RAW格式與JPEG格式比較分析研究

數碼相機存儲圖像主要是有損壓縮的JPEG格式、無壓縮的TIFF格式、無損壓縮的RAW格式三種不同的文件格式，由于TIFF格式的文件量過大且經過相機本身大量的處理，已經被很多專業(yè)的數碼相機所棄用。目前應用最為廣泛的是RAW格式和JPEG格式。

1.解析RAW格式與JPEG格式

數碼相機，是一種能夠進行拍攝，并通過CCD或者CMOS等感光半導體傳感器把光學信號轉換成數字信號，即把拍攝到的景物轉換成以數字格式存放的圖像的特殊照相機[1]。目前大多數的數碼相機圖片存儲格式主要為RAW、JPEG兩種格式，其中最常見的是JPEG格式，雖然是一種有損壓縮格式，但由于有文件量較小、壓縮質量優(yōu)秀的特點而被廣泛地應用；RAW格式雖然文件量比JPEG格式大，同時又具備無損存儲和后期有極大可塑性的特點，所以現在中、高檔數碼相機中都具備這種儲存格式。

1.1 RAW格式

RAW在英語中的解釋是：“生的，未煮過的”按照字面意思講。RAW格式是一個數據包，并不包含圖像信息，其中儲存了數碼相機感光元件在工作過程中每個感光單元記錄下來的原始數據[2]。RAW格式是CCD/CMOS在將光信號轉換為電信號時的電平高低的原始記錄，它是單純地將數碼相機內部沒有進行任何處理的圖像數據,即CCD/CMOS等攝影元件直接得到的電信號進行數字化處理而得到的[3]。

RAW格式的文件在拍攝的過程中保留了最為豐富的圖像信息，為后期的制作提供了最大的余地。但由于不同的相機生產廠家CCD/CMOS的排列和轉換方式不同，RAW的記錄方式不盡相同，一般只有通過廠家提供的轉換程序或者專業(yè)的編輯軟件轉換成通用的圖像格式，才能為圖像處理軟件所接受，這也是RAW格式使用上的不便之處。但由于它較高的品質和原汁原味的特點自出現以來一直受到很多專業(yè)攝影師的歡迎。

1.2 JPEG格式

JPEG是一種比較成熟的圖像有損壓縮格式,文件的擴展名為.JPG。是最常用的圖像文件格式，是一種有損壓縮格式，能夠將圖像壓縮在很小的儲存空間，因此容易造成圖像數據的損傷。尤其是使用過高的壓縮比例，如果追求高品質圖像，不宜采用高的壓縮比例。但是，人眼是一般分辨不出來這種差別的。JPEG圖像存儲格式既滿足了人眼對色彩和分辨率的要求，又適當的去除了圖像中很難被人眼所分辨出的色彩,在圖像的清晰與大小中JPEG找到了一個很好的平衡點[4]。換句話說，就是可以用最少的存儲器空間得到相對較好的圖像品質。

JPEG格式是目前最為普及的一種圖像文件格式。

1.3 RAW格式與JPEG格式的區(qū)別

數碼相機和膠片相機相比最大的區(qū)別在于感光材料的改變，CCD/CMOS代替了傳統(tǒng)的膠片。CCD/CMOS上面覆蓋著一層彩色濾色片，它們以一定的規(guī)律整齊地排列著。CCD/CMOS感應到光線后會形成強弱不一的電流信號，這些電流信號在經過數萬倍的放大之后，進入AD模擬數字轉換器被軟換為數字信號，這個數字信號被封裝之后就是RAW格式的數字文件。如果這個數字信號繼續(xù)被傳遞到DSP數字處理芯片，則將按照數碼相機廠商設定的規(guī)則和算法進行真實色彩的合成處理，而且還同步進行了降噪、白平衡、反差、銳度、飽和度、壓縮等諸多處理后得到JPEG格式的數字文件。

假如我們用兩款不同品牌的數碼相機拍攝同一個東西，采用相同的曝光參數，在都采用JPEG的保持格式下，最終得到的照片，其色彩和明暗層次并不是完全相同的，原因是每個廠商會根據自己對攝影師的理解，去設定DSP的算法。RAW格式圖像文件，是一個數字信號封裝包，它需要經過電腦處理才能顯示出來，攝影師電腦加上專門的RAW格式圖像解析軟件就相當于數碼相機內部的DSP數字信號處理器。

從上面分析不難看出RAW格式與JPEG格式的主要區(qū)別在于：

首先， RAW格式是一種無損縮格式，RAW格式文件將存儲相機感光元件捕捉到的所有原始數據，因此比JPEG格式文件大[5]，所以拍攝需要足夠的儲存空間和配備高速的儲存卡才能滿足拍攝的需要；JPEG格式是有損壓縮格式，體積較小對設備的要求比較低。

其次RAW格式更加的原汁原味，沒有經過相機本身過多的處理，留給后期攝影師更大的發(fā)揮空間。而JPEG格式是經過相機內部的DSP數字信號處理器大量的處理后得到的圖像。

2.RAW格式與JPEG格式的實際應用

只有了解了RAW格式與JPEG格式最本質的優(yōu)缺點，攝影師在拍攝中才能做出正確的選擇，從而提高工作效率。

2.1 RAW格式與JPEG格式的優(yōu)缺點

RAW格式的優(yōu)點在于：

第一、RAW格式文件是沒有經過相機處理而直接得到的文件格式，是一種無損壓縮格式。而JPEG格式經過了相機本身大量的主觀處理，而這些處理在很多時候并非攝影師想要的結果。

第二、RAW格式文件支持16位圖像，在進行后期色調校正時可以使用更多的數據。JPEG格式文件是8位圖像，只有256級灰階，可進行色彩調整的范圍有限。

第三、RAW格式采用了ProPhoto的色彩空間，這遠遠比AdobeRGB和sRGB色彩空間所能還原的色彩種類豐富的多，可以輕易獲得準確的色彩還原而且在后期調整色彩的過程中不會對照片的質量帶來影響。

第四、在使用RAW格式進行拍攝時，一般不用考慮白平衡、銳度、色彩飽和度等相關的參數設置，只需用設置相機的ISO感光度和曝光補償就可以進行拍攝了，因為在后期軟件代替了數碼相機內部的DSP數字信號處理器，為攝影師提供了更為自主的操作空間。

JPEG格式的優(yōu)點在于：

第一、JPEG文件中的數碼較少，文件尺寸也較小，這就意味著對設備的要求比較低。在這里以佳能的5DII和4G的SanDiskCF存儲卡為例，拍攝最大格式的RAW格式只能拍攝143張，而拍攝最大格式JPEG格式可以拍攝達到609張；佳能的5DII的連拍速度為3.9張／s，最大格式的RAW文件為23.7MB，如果要充分發(fā)揮相機的連拍功能那么存儲卡的存儲速度最少要達到92MB／s，目前市場上的高速存儲卡的速度也只有90MB／s而且價格十分昂貴，最大格式的JPEG文件為6MB，對于3.9張／s的連拍速度，只要儲存速度達到24MB／s就可以實現相機的連拍功能。

第二、JPEG格式兼容性比較好，幾乎所以的工作平臺和軟件都可以讀取編輯。RAW格式不是一種通用格式，不同的相機制造商有著不同的研發(fā)標準，例如佳能命名為CR2、尼康命名為NEF、索尼命名為ARW、松下命名為RAW、適馬命名為X3f等等，這些不同名稱的RAW文件都要通過專業(yè)的軟件才能進行編輯，相對于JPEG格式來講兼容性差。

2.2 RAW格式與JPEG格式的選擇問題

經過對這兩種格式的優(yōu)缺點進行分析，可以得出一個結論， RAW格式在圖像品質方面相對于JPEG格式有很多突出的優(yōu)點，但缺點也很明顯，文件體積過大，對設備的要求較高。在后期還需要經過專門的瀏覽器和軟件才能正常瀏覽和使用，這樣一來就會影響到工作效率。所以對于職業(yè)的攝影師并不是每一次拍攝都會選用RAW格式，而是要根據拍攝題材而定。

一般選擇的原則是，對后期圖片質量要求不高，追求工作效率，建議使用JPEG格式來進行創(chuàng)作，例如新聞攝影、會議記錄、生活留念照等。RAW格式則應更多的用于廣告攝影和藝術攝影創(chuàng)作上。

結語

RAW格式和JPEG格式是目前在數碼相機上應用最為廣泛的兩種文件格式，這兩種格式從記錄原理、圖像品質、文件大小、后期制作上都存在著一定的差異，經過分析發(fā)現各有優(yōu)缺點。RAW格式圖像質量高、體積大，但對硬件軟件的設備要求高；JPEG格式體積小，適用范圍廣，但難以滿足高品質攝影的要求。只有了解了這些最本質的差異后，攝影師才能在創(chuàng)作過程中準確的選擇，以便于影像的后期制作管理與應用。

[1]陸曉玲.數碼攝影清晰度研究[J].長春：成功之路2007.21

[2]金振乾.余飛躍.RAW文件淺析[J].北京：中國科技信息2009.17

[3]王毅棟.數碼照片的常用格式 [J].北京：科技情報開發(fā)與經濟2007.5

[4]馮彥輝.基于JPEG圖像文件格式的研究[J].太原：山西電子技術 2009.1

[5]約翰?別茲沃斯.數碼黑白攝影[M].杭州：浙江攝影出版社.2008.8