RAW, meer vitamines! De sensor

Transcriptie

1 RAW, meer vitamines! De meesten van ons hebben wel eens gehoord van RAW, maar wat is dat nu precies? Om dat te verklaren moeten we eerst iets vertellen over hoe een digitale camera, in grote lijnen, werkt. En wat is eigenlijk digitaal, en het tegenovergestelde, analoog? Die twee begrippen zijn belangrijk geworden toen de computer technologie uit de kinderschoenen kwam. Analoog is een waarde uitdrukken op een schaal, b.v. de temperatuur op de schaal van Celsius. Smeltend ijs hebben we (althans meneer Celsius) 0 genoemd en kokend water 100. Handig, want zo kon je precies definiëren hoe warm water was, buiten die schaal was het geen water meer. Zo ook met de geluidsterkte van muziek en de toonhoogte, de helderheid van een lamp, de lengte van...enz. Om computers te laten rekenen was zo n schaal niet echt handig; er zijn ooit wel analoge computers ontwikkeld maar die waren zo gevoelig voor temperatuur en produceerden zoveel ruis in de schakelingen dat ze niet nauwkeurig konden werken. Er is toen een wiskundige stroming ontstaan die alles uitdrukte in twee basis toestanden: aan/uit, stroom/geen stroom en in die wiskunde noemden we dat 0 en 1. Dat zijn twee waarden; digitus is Latijn en betekent vinger, die je dus opsteekt of niet. In de echte wereld is niets digitaal maar alles analoog. Ook wij mensen werken zo, ons brein is een analoge computer, zelfs zwart-wit denken doen we analoog. Een digitale computer werkt dus met het twee-tallig stelsel in tegenstelling tot het tien-tallig stelsel waarmee wij gewoon zijn te werken. Omdat de notatie van het 2- tallig stelsel wat bewerkelijk is schrijven we het weer op in het tientallig stelsel. Dit lijkt wat verwarrend maar als we ons verder geen zorgen maken over die 2-talligheid is het geen probleem. De sensor Nu naar de digitale camera. Het hart ervan wordt gevormd door de sensor, dit is een rechthoekig plaatje met lichtgevoelige cellen. Heel veel cellen, een beetje camera heeft er al gauw 10 miljoen; een 10 Megapixel camera, het zijn nog lang geen pixels want die zie je pas op een beeldscherm, maar ja de volksmond is luidruchtig. Die cellen meten licht, net zoals een lichtmeter die ook vandaag de dag nog wel gebruikt wordt. Geen licht op de cel en er vloeit geen electrische stroom, een beetje licht resulteerd in een beetje stroom, tot aan het maximum wat de cel aan kan. Echt analoog dus! Om met die informatie te kunnen werken in een computer moeten we die omzetten in digitale informatie, dit gebeurd met een A/D converter, een analoog naar digitaal omzetter. Dit is de tweede stap in het proces van digitale fotografie. Het resultaat is dat we van de waarde op die lichtschaal een getal maken. Dit zou een getal van 0 tot 100 kunnen zijn net als een thermometer maar dat is niet nauwkeurig genoeg. De meeste digitale camera s converteren de gemeten lichtsterkte naar een getal van 0 (geen licht) tot 4096 (maximaal licht). Waarom 4096, omdat dat een mooi rond getal is in het twee-tallig stelsel. Het is n.l. 2 tot de macht 12 en de meeste A/D omzetters in camera s zijn 12-bits. Er is een klein probleempje, de cellen kunnen alleen maar de sterkte van het licht meten. Als we de informatie nu zouden omzetten in 10 miljoen min of meer grijze puntjes op papier, dan zouden we een zwart wit foto hebben.

2 Kleur We willen een kleurenfoto en het liefst een die zo goed mogelijk met de werkelijkheid overeen komt. We kunnen veel kleuren maken door het mengen van primaire kleuren. Rood, groen en blauw worden hier het meest voor gebruikt. Dus als we, met onze nu nog zwart-wit digitale camera, 3 opname s zouden maken, een met een rood, een met een groen en een met een blauw filter voor de sensor, en als we die opnamen zouden kunnen samenvoegen, dan zou er een beeld in kleuren moeten ontstaan. Niet erg praktisch en alleen geschikt voor opnamen vanaf statief en niet bewegende onderwerpen. Er zijn twee technische oplossingen gevonden voor dit probleem, het Bayer filter en de Foveon sensor. Het Bayer filter zit op de sensor en heeft een kleur filtertje voor elke cel. Dat schiet niet op want we willen dat elke cel kleurinformatie afgeeft en niet de lichtsterkte van een basiskleur. Hier komt de computer weer van pas; de processor in de camera berekent de complete kleurinformatie voor elke cel, door te kijken naar de omliggende cellen. Dit heet interpolatie en de kwaliteit van de software die dit doet bepaalt in hoge mate de kwaliteit van het uiteindelijke beeld. Bayer filter Wat opvalt is dat er twee keer zoveel groene filters zijn dan rode en blauwe, dit is zo omdat onze ogen gevoeliger zijn voor groene tinten en we willen straks een levensechte foto. Bij de Foveon sensor zitten er 3 cellen op dezelfde plek, onder elkaar. Door gebruik te maken van de verschillende golflengtes van de kleur van het licht, kan de complete informatie worden verkregen. Deze sensor is technisch eigenlijk een betere oplossing maar wordt weinig toegepast (Sigma camera s). RAW Zo, wat hebben we nu nadat de sensorsignalen digitaal gemaakt zijn? Eigenlijk niets meer dan een tabel met 10 miljoen getallen met elk een waarde tussen 0 en Ze vertegenwoordigen de lichtsterkte van elke beeldpunt voor de kleur van het filterje dat er voor zit. En dit is nu het RAW bestand en het is meteen duidelijk waarom het zo groot is. De tabel bevat alles dat de sensor heeft geregistreerd en er is geen verdere bewerking op toegepast. Geen geen kleur-interpolatie, verscherping, geen witbalans, dat moet

3 allemaal nog gebeuren voordat we echt kunnen spreken van een foto. Het is niets meer dan een grijswaardenbestand. De moderne camera s schrijven wel nog wat extra informatie in het RAW bestand: de EXIF, met informatie over de opname zoals sluitertijd, diafragma, tijd van de opname, brandpuntafstand, gebruikte lens en nog heel veel meer. Ook camera instellingen als witbalans en kleurruimte worden genoteerd in de RAW file, maar ze worden niet toegepast op het bestand, dit is soms wat verwarrend. Vaak wordt er ook een kleine JPEG file (waar dus wel al die bewerkingen op zijn toegepast) in de RAW file opgenomen, embedded in het engels; dit om de diverse plaatjes viewers sneller de foto s te laten zien. En sommige camera s kunnen tegelijk met een RAW file een volwaardige JPEG wegschrijven op het geheugenkaartje. Gamma De sensor registreert de informatie lineair. Dit betekent simpel gezegd, twee keer zoveel licht resulteert in twee keer zoveel stroom dus een twee keer zo hoge waarde. Het menselijk oog doet dat gelukkig heel anders. Gelukkig? Ja, want stel je voor, er komt een wolkje voor de zon, de sensor registreert dan een afname in lichtsterkte van b.v. een factor 2 (een beetje wolk doet dat al, het is per slot van rekening maar 1 stop) en dan zouden wij de omgeving ineens half zo helder zien? De ramp is niet voor te stellen! Wij zien lichtsterkte niet lineair maar volgens een curve. Ons oog is gevoeliger bij minder licht en ongevoeliger bij meer. We moeten dus de door de sensor gemeten waarden corrigeren volgens een curve die past bij onze waarneming. Het exacte verloop van deze curve heet de gamma waarde. Bedenk echter wel dat de gamma curve die beeldbewerkingsprogramma s laten zien, al is gecorrigeerd voor het oog en er in eerste instantie dus recht uitziet. De RAW converter Om een RAW file te openen in de computer moet er dus heel wat gebeuren. Hier zijn speciale programma s voor, met of zonder bewerkingsmogelijkheden, gratis, bij de camera meegeleverd en gewoon te koop. Bovendien zijn de RAW files verschillend in opbouw en merk gebonden. Een Sony RAW file kan niet worden geopend met software die bij een Canon werd geleverd. Zelfs binnen een merk zijn de files vaak verschillend per model. Picasa (gratis) kan van heel veel merken de RAW files lezen maar de bewerkingsmogelijkheden zijn beperkt. Hetzelfde geldt voor FastStone (gratis) met wat meer mogelijkheden. Dit zijn primair organisatie/catalogus programma s. Adobe Camera RAW (ACR) is waarschijnlijk de meest gebruikte converter met zeer veel mogelijke instellingen. Er zijn regelmatig updates voor nieuwe camera modellen

4 en het wordt meegeleverd met Photoshop CS en Photoshop Elements (vereenvoudigde versie). Een gratis alternatief, met hoge kwaliteit, zeer veel instellingen en draaiend op Windows, Apple én Linux, is RawTherapee (open source). Hoewel er verschillen zijn in mogelijkheden en kwaliteit werken alle RAW converters ongeveer hetzelfde. Een van de eerste dingen die moet gebeuren is het instellen van de kleurdiepte. Dit is de helderheid per kleur zoals hiervoor besproken. In ACR kan je kiezen uit 8 en 16 bits, maar bijna altijd zal je een 12-bits RAW bestand hebben! Kies dan 16-bits. Heeft het bestand dan ineens mogelijke helderheidswaarden per kleur (2 tot de macht 16)? Nee, maar als je ACR op 8-bits zou zetten, dan verlies je wél kleurdiepte bij een 12-bits RAW file. Net zoiets als een kleine auto past wel in een grote garage, maar een grote auto niet in een kleine. Bij een kleurdiepte van 16 bits heb je veel minder last van posterisatie na een bewerking. Dat zijn die abrupte overgangen in helderheid waar het vloeiend zou moeten zijn. Afhankelijk van de standaard instellingen in de RAW converter ziet de foto er in eerste instantie uit van slecht tot zeer slecht. Niet van schrikken want bedenk dat je er nu zelf een foto van gaat maken. Voordelen van RAW Heel veel is (moet), nadat de RAW file is gemaakt, in te stellen. Een van de belangrijkste opties is de witbalans. Die is geheel in te stellen wanneer de foto is genomen in RAW, echt een heel groot voordeel. De belichting, die is vóór de verwerking tot JPEG over een ruimer gebied te corrigeren dan er na. Verwacht er geen wonderen van, maar je zal verbaasd staan over de mogelijkheden. Verscherping; elke digitale foto moet verscherpt worden. Bij JPEG doet de camera dat, aan de hand van de instelling op de camera. Wil je meer vrijheid dan geeft RAW je dat, want de RAW converter kan dat ook. Je kan er ook voor kiezen omdat later in b.v. Photoshop te doen. Contrast en helderheid; met name de laatste versies van ACR hebben op dit vlak uitgebreide mogelijkheden. Een JPEG uit de camera heeft een kleurdiepte (helderheidschaal) van 0 to 255, zonde van die 12 bits die het eerst was in RAW (0-4096). En er is nog veel meer, maar dat zou hier echt te ver voeren. Nadelen van RAW Een nadeel is de grootte van het bestand, het geheugenkaartje zal sneller vol zijn. Ook de schijfruimte in de computer is een punt van aandacht. De meeste RAW converters laten het RAW bestand onaangetast (net zoals je vroeger de negatieven bewaarde) en er komen dus veel bestanden bij, die ook nog eens flink groter zijn dan een JPEG. Ook doet de gemiddelde camera er langer over om de file weg te schrijven op het kaartje, hoewel dit wordt tegengegaan door de toepassing van een buffergeheugen. Maar dat het tijd kost is zeker en het aantal beelden wat per seconde kan worden vastgelegd in de burst modus of bij bracketing, wordt minder. Omdat een RAW file geen foto is zal altijd nabewerking moeten plaatsvinden.

5 Conclusie Of je beter in RAW kan fotograferen dan in JPEG, is een keuze, helaas er is geen automatische stand op de camera die dat voor je kan bepalen. De voordelen zijn erg groot en de nadelen worden minder. Camera s worden sneller en geheugen en schijfruimte worden steeds goedkoper. Ik ken een beroepsfotograaf die zegt: RAW is voor nerds, en ik ken heel wat amateurfotografen die nooit anders doen. Het leven is niet altijd eenvoudig... Jaap Brandsteder 17 januari 2009 Hoewel het geen afkorting is heb ik steeds RAW geschreven, voor de duidelijkheid. Raw betekent letterlijk rauw, dus ongekookt, we moeten er zelf nog wat van zien te bakken. Geraadpleegde literatuur, en ook van harte aan bevolen: RAW, Johan W. Elzinga Canon Digital Learning Center: Jack Reznicki, Sharpening RAW images Photoshop CS4 voor fotografen, Johan W. Elzinga