Cos'è un file RAW?
Pubblicato da Gabriele Danesi in Sviluppo RAW · Sabato 29 Set 2012
Tags: fileRAW, sviluppoRAW, demosaicizzazione
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CHE COS'È UN FILE RAW?
Un sensore digitale è composto da una matrice di celle fotosensibili disposte a rettangolo ed è ricoperto da un particolare filtro, denominato Filtro CFA.
I filtri CFA hanno lo scopo di isolare le componenti di colore rosso (R), verde (G) e blu (B) della luce incidente, e possono variare come disposizione a seconda del modello di fotocamera.
Ogni cella fotosensibile genera un certo numero di elettroni (in relazione a quanti fotoni ha assorbito) che rappresenterà un segnale elettrico analogico. Tale segnale viene convertito in un numero digitale tramite le seguenti operazioni:
1 - Un circuito interno al sensore ha il compito di amplificare il segnale generato dalla cella in base al Guadagno ISO in uso.
2 - Il segnale amplificato viene inviato ad un convertitore analogico-digitale.
3 - Il segnale discreto in uscita viene convertito in un valore numerico che sarà salvato sulla scheda di memoria.
Questi valori numerici si chiamano Numeri RAW.
Il minimo ed il massimo valore che un numero RAW può assumere dipende da quanti bit il sensore è in grado di assegnare al segnale prodotto dalle celle fotosensibili. Nel caso di un sensore a 12 bit, i numeri RAW ammettono 2^12=4096 variazioni. Nel caso di un sensore a 14 bit i numeri RAW ammettono 2^14=16384 variazioni
Considerando la presenza del filtro CFA sul sensore, si intuisce che una singola cella potrà produrre un numero RAW che rappresenta una sola delle tre componenti RGB (gli altri due solo nulli perchè bloccati dal filtro CFA). Questo è il motivo per cui un file RAW non è un'immagine vera e propria (spesso si sente definire un file RAW come insieme di dati grezzi).
Se potessimo osservare un file RAW come è salvato sulla scheda di memoria, osserveremo dunque una strana immagine dall'aspetto a mosaico:
Per i motivi esposti, la prima operazione che esegue qualsiasi software di lettura dei dati RAW è un'operazione che si chiama Demosaicizzazione e che consiste nel ricostruire i valori mancanti della terna RGB per ogni pixel dell'immagine (questo viene fatto anche dal firmware nella fotocamera in modo da poter poi produrre il JPG che viene mandato in anteprima sul visore).
Esistono moltissimi algoritmi in grado di eseguire l'operazione di demosaicizzazione. Basta tener presente che ogni azienda che produce software per lo sviluppo RAW implementa algoritmi in massima riservatezza e segretezza, sempre più ottimizzati e migliorati, allo scopo di ridurre al minimo gli errori e i difetti prodotti. Ecco quindi spiegato uno dei molteplici motivi secondo cui è possibile sostenere che alcuni software di sviluppo RAW mostrano caratteristiche superiori (o inferiori) rispetto ad altri.
2 recensioni
Gabriele Danesi
Mercoledì 16 Gen 2013
Ciao Sara, innanzitutto chiarisco che esistono diverse tipologie di pattern CFA. Quello illustrato nell'articolo si chiama Bayer RGB ed è il più diffuso in quanto sembra minimizzare (rispetto ad altre configurazioni) gli errori di aliasing durante la fase di ricostruzione delle componenti mancanti.
Ogni possibile pattern CFA tuttavia mostra sempre la solita predominanza di celle Verdi (quello che cambia è la disposizione delle celle Rosse e Blu). Il motivo di ciò risiede nei principi di percezione visiva dell'occhio umano. Il nostro occhio ha un picco massimo di sensibilità intorno alle frequenze luminose del verde ed è decrescente spostandosi verso la periferia dello spettro visibile. La conseguenza di ciò è che riusciamo a distinguere meglio le micro-variazioni di luminosità su uno sfondo completamente verde rispetto ad uno sfondo rosso o blu. Ecco dunque che le informazioni relative alle componenti verdi sono più importanti di quelle rosse e blu per determinare il dettaglio e la qualità finale dell'immagine.
Ogni possibile pattern CFA tuttavia mostra sempre la solita predominanza di celle Verdi (quello che cambia è la disposizione delle celle Rosse e Blu). Il motivo di ciò risiede nei principi di percezione visiva dell'occhio umano. Il nostro occhio ha un picco massimo di sensibilità intorno alle frequenze luminose del verde ed è decrescente spostandosi verso la periferia dello spettro visibile. La conseguenza di ciò è che riusciamo a distinguere meglio le micro-variazioni di luminosità su uno sfondo completamente verde rispetto ad uno sfondo rosso o blu. Ecco dunque che le informazioni relative alle componenti verdi sono più importanti di quelle rosse e blu per determinare il dettaglio e la qualità finale dell'immagine.
Sara L.
Mercoledì 16 Gen 2013
Se ho ben capito il meccanismo che riguarda l'acquisizione del segnale, sembrerebbe che le celle sensibili catturano poche informazioni sulle componenti Rosse e Blu della luce e molte di più sulle componenti Verdi della luce. C'è un motivo ben preciso che spiega questa evidente predominanza di celle verdi nel filtro CFA ? Grazie.