venerdì 5 novembre 2010

RAW oppure JPEG. Tutti i colori delle nostre fotografie. Quale formato digitale usare e perché

di Marco Palladino

RAW e JPG hanno i loro vantaggi e svantaggi ma la prima cosa da considerare è il tipo di utilizzo che si farà delle foto: web, stampa a casa, stampa in grandi formati, giornali, brochure, cartelloni, ecc..

Per distinguerne i vantaggi e gli svantaggi è fondamentale capire come una reflex digitale cattura le immagini e quali siano le differenze tra l'8-bit e il 16-bit di un file di immagine.

Il sensore
I sensori delle fotocamere digitali catturano la luce visibile all'occhio umano. Con l'aiuto di un filtro Bayer, che suddivide e organizza lo spettro totale visibile della luce nei colori primari rosso, verde e blu (RGB).

I pixel sono sensibili ad uno solo di queste tre lunghezze d'onda, in proporzione 50 % verde 25% Rosso, 25% Blu.

Questo sistema imita l'occhio umano, che è più sensibile al giallo-verde. Il sensore salva questi dati di colore in tre canali separati, i cosiddetti canali RGB.

I canali RGB
I sensori RGB sono in grado di catturare le lunghezze d'onda al di là delle capacità dell'occhio umano, in particolare nell'infrarosso, pertanto vengono montati filtri speciali per escludere questa parte dello spettro, mentre è inclusa parte dell’ultravioletto, dove gli umani possono vedere i riflessi fino a una certa lunghezza d’onda, ma non la stessa. Di conseguenza, lo spazio colore RGB ha alcune limitazioni nello spettro blu-viola, dove non è del tutto in grado di riprodurre la saturazione (colore puro), tonalità (colori puri senza tinta o ombra) e ombre che invece l'occhio umano è capace di distinguere.

Per riprodurre i dati acquisiti dal sensore su un monitor, i software ricombinano i dati acquisiti nei canale RGB per riprodurli in modo tale che l'occhio umano li percepisca come "naturali".

Lo standard sRGB 8-bit, utilizzato nelle immagini JPG, è lo standard della maggior parte dei browser e monitor di oggi, ed è in grado di riprodurre 256 colori puri per canale RGB, per un totale di 256 * 256 * 256 = 16,8 milioni di colori.

Mescolando le diverse sfumature di rosso, verde e blu, possiamo creare una vasta gamma di colori, come ad esempio:

255-000-000 = Rosso

000-255-000 = Verde

000-000-255 = Blu

255-255-000 = (Rosso + Verde) Giallo

000-255-255 = (Verde + Blu), Ciano (blu chiaro)

255-000-255 = (rosso + blu), Magenta (rosa scuro)

Con 8-bit di spazio colore RGB in grado di riprodurre 16,8 milioni di colori, e considerando che l'occhio umano è in grado di distinguere al massimo 10 milioni colori e circa 150 tonalità, questo può sembra già più che sufficiente. Ma non è così.

Il sistema RGB infatti utilizza solo numeri interi (senza decimali), che, nel caso di immagini a pochi bit, può provocare parecchi errori grossolani nelle sfumature che l'occhio umano è capace di distinguere, ma che sono "fuori gamma" per un dato spazio di colore.

Nel convertire l'intero spettro della luce visibile in un sistema a colori con una gamma tonale di soli 256 punti (tonalità), non sempre si riesce a "ingannare" il cervello per indurlo a vedere un tono continuo o sfumatura.

Inoltre, quando il sistema rileva un fuori gamma di colore, utilizza il suo vicino più prossimo (di colore più simile), tale che possa risultare inaccettabile per l'occhio umano. In questo caso, un fenomeno chiamato "banding" diventa visibile: ovvero la rottura di colori in "strisce" di passaggio da una tonalità all'altra, mentre nel passaggio dal colore al bianco i canali RGB tipicamente “si bruciano” in diversi punti, causando strane zone di transizione. Questa è una delle ragioni per cui evitare accuratamente di bruciare i mezzi toni in fase di scatto.

Questi difetti di immagine possono verificarsi anche quando si fa la conversione di file di pochi bit da uno spazio colore ad un altro, dove il sistema cerca di adattare o modificare i colori presenti nello spazio colore di origine (come Adobe RGB) per lo spazio di destinazione (come sRGB), che può comportare variazioni di colore ambigue, posterizzazione o dithering.

Ciò è particolarmente evidente quando la conversione è da uno spazio colore a 8 bit con una gamma relativamente stretta a uno con un gamut ancora più ristretto, come da 8-bit sRGB in CMYK 8-bit (4 colori pre-stampa), per esempio.

In questo particolare caso, alcuni dei rossi verdi e viola sono letteralmente cancellati, mentre i blu - del cielo per esempio - perdono una notevole quantità di saturazione e chiarezza, che è praticamente impossibile recuperare.

Le fotocamere digitali oggi permettono acquisizioni a bit maggiori: in genere 12 o 14-bit per i file RAW, mentre è disponibile il 16-bit nei software di editing digitale (es. Photoshop).

Un file 16-bit contiene un totale di 65,536 x 65,536 x 65,536 colori ovvero 281.000 miliardi, rispetto ai soli 16,8 milioni dell’sRGB.

Ciò non solo riduce notevolmente gli errori di arrotondamento, ma consente anche la riproduzione di una più ampia gamma di colori / tonalità rispetto all’ sRGB, motivo per cui 16-bit dei file sono i ideali in combinazione con un cosiddetto profilo colore di ampio gamut, come Adobe RGB, CIE RGB o ProPhoto RGB.

JPG o RAW?
La grande maggioranza della stampa professionale e dei fotografi di eventi sociali tendono a scattare in formato JPG, perché in genere producono grandi quantità di immagini a relativamente bassa risoluzione finale da usare velocemente per album fotografici, giornali web. In questi tipi di workflow, i vantaggi aggiuntivi del formato RAW sono scarsamente rilevanti, mentre le richieste di elaborazione supplementare del formato RAW diventa uno svantaggio.

Al contrario laddove si produce una quantità limitata di immagini, mirate alle alte risoluzione e / o grande formato finale, come opuscoli patinati, tavole, manifesti, mostre, ecc. Il formato raw dà notevoli vantaggi per la qualità finale.

La differenza fondamentale tra questi due formati di file, deriva dalla modalità diverse in cui le fotocamere digitali registrano nella memoria le informazioni catturate. Nel caso del JPG, la fotocamera interpreta le informazioni catturate dal sensore in base alle impostazioni della fotocamera (nitidezza, profilo colore, contrasto, WB, ecc), esegue insomma un vero e proprio fotoritocco e infine scrive un file compresso a 8 bit in memoria.

La compressione JPG, oltreché l’8 bit invece che 14, è anche il motivo principale per cui questo formato di file è meno adatto per l'elaborazione e alla post-produzione, perché ogni volta che un file JPG è ri-salvato, l'algoritmo di compressione comprime nuovamente il file, eliminando così informazioni sempre più fino a un deterioramento visibile, a volte anche solo dopo due o tre salvataggi.

A scopo di confronto, direi che il formato di file JPG è come una stampa fotografica (come scattassimo con una polaroid che produce stampe molto grandi): è possibile convertirlo e lavorarlo, ma, qualunque cosa uno faccia, non si potranno mai recuperare tutti i dati acquisiti al momento dello scatto, nemmeno nella macchina fotografica che ha prodotto il file originale.

E’ buona norma ovviamente non sovrascrivere mai sui Jpeg originali dopo aver eseguito dei ritocchi, e possibilmente salvare le bozze in un formato non compresso come il TIFF.

Canon Digital Photo Professional, software fornito
gratuitamente per convertire i file RAW (.CR2)

Il RAW è tutta un’atra cosa. E’ un vero e proprio negativo da cui si possono trarre “positivi” elaborati in maniera diversa l’uno dall’altro senza registrare alcuna modifica al RAW stesso. Tutti i dati grezzi registrati dal sensore vengono scritto direttamente alla memoria così come sono a 12-bit o 14-bit per canale, insieme a una serie di tag (dati di scatto) e di un codec, che segnalano al convertitore RAW come interpretare inizialmente il contenuto del file e tradurlo in un’anteprima. Così, quasi ognuna delle decisioni prese al momento dello scatto (bilanciamento del bianco, stili fotografici, colori, ecc ma certo non diaframma né tempi né ISO) può essere annullata, semplicemente istruendo il convertitore RAW per interpretare i dati disponibili in modo diverso durante la conversione o "demosaicizzazione".

Come risultato, al momento della pre-elaborazione di un file RAW possiamo correggere i difetti ottici (CA, vignettatura, distorsione della lente, ecc) e modificare praticamente tutti i parametri di ripresa, con l'eccezione di messa a fuoco, diaframma, tempi, esposizione, ecc.

Allora perché usare il JPG?
Se la tecnica fotografica è rigorosa, un file JPG ben esposto che esce da una DSLR di oggi può competere tranquillamente con una scansione da pellicola 35mm, che sia da diapositive o negativi. Come tale, il JPG è un formato di file grande qualità, nonostante i suoi limiti rispetto a RAW.

Principali svantaggi:

* 8-bit di colore.

* Un tipico file JPG ha una gamma dinamica nell'ordine di 6-8 EV (a iso 100), rispetto ai 11-12,5 EV del RAW. Per riferimento, la latitudine di posa della pellicola è dell'ordine di 11 EV.

* JPG ha molta poca latitudine di posa nelle alte luci. I file RAW in genere può essere recuperato fino a 1 EV, che significa essere in grado di recuperare dettaglio colore che in un file JPG sarebbero al di là di risparmio.

* L'esposizione, bilanciamento del bianco, bilanciamento colore, profilo colore, saturazione, luminosità, contrasto, nitidezza, ecc, sono bloccati ai valori fissati a scatto.

* Può essere ingrandito (con notevole perdita di qualità), ma non interpolato al meglio per più grandi dimensioni.

* Non può essere ritoccato senza (alcuna) perdita di qualità

Vantaggi:

*Soprattutto in combinazione con l’ultima generazione fotocamere DSLR, invece, il formato JPG ha anche una serie di importanti vantaggi, come poter attivare già

nella fotocamera correzioni avanzate delle immagini e manipolazioni importanti quali: la riduzione del rumore, anti-CA, D-lighting (ottimizzazione delle luci), riduzione effetto occhi rossi, filtri, ecc.

*Ci ibera dal dover acquistare/usare software di fotoritocco.

*Formato molto più "leggero" (in Mb.) Rispetto a RAW o TIFF, occupa uno spazio minore sulle schede di memoria, ecc

*Pronto per la condivisione (web, stampa). Immaginate di stare in vacanza, potete inviare immediatamente le foto ai vostri amici o metterle sul vostro blog.

* Esiste sempre la possibilità, se si dispone di memory card sufficientemente capienti, di scattare con il doppio formato, RAW + JPG, alcune fotocamere ci permettono anche di scegliere un formato più piccolo e compresso per il JPG se attivate la combinazioni, molte invece in quel caso permettono solo il JPG Large (o Fine).

Riagganciandoci al discorso iniziale, uno dei grossi limiti del JPG è proprio il non poter più modificare le informazioni sullo spazio colore (sRGB, AdobeRGB, ProPhoto) e sostanzialmente la nostra fotocamera ci limita alle due sole opzioni: sRGB o AdobeRGB che tali restano nel file finale, salvo conversioni che, come detto, producono perdite notevoli.

Perché e quando usare il RAW?
Il formato di file RAW è principalmente orientato ai flussi di lavoro professionale, per la stampa e/o altre applicazioni ad alta risoluzione e grandi dimensioni.

Nikon Capture, per convertire i file RAW (.NEF)

Il migliore esempio di ciò è che molte agenzie professionali online richiedono ai loro fotografi di fornire file ad alta risoluzione (300 dpi.) Anche file TIFF, con una dimensione minima di file nativi di 6 Mp.

Un file nativo di 12-bit a 10 MP formato RAW pesa circa 15 Mb, e convertito diventa circa 30 Mb se a 8-bit RGB, in formato TIFF, o addirittura 60 Mb. se 16-bit RGB TIFF o 40 Mb. 8-bit CMYK file TIFF.

Come il formato JPG può essere paragonato a una stampa fotografica, così il formato RAW è paragonabile a una pellicola negativa (compresa la sua necessità di un camera oscura - virtuale - ovvero post-produzione), ed ha i suoi vantaggi e svantaggi che, a parte la indubbia qualità, sono direttamente correlati con le applicazioni che il fotografo ha in mente.

Principali svantaggi:

* Flusso di lavoro intensivo: deve essere posta trasformato per creare un file "usabile", un JPG, TIFF o PSD.

* Non molto pratico per l'elaborazione simultanea di grandi quantità (diverse centinaia) di immagini. L'elaborazione batch è un'opzione, ma elimina molti dei vantaggi del formato.

* Pesante (in Mb.). I file RAW sono circa 4 volte più grandi dei file JPG di qualità bassa e molto compressi, mentre i file RAW convertiti a 16-bit RGB TIFF sono fino a 15 volte più grandi.

* Richiede investimento e conoscenza nel settore della manipolazione, software di ritocco , ecc.

Vantaggi:

* Formato nativo di 12 o 14 bit in formato, si converte in file 16-bit TIFF o PSD.

* Adatto al fotoritocco spinto e alla manipolazione.

*I RAW Possono essere convertiti in formati di file diversi, risoluzioni e profili colore senza alcuna degradazione dell'immagine.

* Possono essere interpolati per ottenere immagini di più grandi dimensioni rispetto ai file nativi con perdita di qualità trascurabile.

* Molti parametri di scatto e impostazioni della fotocamera usati al momento dello scatto possono essere cambiati (es. Il bianco e nero ritorna al colore), ad eccezione di: punto di messa a fuoco, diaframma, profondità di campo ed esposizione. A seconda del convertitore RAW utilizzato, a questi parametri modificabili si aggiunga anche:

- Compensazione dell'esposizione (+ / - 2 EV o più)

- Bilanciamento del bianco

- Bilanciamento colore

- Saturazione

- Nitidezza

- Riduzione del rumore

- Luminosità, contrasto

- Ottimizzazione delle ombre (schiarire le ombre)

- Correzione dell'aberrazione cromatica

- Correzione lente

- Etc.

Pertanto, ho raccomandato finora il RAW anche nei miei corsi di base, per lo spazio che ci lascia per manipolare le immagini senza dover passare per un vero e proprio fotoritocco con photoshop o programmi simili

Inoltre, è raccomandabile sempre usare RAW in situazioni di ripresa particolari, come con la luce artificiale, condizioni di scarsa luminosità, scene retro-illuminate, e in ogni altra situazione in cui ci sono seri rischi che la fotocamera fallisca i suoi automatismi che poi nel JPG non si possono più correggere: esposizione, bilanciamento del bianco, bilanciamento del colore e contrasto.

Anche se il formato RAW richiede inizialmente un lavoro supplementare, ci sono diversi modi di salvare queste impostazioni di conversione per fare eventuali conversioni future in meno tempo, e/o per facilitare la conversione in batch (cioè più foto contemporaneamente). I convertitori raw di Nikon View e Capture (tutte le versioni) così come di Digital Photo Professional della Canon (gratuito) consentono all'utente di salvare le modifiche come tag da usare per altri RAW. I dati dell'immagine originale non vengono modificati in alcun modo durante questo processo, mentre le impostazioni delle immagini originali restano a disposizione.

Programmi come Phase One Capture One e Adobe Camera RAW salvano le modifiche apportate dall’utente in un file a parte, talvolta nella cartella dove stanno i RAW originali, creando dei file XML, che permettono anche di rivedere le impostazioni utilizzate per la conversione.