos, que se pueden utilizar para la limpieza de infrarrojos , como un canal adicional de 16 bits. El resto de la discusión sobre archivos sin formato se aplica también a ellos. Algunos escáneres no permiten que el sistema host acceda en absoluto a los datos sin procesar, lo que compromete la velocidad. Los datos sin procesar se procesan muy rápidamente dentro del escáner para seleccionar la mejor parte del rango dinámico disponible, de modo que solo el resultado se pase a la computadora para su almacenamiento permanente, lo que reduce la cantidad de datos transferidos y, por lo tanto, el requisito de ancho de banda para cualquier velocidad determinada de rendimiento de la imagen. [ cita necesaria ]

Convertidores sin procesar

El convertidor raw de Panasonic corrige la distorsión geométrica y la aberración cromática en cámaras como la LX3 , [9] [10] [11] con la información de corrección necesaria presumiblemente incluida en el raw. [12] Capture One , el conversor sin formato de Phase One , también ofrece correcciones para distorsión geométrica, aberración cromática , franjas moradas y corrección trapezoidal, emulando la capacidad de cambio de inclinación en software y hardware especialmente diseñado, en la mayoría de los archivos sin formato de más de 100 cámaras diferentes. . [13] [14] Lo mismo se aplica a la aplicación DPP de Canon, al menos para todas las cámaras más caras, como todas las DSLR EOS y la serie G de cámaras compactas. Para obtener una imagen de un archivo sin formato, este mosaico de datos debe convertirse al formato RGB estándar. A esto se le suele denominar "desarrollo en bruto".

Al convertir desde la forma bruta de matriz Bayer 2x2 de cuatro sensores a píxeles RGB, cada píxel solo contiene datos de color parciales y, por lo tanto, los datos de color restantes se interpolan a partir de los píxeles circundantes. Hay varios algoritmos utilizados para lograr esto. Los algoritmos simples, como la interpolación lineal, producen artefactos de color y desenfoque.

Si hay datos en formato sin procesar disponibles, se pueden utilizar en la conversión de imágenes de alto rango dinámico , como una alternativa más sencilla al enfoque HDI de exposición múltiple de capturar tres imágenes separadas, una subexpuesta, una correcta y otra sobreexpuesta, y "superponerlas". Uno encima del otro.

Estandarización

Proporcionar una descripción detallada y concisa del contenido de los archivos sin formato es muy problemático. No existe un único formato sin formato; Los formatos pueden ser similares o radicalmente diferentes. Los diferentes fabricantes utilizan sus propios formatos propietarios y, por lo general, no documentados, que se conocen colectivamente como formato sin formato. A menudo también cambian el formato de un modelo de cámara a otro. Varios fabricantes importantes de cámaras, incluidos Nikon, Canon y Sony, cifran partes del archivo en un intento de evitar que herramientas de terceros accedan a ellas. [15]

Esta situación de formato inconsistente en toda la industria ha preocupado a muchos fotógrafos que temen que sus valiosas fotografías en bruto algún día se vuelvan inaccesibles, a medida que los sistemas operativos de las computadoras y los programas de software se vuelven obsoletos y los formatos en bruto abandonados se eliminan del nuevo software. La disponibilidad de software de código abierto de alta calidad que decodifica formatos de imágenes sin procesar, particularmente dcraw , ha ayudado a aliviar estas preocupaciones. Un ensayo de Michael Reichmann y Juergen Specht afirmó que "aquí hay dos soluciones: la adopción por parte de la industria de las cámaras de A: documentación pública de formatos RAW; pasado, presente y futuro, o, más probablemente, B: adopción de un formato RAW universal". [16] [17] [18] "Planificación de las colecciones de la Biblioteca del Congreso [de EE. UU.]" identifica los formatos genéricos de archivos sin formato como "formatos de archivos menos deseables" e identifica DNG como una alternativa sugerida. [19]

DNG es el único formato de imagen sin formato para el que se busca la aceptación de toda la industria. Se basa y es compatible con el formato de imagen sin formato estándar ISO ISO 12234-2, TIFF/EP , y ISO lo utiliza en su revisión de ese estándar. [28] Los fabricantes de cámaras "nicho" que de otro modo tendrían dificultades para obtener soporte de las empresas de software utilizan con frecuencia DNG como su formato nativo de imagen sin formato. Pentax utiliza DNG como alternativa opcional a su propio formato de imagen sin formato. Hay 15 o más empresas de este tipo, incluso algunas que se especializan en cámaras de cine, incluidas Leica , Samsung , Ricoh , Pentax y Hasselblad . [28] [29] Además, la mayoría de las cámaras Canon de apuntar y disparar pueden admitir DNG mediante CHDK , y Better Light puede exportar a DNG. [29] Los desarrolladores de código abierto también utilizan DNG. [15]

Procesando

Para poder ver o imprimir, la salida del sensor de imagen de una cámara debe procesarse, es decir, convertirse a una representación fotográfica de la escena y luego almacenarse en un formato de gráficos rasterizados estándar como JPEG . Este procesamiento, ya sea que se realice en la cámara o posteriormente en un convertidor de archivos sin formato, implica una serie de operaciones, que generalmente incluyen: [30] [31]

La demostración solo se realiza para sensores CFA ; no es necesario para sensores 3CCD o Foveon X3 .

Las cámaras y el software de procesamiento de imágenes también pueden realizar procesamiento adicional para mejorar la calidad de la imagen, por ejemplo:

El archivo sin formato (izquierda) antes de que se recuperaran los detalles de luces y sombras usando la herramienta de niveles (derecha)

Cuando una cámara guarda un archivo sin formato, pospone la mayor parte de este procesamiento; normalmente, el único procesamiento que se realiza es la eliminación de los píxeles defectuosos (la especificación DNG requiere que los píxeles defectuosos se eliminen antes de crear el archivo [36] ). Algunos fabricantes de cámaras realizan un procesamiento adicional antes de guardar archivos sin formato; por ejemplo, los astrofotógrafos han criticado a Nikon por aplicar reducción de ruido antes de guardar el archivo sin formato. [37]

Algunos formatos sin formato también permiten la cuantificación no lineal . [38] [39] Esta no linealidad permite la compresión de los datos sin procesar sin degradación visible de la imagen al eliminar información invisible e irrelevante de la imagen. Aunque se descarta el ruido, esto no tiene nada que ver con la reducción de ruido (visible). [ cita necesaria ]

Beneficios

Casi todas las cámaras digitales pueden procesar la imagen del sensor en un archivo JPEG utilizando configuraciones de balance de blancos , saturación de color , contraste y nitidez que se seleccionan automáticamente o que el fotógrafo ingresa antes de tomar la fotografía. Las cámaras que producen archivos sin formato guardan estas configuraciones en el archivo, pero posponen el procesamiento. Esto supone un paso adicional para el fotógrafo, por lo que el formato raw normalmente sólo se utiliza cuando se desea realizar un procesamiento informático adicional. Sin embargo, raw tiene numerosas ventajas sobre JPEG como:

Desventajas

Soporte de software

Las cámaras que admiten archivos sin formato suelen venir con software propietario para convertir sus datos de imágenes sin formato en imágenes RGB estándar. Otros programas y complementos de procesamiento y conversión están disponibles a través de proveedores que han obtenido la licencia de la tecnología del fabricante de la cámara o han realizado ingeniería inversa en el formato sin formato particular y han proporcionado sus propios algoritmos de procesamiento.

Soporte del sistema operativo

Apple macOS e iOS

En enero de 2005, Apple lanzó iPhoto 5, que ofrecía soporte básico para ver y editar muchos formatos de archivos sin formato.

En abril de 2005, OS X 10.4 de Apple brindó soporte sin formato al marco ImageIO del sistema operativo, habilitando soporte sin formato automáticamente en la mayoría de las aplicaciones macOS de Apple (como Preview, la aplicación de visualización de imágenes y PDF de macOS, y Aperture , una publicación de fotografías). paquete de software de producción para profesionales), así como todas las aplicaciones de terceros que utilizan los marcos ImageIO.

Las actualizaciones semiperiódicas de macOS generalmente incluyen soporte actualizado para nuevos formatos sin formato introducidos en los meses intermedios por los fabricantes de cámaras.

En 2016, Apple anunció que iOS 10 permitiría capturar imágenes sin procesar en hardware seleccionado, y las aplicaciones de terceros podrán editar imágenes sin procesar a través del marco Core Image del sistema operativo . [44]

En 2020, Apple lanzó el iPhone 12 Pro y el iPhone 12 Pro Max . Ambos dispositivos son compatibles con Apple ProRAW (a partir de iOS 16.0.3). Las fotos ProRAW son archivos DNG de 12 bits.

Microsoft Windows

Paquete de códec de cámara de Windows

Microsoft proporciona el Windows Camera Codec Pack gratuito para Windows XP y versiones posteriores de Microsoft Windows, para integrar la visualización e impresión de archivos sin formato en algunas herramientas de Microsoft Windows. [45] Los códecs permiten la visualización nativa de archivos sin formato de una variedad de cámaras específicas en el Explorador de Windows/Explorador de archivos y la Galería fotográfica de Windows Live/Galería fotográfica de Windows , en Windows Vista y Windows 7 . [46] En octubre de 2016, Microsoft no había lanzado una versión actualizada desde abril de 2014, que admitiera algunas cámaras específicas de los siguientes fabricantes: Canon, Casio, Epson, Fujifilm, Kodak, Konica Minolta, Leica, Nikon, Olympus, Panasonic, Pentax, Samsung y Sony. Para Windows 10, esto fue esencialmente reemplazado en 2019 por Microsoft Raw Image Extension. [46]

Extensión de imagen sin procesar

Microsoft a partir de 2019 proporciona la extensión de imagen sin formato gratuita para Windows 10 y versiones posteriores de Microsoft Windows, para integrar la visualización e impresión de archivos sin formato en algunas herramientas de Microsoft Windows. [47] La ​​extensión permite la visualización nativa de archivos sin formato de muchas cámaras digitales de gama media y alta en el Explorador de Windows/Explorador de archivos y Microsoft Photos .

Componente de imágenes de Windows (WIC)

Microsoft Windows admite el estándar de códec Windows Imaging Component (WIC). WIC estaba disponible como un programa descargable independiente para Windows XP Service Pack 2 y estaba integrado en Windows XP Service Pack 3 , Windows Vista y versiones posteriores. El Explorador de Windows/Explorador de archivos y la Galería fotográfica de Windows Live/Galería fotográfica de Windows pueden ver formatos sin formato para los cuales están instalados los códecs WIC necesarios. Canon, Nikon, Sony, Olympus y Pentax han lanzado códecs WIC para sus cámaras, aunque algunos fabricantes sólo ofrecen soporte para códecs para las versiones de 32 bits de Microsoft Windows. [48]

Los códecs comerciales DNG WIC también están disponibles en Ardfry Imaging, [49] y otros; y FastPictureViewer Professional instala un conjunto de decodificadores de imágenes habilitados para WIC. [50] [51]

Androide

Android Lollipop 5.0, presentado a finales de 2014, puede permitir que los teléfonos inteligentes tomen imágenes en bruto, lo que resulta útil en situaciones de poca luz. [52]

Software gratuito y de código abierto

Software propietario

Además de los enumerados anteriormente en compatibilidad con sistemas operativos, el software comercial que se describe a continuación admite formatos sin formato.

Convertidores sin procesar dedicados

Los siguientes productos se lanzaron como software de procesamiento sin formato para procesar una amplia gama de archivos sin formato y tienen este como objetivo principal:

Otros

Extensiones de nombres de archivos sin formato y respectivos fabricantes o estándares de cámaras

Archivos de mapa de bits sin formato

Con menos frecuencia, raw también puede referirse a un formato de archivo de imagen genérico que contiene solo valores de color de píxeles. Por ejemplo, los archivos "Photoshop Raw" (.raw) contienen una matriz pura de bytes ordenados de arriba a abajo y de izquierda a derecha. Las dimensiones deben ingresarse manualmente cuando se vuelven a abrir dichos archivos, o se asume una imagen cuadrada. Además, se debe proporcionar el tamaño del canal y la profundidad de bits por canal al abrir este formato, ya que las ambigüedades sobre si los bytes deben decodificarse como canales únicos con alta precisión o múltiples canales con menor precisión no se pueden determinar a partir del byte. matriz en sí. Debido a su simplicidad, este formato es muy abierto y compatible, aunque limitado por su falta de metadatos y codificación de longitud de ejecución . Especialmente en fotografía y diseño gráfico, donde la gestión del color y las gamas ampliadas son importantes y las imágenes grandes son comunes.

Ver también

Referencias

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enlaces externos