|
| |
Rohdatenformat (RAW)
Von Agon S. Buchholz
für Kefk Network Fotografie
und Wikipedia, August
2004.
Ihr Benutzername: Besucher
Wer ist gerade online? - 3
aktive User.
Erstellt/bearbeitet: 30-Aug-2005/07-Feb-06
Systemzeit: Sonntag, 07.09.2008, 08:31:46.
Home : Fotografie : Digital : Rohdatenformat
Übersicht
Als Rohdatenformat oder RAW (zu engl. raw, »roh«)
bezeichnet man ein jeweils herstellerabhängiges Dateiformat bei
Digitalkameras, bei dem die Kamera die Daten nach der Bildwandlung
weitgehend ohne Bearbeitung auf das Speichermedium schreibt.
Obwohl sich die Funktionsweise der digitalen Bildsensoren verschiedener
Hersteller im Allgemeinen nicht wesentlich unterscheidet, sind die
abgespeicherten RAW-Formate zueinander nicht kompatibel; die
Spezifikationen der Datenformate sind i.d.R. nicht offengelegt und Teile
der Datenstrukturen sind sogar verschlüsselt (Nikon NEF). Derzeit gibt
es über hundert solcher Rohdatenformate (Stand: August 2005).
Funktionsweise
Die digitalen Rohdaten liegen nach dem Aufnehmen und Speichern in einem
proprietären Format vor, das nur mit der Software des jeweiligen Herstellers
oder einigen speziellen Anwendungen von Drittanbietern verarbeitet werden
kann. Auch in eine Bildbearbeitungssoftware wie Adobe Photoshop müssen
Rohdaten erst importiert werden. Raw-Bilddateien enthalten bei manchen
Herstellern ein Vorschau-Bild im JPEG-Kompressionsformat mit reduzierter
Auflösung, um eine Darstellung ohne zeitraubenden Import zu ermöglichen.
Raw-Dateien wirken vor der Nachbearbeitung »flau, düster und
kontrastarm«, dafür bieten sie »CCD-Daten pur – mit voller
12-Bit-Farbtiefe, ungefiltert, ungeschärft, höchstens verlustfrei
komprimiert« (Trinkwalder).
Bei der Verarbeitung eröffnet sich dem Digitalfotografen jedoch eine ganz
neue Qualitätsdimension der digitalen Bilder, die kaum vergleichbar ist mit
dem »Datensalat«, den die Automatikfunktionen der Kamera
liefern. Beispielsweise haben Bilder im Rohdatenformat erheblich feinere
Abstufungen der Helligkeits- und Farbwerte; JPEG bietet 8 Bit pro Farbkanal
(256 Helligkeitsabstufungen, 16.8 Mio. Farben) für jeden Bildpunkt,
demgegenüber speichern Rohdatenformate meist 10, 12 oder 14 Bit (1.024 bis
16.384 Stufen, im Profi-Sektor mitunter auch mehr), aufgrund der
Charakteristik des üblicherweise eingesetzten Bayer-Sensors allerdings nur
für jeweils einen der drei Farbkanäle. Die durch die Verwendung des
Bayer-Sensors notwendige Farbinterpolation findet außerdem erst bei der
weiteren Bearbeitung statt, so dass hier noch nachträglich eingegriffen
werden kann.
Dieser Detailreichtum hat seinen Preis: Während JPEG-komprimierte Bilder
einer 5-Megapixel-Digitalkamera, je nach Kompressionsgrad, etwa 2,5 bis 3
Megabyte groß sind, bedarf ein entsprechendes Rohdatenbild je nach
Kameramodell bis zu zehn Megabyte. Manche Hersteller setzen bei der
Speicherung von Rohdaten einen verlustfreien Kompressionsalgorithmus ein,
der bei nicht allzu komplexen Bildinhalten die aufgezeichnete Datenmenge
halbieren kann. Im schlimmsten Fall werden 16 Bit pro Element des
Bayer-Sensors abgespeichert. In diesem Beispiel passen auf ein
Speichermedium mit einer Kapazität von 128 MB je nach Bit-Tiefe und
Kompression 12-25 Raw-Bilder anstelle von rund 50 JPEG-komprimierten
Bilddateien. Wie bei JPEG-komprimierten Bildern ist der Speicherbedarf eines
Raw-Bildes von der eingestellten Lichtempfindlichkeit abhängig. Das bei
höheren Lichtempfindlichkeiten stärker auftretende Bildrauschen lässt sich
schlechter komprimieren.
Die in Digitalkameras enthaltenen Bildprozessoren sind auf ihren
Haupteinsatz optimiert: Das Umwandeln der Bildsensor-Rohdaten in das
abzuspeichernde JPEG-Format. Während diese Bildprozessoren bestenfalls
einige Zehntelsekunden für diesen Vorgang benötigen, dauert eine
Rohdatenkonvertierung auf dem Computer, je nach dessen Ausstattung, zwischen
3 und 20 Sekunden. Dieser Zeitaufwand schreckt viele Anfänger von der
Verwendung des Rohdatenformats ab.
Vorläufer-Format TIFF
Bevor sich RAW als verlustfreies, proprietäres Speicherformat für
größtmöglichen Nachbearbeitungskomfort etablieren konnte, boten einige
Hersteller zur Speicherung auch TIFF als Alternative zum JPEG-Format an. Mit
RAW hat TIFF gemeinsam, die bei der JPEG-Kompression entstehenden
Qualitätsverluste (Artefakte) zu vermeiden. Im Vergleich spricht für TIFF
die breitere Unterstützung in Bildverarbeitungsprogrammen und das Wegfallen
einer Zeit raubenden Konvertierung vor der Nachbearbeitung. Nachteilig wirkt
sich bei TIFF die große Datenmenge aus, da hier für jedes Pixel 24 oder 48
Bit abgespeichert werden, was 15 bzw. 30 Megabyte bei einem 5-Megapixel-Bild
bedeutet.
Doch trotz dieses beeindruckenden Datenmengen-Vorsprungs gegenüber RAW
(10 bis 16 Bit pro Pixel) ist es in der Nachbearbeitung deutlich
eingeschränkt, da hier die Datenvorverarbeitung inklusive
Bayer-Sensor-Interpolation, Tonwertkorrektur, Schärfung, Rauschfilterung und
Weißabgleich zum Zeitpunkt der Bildspeicherung unkorrigierbar abgeschlossen
ist. Eine nachträgliche Korrektur geht wie auch bei JPEG-komprimierten
Bildern mit einem Qualitätsverlust einher. Bei Verwendung von JPEG oder TIFF
muss der Fotograf deshalb zum Erzielen eines optimalen Ergebnisses sämtliche
Vorverarbeitungsparameter (Schärfungsgrad, Weißpunkt, Tonwertkorrektur) vor
der Aufnahme korrekt einstellen, will er eine Fehleinschätzung des
Kamera-internen Automatik-Modus und damit die nachträgliche Korrektur
vermeiden.
RAW-Unterstützung bei Kompaktkameras
Erst mit der Einführung des Rohdatenformats ist es dem Fotografen
möglich, diese Parameter im Prozess der Nachbearbeitung festzustellen. RAW
gibt daher nicht nur dem Profi die Möglichkeit, ein falsch eingestelltes
Foto zu retten, sondern hat auch dem ambitionierten Amateur den Weg abseits
des Automatik-Modus geebnet. Von den Kameraherstellern wird das
Rohdatenformat trotzdem oft als Profi-Feature betrachtet, das in handlichen
Hemdtaschen-Kameras nichts verloren hat.
Waren die Jahre 2001 bis 2005 davon geprägt, dass neben den Profikameras
immer mehr Amateur- und Semiprofi-Kameramodelle mit Rohdatenunterstützung
ausgestattet wurden, lässt sich auch eine Gegenbewegung beobachten. So wird
beispielsweise die Amateur-Modellreihe "Powershot-S" von Canon seit der
Powershot S30 aus dem Jahr 2001 konsequent mit RAW-Unterstützung
ausgestattet, das Modell Powershot S80 aus dem Jahr 2005 bietet dieses
Feature aber nicht mehr. Selbst in die Low-End-Modellreihe "Powershot-A"
wurde das Rohdatenformat integriert, blieb aber hier auf die Modelle
Powershot A50 (1998) und Powershot A5 (1999) beschränkt. In seinen Anfängen
wurde das Rohdatenformat offenbar noch nicht als strategisches
Verkaufsargument integriert; so findet es sich bei Canon bereits in der 1996
vorgestellten Powershot 600. Erst in späteren Jahren wird dieses Feature
gezielt als Unterscheidungskriterium eingesetzt, als neben Canon auch andere
Hersteller eine Rohdatenformat-Unterstützung außerhalb der Profi-Modelle
anbieten.
Oft steht das Rohdatenformat nur für mehr oder weniger manuelle
Belichtungsprogramme zur Verfügung. Kameras von Canon können beispielsweise
im Vollautomatik-Modus sowie in speziellen Belichtungsprogrammen wie etwa
Porträt, Blitz oder Panorama nicht zur Aufnahme in RAW überredet werden.
Digitales Negativ
In Anlehnung an den Filmstreifen in der Analog-Fotografie spricht man bei
RAW-Fotos auch vom digitalen Negativ.
Eigenheiten der Hersteller
So wie die Daten der verschiedenen Hersteller in unterschiedlichen RAW
Formaten gespeichert werden, so unterschiedlich ist auch der Umgang der
Hersteller mit der Offenlegung seines Programmcodes. Sigma legt alle Daten
zum RAW-Format offen, während Olympus sich ausschweigt. Das macht es für
Softwareentwickler schwer, in Bildbarbeitungsprogramme entsprechende
Konvertierungstools zu integrieren, RAW also direkt nutzbar zu machen. Meist
ist der Kamerabesitzer dann angewiesen auf Umwandlungssoftware der
Kamerahersteller, um die Bilder in Bildbearbeitungsprogrammen bearbeiten zu
können.
Im Allgemeinen erfordern nicht nur Programmfehler, sondern auch
Betriebssystem-Änderungen eine regelmäßige Wartung durch den
Software-Hersteller. Doch mit der Einführung neuer Kameramodelle und
funktionsreicherer Rohdaten-Konverterprogramme lässt sich beobachten, dass
das Interesse einiger Hersteller schwindet, Besitzer älterer RAW-Dateien und
RAW-fähiger Kameras in neueren Software-Produkten und
Betriebssystem-Versionen zu unterstützen. Unter Openraw.org hat sich aus
diesem Grund eine Interessensgruppe gebildet, die die Kamerahersteller
auffordert, die Rohdatenformate uneingeschränkt offen zu legen, was dem
Anwender auch noch in vielen Jahren ermöglicht, seine RAW-Dateien
verarbeiten und nötigenfalls selbst ein Programm zur Unterstützung seines
mittlerweile veralteten Formats schreiben zu können.
Rohdatenbearbeitung
Eine typische Software zur Rohdatenbearbeitung stellt u. a. folgende
Funktionen zur Verfügung:
- Anzeige der EXIF-Informationen;
- Eine Belichtungskorrektur im Bereich von zwei Blendenstufen ist
problemlos möglich;
- Scharfzeichnung und Nachschärfen;
- mit der Tonwertkorrektur kann der Kontrast ohne Informationsverlust
verringert oder gesteigert werden;
- mit der Sättigungskorrektur kann die Farbsättigung optimiert werden;
- der Weißabgleich kann korrigiert werden;
- die Gradationskorrektur passt die Gradationskurve an.
Manche Anwender verzichten auch auf die Verwendung Kamera-abhängiger
Software zur Bildkorrektur und exportieren die RAW-Daten ohne Veränderung in
48-bit TIFF-Dateien (16 Bit pro Farbe pro Bildpunkt). Die Korrekturen werden
dann in handelsüblichen Bildbearbeitungsprogrammen mit zum Teil selbst
optimierten Filtern durchgeführt. Erst nach Abschluss sämtlicher
Arbeitsschritte, beim abschließenden Export in das Zielformat, wird jeder
Bildpunkt auf 24 Bit (8 Bit pro Farbe) reduziert.
RAW-Formate und Dateierweiterungen
Alphabetische Sortierung; die einzelnen Datenformate mit derselben
Dateierweiterung müssen nicht notwendigerweise zu sich selbst kompatibel
sein; fast alle Hersteller modifizieren ihr proprietäres Rohdatenformat mit
jeder neuen Kamerageneration.
Software
Folgende Fremdhersteller bieten Produkte zum Import und zur Bearbeitung
von Rohdaten an:
Ein freies Kommandozeilentool zur Konvertierung von Rohdaten sowie eine
Basisbibliothek für viele freie und kommerzielle Produkte bietet DCRAW:
www.cybercom.net/~dcoffin/dcraw.
Bildbetrachter
Literatur
Andrea Trinkwalder: Raw-Masse. Höhere Farbtiefe, weniger Fehler:
Bessere Bilder dank Rohdaten. In: c't 16/04, S. 152 (atr).
Netmarks
Liste aller Raw-fähigen Kameras,
www.raw-converter.com/index.php?id=83.
Digitalkamera.de: Digitalbilder nicht JPEG-gegart, sondern RAW-roh
(Fototipp vom 04.05.2004),
www.digitalkamera.de/Tip/21/81.htm.
Digitalkamera.de: Bildqualität sinnvoll einstellen (Fototipp),
www.digitalkamera.de/Tip/19/11.htm.
Openraw.org,
openraw.org (Englisch)
Anmerkungen
| |
|
Kefk Network :
Fotografie :
Digital
Imaging |
About | 
Wiki.
Rohdatenformat
