李爽

摘 要： 針對(duì)數(shù)碼相機(jī)用戶面對(duì)多種圖像格式如RAW、JPEG、TIFF等，以及不同擴(kuò)展名如.dng、.nef、.xmp等圖像文件產(chǎn)生的困惑，探討了這些文件的性質(zhì)、特點(diǎn)以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系，并探討了在實(shí)際應(yīng)用中RAW圖像格式向其他圖像格式的轉(zhuǎn)換等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： RAW格式； JPEG格式； TIFF格式； dng； nef； xmp

中圖分類號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2014）11-37-03

Discussion on relationship between RAW format and others

Li Shuang

（Luxun Academy of Fine Arts， Department of Basic Teaching， Shenyang， Liaoning 110004， China）

Abstract： The digital camera users always confuse about the variety of image formats， such as RAW， JPEG， TIFF and different image file extensions such as DNG， NEF， XMP， etc. The differences and connections between them， how to convert RAW to other image format in the practical application are discussed in this paper.

Key words： RAW format； JPEG format； TIFF format； dng； nef； xmp

0 引言

數(shù)碼相機(jī)已悄然走進(jìn)千家萬(wàn)戶，它使得拍照成了一件看似簡(jiǎn)單的事情，但有時(shí)一些問(wèn)題仍然會(huì)困擾數(shù)碼相機(jī)用戶。大部分相機(jī)都可以設(shè)置RAW或JPEG格式的輸出，有的相機(jī)支持TIFF格式的輸出。那么究竟選擇哪種圖像格式，這些不同格式的圖像文件是什么，它們有什么區(qū)別和聯(lián)系？另外，應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，將照片從相機(jī)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)時(shí)，即使將不同廠家的相機(jī)均設(shè)置為RAW格式輸出，導(dǎo)出的照片文件擴(kuò)展名也各不相同是什么原因；而且專用軟件處理完的照片有多種圖像格式可供選擇保存，比如除了JPEG外還有TIFF等格式，RAW格式在什么情況下需要向其他格式轉(zhuǎn)換；為什么經(jīng)過(guò)Adobe Camera Raw（以下簡(jiǎn)稱ACR）處理后的原圖像文件旁會(huì)生成一個(gè)與文件主名相同的.xmp文件；為什么說(shuō).dng文件是開(kāi)放的RAW格式文件等。這些問(wèn)題困擾著數(shù)碼相機(jī)用戶，只有解決了這些問(wèn)題，數(shù)碼相機(jī)用戶才能更好地使用和管理自己的照片。

1 RAW格式

1.1 什么是RAW格式

“RAW格式”是現(xiàn)代攝影的新名詞。有了數(shù)碼攝影才有了RAW格式?！癛AW”的英文原意是“未加工的、原始的”。數(shù)碼攝影里的RAW格式是直接由相機(jī)感光元件獲取的原始數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)相機(jī)內(nèi)影像生成器的處理。一般來(lái)說(shuō)RAW格式文件需要導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，用專門(mén)軟件來(lái)處理。

數(shù)碼攝影的概念與傳統(tǒng)的膠片攝影不同。數(shù)碼相機(jī)將感光元件接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為了數(shù)字信號(hào)，這些未經(jīng)處理的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)就存儲(chǔ)在RAW格式的數(shù)據(jù)包里。所以，從嚴(yán)格意義上講，RAW格式文件不是真正的圖像文件，而是圖像原始數(shù)據(jù)包，它似乎是將拍照那一刻的所有感光信息都記錄了下來(lái)，并打了個(gè)數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。RAW格式文件沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，且不含文件頭信息，它其實(shí)是一類文件的總稱。具體到不同的相機(jī)，RAW格式文件有不同的擴(kuò)展名，比如對(duì)于尼康相機(jī)擴(kuò)展名是.nef等，對(duì)于佳能相機(jī)擴(kuò)展名是.cr2等。文獻(xiàn)[1]介紹了各種品牌的相機(jī)對(duì)應(yīng)的RAW格式文件擴(kuò)展名。

RAW格式圖像文件通常被稱為“電子底片”。傳統(tǒng)攝影是一對(duì)一輸出，即一張底片輸出一張照片，有了RAW格式以后，攝影師可以以多種方式處理RAW格式文件，然后分別輸出，即一對(duì)多輸出，一個(gè)“底片”對(duì)應(yīng)多個(gè)照片輸出。

RAW格式的文件保留了圖像最原始、最豐富的信息，所以它的文件量很大，不利于存儲(chǔ)和傳輸，但隨著存儲(chǔ)器容量的不斷增大，價(jià)格不斷下跌，帶寬不斷增加，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度及計(jì)算機(jī)處理速度不斷提高等，RAW格式近年來(lái)被越來(lái)越多的專業(yè)和非專業(yè)攝影人士所接受。

1.2 .dng

上文中指出了RAW格式?jīng)]有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，且不包含文件頭信息。這就使得每個(gè)相機(jī)廠家出產(chǎn)的相機(jī)所輸出的RAW格式文件均不相同，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這給后期處理帶來(lái)了一些問(wèn)題。因?yàn)楦鱾€(gè)廠家的RAW格式文件不兼容，所以想用一款軟件統(tǒng)一處理這些不同廠家相機(jī)輸出的RAW格式文件，就需要有針對(duì)性地采用不同的處理方法。Adobe公司于2005年提出了一個(gè)RAW的標(biāo)準(zhǔn)格式，該格式文件以.dng為擴(kuò)展名。Adobe提出.dng文件的初衷是：不論哪個(gè)廠家相機(jī)輸出的RAW格式文件都可以按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)形式輸出為.dng文件，這樣更有利于RAW格式文件的保存和后期處理。但.dng文件推廣得不好，目前只有三星、賓得、萊卡等為數(shù)不多的廠家支持該文件。雖然如此，.dng文件的提出還是提供了一種標(biāo)準(zhǔn)且開(kāi)放的RAW格式，在必要的情況下，可以用DNG Converter軟件將不同的RAW格式文件轉(zhuǎn)換為開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn).dng文件。

1.3 .nef與.xmp

.nef文件是尼康數(shù)碼相機(jī)輸出的RAW格式文件，在輸出時(shí)，尼康相機(jī)將原始RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)損壓縮，導(dǎo)出為.nef文件。

.xmp在Adobe產(chǎn)品中被稱為“sidecar file”，即“附屬文件”。它記錄的是對(duì)原圖像文件元數(shù)據(jù)的調(diào)整信息。例如我們用ACR對(duì)尼康輸出的.nef進(jìn)行了調(diào)整后，會(huì)發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)器中原始.nef文件旁會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與其文件主名相同的.xmp文件，這個(gè)文件就是原始.nef文件的附屬文件，它一般都很小，只有10K左右，其記錄的是在ACR中對(duì)原始.nef文件的調(diào)整。采用這種附屬文件的方式進(jìn)行RAW格式文件的編輯是為了實(shí)現(xiàn)“無(wú)損編輯”，即對(duì)原始的RAW格式文件不做任何破壞性編輯，保留的RAW格式文件數(shù)據(jù)的原始性。

2 其他圖像格式

2.1 JPEG格式

JPEG格式是由聯(lián)合國(guó)圖像專家組制定的圖像編碼格式，它能實(shí)現(xiàn)圖像的高比率壓縮，壓縮比由用戶自己控制。由于JPEG格式是一種典型的有損壓縮，用戶在選擇高壓縮比的同時(shí)會(huì)損失更多的圖像畫(huà)質(zhì)。JPEG格式文件的擴(kuò)展名為.jpg或.jpeg。

雖然JPEG格式是有損壓縮，可是它采用的壓縮算法基本可以保證圖像的失真程度在我們可以接受的范圍內(nèi)。對(duì)于一些圖像，采用JPEG格式壓縮產(chǎn)生的失真甚至可以達(dá)到肉眼識(shí)別不出的程度。JPEG格式在很大程度上解決了用戶在存儲(chǔ)圖像、網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像等各方面對(duì)圖像大小限制的問(wèn)題，所以該圖像格式非常實(shí)用，被廣大用戶所接受。但是對(duì)于圖像質(zhì)量要求非常高的情況，JPEG格式壓縮的較低品質(zhì)無(wú)法很好地呈現(xiàn)圖像的最高精細(xì)節(jié)。

可以通過(guò)圖像處理軟件將RAW格式轉(zhuǎn)換為不同品質(zhì)的JPEG格式圖像，或者直接通過(guò)相機(jī)輸出JPEG格式。后者，相機(jī)會(huì)通過(guò)本身的處理器將感光元件得到的原始數(shù)據(jù)按JPEG格式進(jìn)行壓縮和編碼，然后直接輸出。

關(guān)于JPEG格式還有一個(gè)重要的問(wèn)題值得用戶注意，即在每一次保存JPEG格式圖像時(shí)均有畫(huà)質(zhì)的損失，所以在使用該格式時(shí)切忌反復(fù)保存文件。

2.2 TIFF格式

TIFF格式最初是由Aldus公司與微軟公司為PostScrip打印開(kāi)發(fā)，是一種主要用來(lái)存儲(chǔ)包括照片和藝術(shù)圖在內(nèi)的圖像文件格式，文件擴(kuò)展名為.tif或.tiff[2]。

這種圖像的文件格式非常大，它可以實(shí)現(xiàn)圖像原始數(shù)據(jù)的無(wú)損壓縮，是一種非破壞性的存儲(chǔ)格式，同時(shí)該格式還可以保留圖像在后期處理中的圖層、通道、路徑等信息。一些數(shù)碼相機(jī)支持TIFF格式的輸出，在輸出時(shí)，相機(jī)處理器會(huì)根據(jù)TIFF格式的圖像編碼規(guī)則將原始圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為T(mén)IFF格式，這種轉(zhuǎn)換可以實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的無(wú)損失轉(zhuǎn)換。當(dāng)然也可以在后期通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理軟件將RAW格式文件轉(zhuǎn)換為T(mén)IFF格式。

TIFF格式的優(yōu)勢(shì)還在于，其在反復(fù)保存時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生圖像的失真，這是JPEG格式所無(wú)實(shí)現(xiàn)的。

3 RAW與其他圖像格式的區(qū)別、聯(lián)系及其轉(zhuǎn)換

RAW與JPEG和TIFF格式之間既有區(qū)別又有聯(lián)系，見(jiàn)表1。

表1

[圖像格式＼&可由相機(jī)輸出＼&相機(jī)輸出時(shí)無(wú)損失＼&有文件頭＼&可以反復(fù)保存不失真＼&文件量大＼&RAW＼&Y＼&Y＼&N＼&Y＼&Y＼&JPEG＼&Y＼&N＼&Y＼&N＼&N＼&TIFF＼&Y＼&Y＼&Y＼&Y＼&Y＼&]

通過(guò)表1我們可以分析得出：RAW格式不是真正意義上的圖像文件格式，它沒(méi)有文件頭信息。其他兩種JPEG和TIFF格式有完整的圖像文件頭。

RAW、JPEG、TIFF格式均可以由相機(jī)輸出，有的相機(jī)廠家在輸出RAW格式時(shí)，對(duì)其進(jìn)行了壓縮，比如尼康的.nef格式。

TIFF和RAW格式一樣，導(dǎo)出時(shí)均可實(shí)現(xiàn)原始相機(jī)數(shù)據(jù)的無(wú)損失，JPEG格式肯定是有損的。無(wú)損的RAW和TIFF格式文件量都相對(duì)較大，其中TIFF格式在后期處理時(shí)文件量的增大非常驚人，因?yàn)槠浔４媪撕笃谔幚懋a(chǎn)生的圖層、通道、路徑等信息。相比之下由于JPEG格式的高壓縮比，該格式的文件量很小。

在計(jì)算機(jī)圖像處理軟件中，JPEG格式的文件每保存一次都會(huì)產(chǎn)生畫(huà)質(zhì)的損失，RAW和TIFF格式反復(fù)保存都可以實(shí)現(xiàn)不失真，但是RAW與TIFF的保存原理不同。RAW格式以尼康的.nef為例，在使用ACR反復(fù)保存時(shí)，絲毫不改變?cè)驾敵龅?nef文件，而是針對(duì)原文件生成了文件主名相同的.xmp附屬文件。在每次保存時(shí)，會(huì)自動(dòng)將對(duì)原始文件的修改保存到.xmp文件中，即每次保存時(shí)只修改.xmp文件。而TIFF文件的反復(fù)保存原理不同，不會(huì)有附屬文件生成，但在保存時(shí)會(huì)保留下編輯過(guò)程中的圖層、通道、路徑等信息，這在很多程度上增大了TIFF格式的文件量。

一般在使用Photoshop（以下簡(jiǎn)稱PS）處理RAW格式時(shí)，通常的流程是這樣的：用PS的ACR打開(kāi)原始RAW格式文件，ACR是PS中專門(mén)用來(lái)處理RAW格式的插件，其提供了調(diào)整RAW格式的各種工具，原則上能在ACR中調(diào)整的最好在ACR中調(diào)整完成，然后可以從ACR再跳轉(zhuǎn)到PS中繼續(xù)對(duì)文件進(jìn)行處理，最終可以選擇將文件存儲(chǔ)為其他的圖像格式，比如JPEG或TIFF格式等。即使存儲(chǔ)為其他格式，原始的RAW格式文件仍然會(huì)保留，而且還會(huì)生成相應(yīng)的.xmp文件。如果在ACR中調(diào)整后不想在PS中再調(diào)整了，則直接在ACR界面中選擇“存儲(chǔ)圖像”，即可將圖像存儲(chǔ)為其他的圖像格式，接下來(lái)，如果還想保留ACR中對(duì)RAW格式圖像的修改，那么選擇“完成”，則會(huì)生成文件主名相同的.xmp文件，選擇“取消”則表示不保留修改。用ACR和PS處理RAW格式文件的流程如圖1所示。

[啟動(dòng)PS][選擇“完成”，結(jié)束RAW格式圖像調(diào)整。在原圖像旁生成文件主名相同][N][是否要需要存儲(chǔ)為

其它圖像格式？] [選擇“存儲(chǔ)圖像”，將原圖像存儲(chǔ)為其它圖像格式，如JPEG、TIFF等。][是否保留對(duì)原始

RAW格式的修改] [選擇“取消”關(guān)閉文件，不生成文件主名相同的.xmp文件。][選擇“打開(kāi)圖像”繼續(xù)在PS環(huán)境下處理圖像（在原圖像旁同樣會(huì)生成文件主名相同的.xmp文件，記錄在ACR中對(duì)文件的調(diào)整），最終選擇“存儲(chǔ)為”將圖像儲(chǔ)存為其它格式。][N][用ACR打開(kāi)RAW格式文件][在ACR中處理RAW格式文件][是否要在PS中

進(jìn)一步處理] [Y] [Y][N][Y]

圖1

RAW格式由相機(jī)輸出后，可以利用專門(mén)的圖像處理軟件轉(zhuǎn)換為JPEG或TIFF格式，但JPEG或TIFF格式無(wú)法逆向轉(zhuǎn)回RAW格式。TIFF格式可以轉(zhuǎn)換為JPEG格式，反之亦不能。

4 實(shí)際情況下圖像格式的選擇

以上對(duì)圖像格式進(jìn)行了透徹的對(duì)比分析，得出了它們的聯(lián)系與區(qū)別。那么在實(shí)際情況中應(yīng)該如何選擇圖像格式呢？我們先從相機(jī)的輸出開(kāi)始談起。從以上分析可知，RAW和TIFF格式的文件量都很大，這對(duì)存儲(chǔ)器有很高的要求，如果存儲(chǔ)器容量有限，可以考慮JPEG格式輸出。但JPEG格式輸出的缺點(diǎn)是，后期處理將會(huì)遇到瓶頸，因?yàn)镴PEG是有損壓縮，無(wú)法得到全部的圖像原始數(shù)據(jù)，后期進(jìn)行處理時(shí)無(wú)法將圖像還原為最佳的畫(huà)質(zhì)，甚至后期處理會(huì)帶來(lái)更大程度的失真。所以如果想得到高畫(huà)質(zhì)的后期處理效果建議使用RAW或TIFF格式輸出（這里的TIFF格式更適合打印輸出）。

在實(shí)際應(yīng)用中，比如體育攝影記者拍攝的照片，一般量很大，而且像這種紀(jì)實(shí)性的照片一般不需要（也沒(méi)有時(shí)間）進(jìn)行后期處理，所以就可以選擇JPEG格式輸出。再比如藝術(shù)攝影，后期處理顯得尤為重要，應(yīng)該選擇RAW格式輸出。

在大多數(shù)情況下， RAW格式的輸出只是一個(gè)中間狀態(tài)，最終圖像的用途將決定RAW格式轉(zhuǎn)換為哪種適合的其他格式。本文分析過(guò)JPEG的缺點(diǎn)之一是每保存一次都會(huì)有失真，而TIFF格式則不會(huì)產(chǎn)生失真。所以，無(wú)論最終圖像的用途是什么，如果在還沒(méi)有得到滿意的后期處理效果之前，應(yīng)該將圖像RAW格式先存儲(chǔ)為T(mén)IFF格式，因?yàn)檫@種存儲(chǔ)是無(wú)損的，可以多次反復(fù)保存，同時(shí)還可以保存圖層、通道、路徑等信息，對(duì)于在PS中處理的文件來(lái)說(shuō)非常方便，這是其他格式都無(wú)法比擬的。當(dāng)?shù)玫阶罱K滿意的后期處理效果后，可以將RAW格式（或中間處理暫存的TIFF格式）轉(zhuǎn)換為適當(dāng)品質(zhì)的JPEG格式作為最終輸出。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，RAW格式是相機(jī)內(nèi)最原始的、未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)，方便后期處理，在得到滿意的處理結(jié)果后，可根據(jù)實(shí)際用途將其轉(zhuǎn)換為適當(dāng)品質(zhì)的JPEG格式；在處理過(guò)程中如果想保留中間結(jié)果，可以暫存為T(mén)IFF格式；JPEG格式可以實(shí)現(xiàn)有損失的高比率的壓縮，如果圖像根本不需要后期處理，可以選擇JPEG格式進(jìn)行輸出。通過(guò)本文的討論，希望用戶可以更好地選擇數(shù)碼相機(jī)照片的輸出格式，對(duì)圖像的處理和管理也將更加得心應(yīng)手。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳啟海.精彩問(wèn)答評(píng)述RAW格式圖像文件[J].照相機(jī)，2008.11：

65-67

[2] 楊丹，趙海濱，龍哲等.MATLAB圖像處理實(shí)例詳解[M].清華大學(xué)出

版社，2013.

[3] 哈圓圓.RAW與JPEG圖像的數(shù)據(jù)研究及格式轉(zhuǎn)換[D].西安理工大

學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[4] Madder.RAW格式到底是什么[J].影像視覺(jué)，2011.1：66-68

[5] 鄭毅.進(jìn)階RAW格式[J].數(shù)碼攝影，2009.5：140-145

[6] 南洋，王家民.RAW格式與JPEG格式比較分析研究[J].電影評(píng)介，

2012.5：81-82

[7] 艾威.深度解析數(shù)碼相機(jī)文件格式（上）—RAW還是JEPG[J].人像攝

影，2007.1：126-128

[8] 黃震，屈曉峰，郭根生.數(shù)碼相機(jī)圖像格式盤(pán)點(diǎn)關(guān)于JPEG TIFF RAW

的討論[J].人像攝影，2005.5：132-133

[9] RD.探索RAW格式的奧秘[J].影像視覺(jué)，2012.4：48-59