تفاوت JPEG با RAW در عکاسی به زبان ساده

در این مقاله قصد داریم علاوه بر مقایسه‌ی کیفیت تصاویر به دست آمده از فایل‌های JPEG و RAW، با جزئیات فنی این دو فرمت از نقطه‌نظر عکاسی بیشتر آشنا شویم.

ساده‌ترین بیان ممکن برای توضیح تفاوت بین JPEG و RAW، استفاده از مثال آشپز و کیک است. تصویر RAW برای یک عکاس حکم خمیرمایه برای آشپز را دارد. همان‌طور که یک آشپز با فرآوری خمیر به روش‌های متفاوت و اضافه کردن مواد مختلف به آن می‌تواند ماده‌ی اولیه را به انواع و اقسام شیرینی، از کیک یزدی گرفته تا پای سیب تبدیل کند، عکاس نیز می‌تواند پس از پردازش فایل RAW، آن را با فرمت‌های متداول فشرده‌سازی از جمله متداول‌ترین آن‌ها یعنی JPEG ذخیره کند.

تصویر JPEG از فایل RAW پردازش نشده (سمت چپ) در کنار تصویر JPEG پردازش شده در لایت‌روم (سمت راست)

درست مانند شیرینی‌پزی که پس از پختن کیک یزدی توانایی تبدیل آن به پای سیب را ندارد، عکاس نیز پس از پردازش، فشرده‌سازی و ذخیره‌ی فایل RAW با فرمت JPEG، دیگر راه بازگشت و استفاده از حجم انبوه اطلاعات ارزشمند «خام» فایل اصلی را ندارد.

اگر فکر می‌کنید مثال شیرینی‌پزی برایتان کافی است و احتیاجی به دانستن جزئیات در سطح پیشرفته‌تر ندارید، می‌توانید قسمت بعدی مقاله را نادیده گرفته و به مطالعه‌ی ادامه‌ی متن بپردازید.

در دوربین‌های دیجیتال، سنسور و پردازنده برای ثبت عکس، اطلاعات غیر دیجیتال نور را به اطلاعات دیجیتال تبدیل و ذخیره می‌کنند. سنسور دوربین‌های دیجیتال از واحد‌های کوچکی به نام پیکسل تشکیل شده است. ۲۰ مگاپیکسلی بودن یک دوربین به معنای آن است که سنسور آن از ۲۰ میلیون واحد کوچک برای ثبت اطلاعات نور استفاده می‌کند.

وقتی دکمه‌ی شاتر را فشار می‌دهید و نور به سنسور دوربین می‌رسد، هر پیکسل سنسور شدت نور دریافتی را با شمارش تعداد فوتون‌ها اندازه می‌گیرد. بار فوتون، ولتاژ هر پیکسل را تغییر می‌دهد و این تغییرات ولتاژ توسط دوربین ثبت می‌شود. در واقع اطلاعات «خام» (Raw) به دست آمده توسط سنسور که در نهایت باعث شکل گرفتن یک تصویر می‌شود، مجموعه‌ای از تغییرات ولتاژ به ثبت رسیده توسط چند میلیون پیکسل سنسور است.

تصویر JPEG از فایل RAW پردازش نشده (سمت چپ) در کنار تصویر JPEG پردازش شده در لایت‌روم (سمت راست)

اما موضوع هنگام ثبت تصاویر رنگی، اندکی متفاوت است. پیکسل‌های سنسور «کور رنگ» هستند. آن‌ها می‌توانند طیف نور رنگی را تشخیص بدهند، اما قادر به اندازه‌گیری شدت رنگ‌های مجزا مانند قرمز، سبز و آبی نیستند. از طرفی اگر تمام پیکسل‌های سنسور قرار بود تنها شدت نور را بسنجند، در نهایت نتیجه‌ی به‌دست آمده یک تصویر سیاه و سفید بود.

برای غلبه بر این مشکل، طراحان سنسورهای رنگی سنتی، فیلترهای رنگی در مقابل هر پیکسل قرار می‌دادند. در این روش، هر فیلتر جلوی عبور دو رنگ از سه رنگ اصلی را می‌گیرد و در نتیجه هر پیکسل می‌تواند شدت یکی از سه رنگ قرمز، سبز یا آبی را اندازه بگیرد. اطلاعات به دست آمده در یک فایل RAW ذخیره می‌شود. این فایل حاوی اطلاعات شدت نور یک رنگ خاص به ازای هر پیکسل سنسور است.

وقتی عکس‌های خود را به‌طور مستقیم با فرمت JPEG ذخیره می‌کنید، دوربین شما در واقع با پردازش فایل RAW در پردازنده‌ی خود، آن را به JPEG تبدیل می‌کند. فرآیند تبدیل به JPEG بسیار پیچیده است و احتیاج به منابع سخت‌افزاری زیادی دارد. ابتدا دوربین سعی می‌کند مقدار شدت نور دو رنگ غایب در هر پیکسل را بر اساس اطلاعات پیکسل‌های مجاور تخمین یا حدس بزند.

تصویر JPEG از فایل RAW پردازش نشده (سمت چپ) در کنار تصویر JPEG پردازش شده در لایت‌روم (سمت راست)

سپس پردازنده‌ی تصویر کنتراست، اشباع و شارپنینگ را روی تصویر اعمال می‌کند. همچنین تنظیمات طیف رنگی و بالانس سفید که توسط کاربر قبل از ثبت تصویر انتخاب شده است، روی تصویر اعمال می‌شود. در نهایت، فشرده‌سازی JPEG اعمال می‌شود و تصویر روی مموری کارت ذخیره می‌شود.

دوربین‌هایی که از سنسورهای کاملا یکسان استفاده می‌کنند (برای مثال برخی مدل‌های دوربین‌هاس سونی و نیکون)، در صورت استفاده از لنزهای مشابه، تصاویر RAW کاملا یکسانی به ثبت می‌رسانند. تفاوت اصلی چنین دوربین‌هایی در استفاده از الگوریتم‌های متفاوت برای تفسیر اطلاعات خام است که منجر به نتایج متفاوت می‌شود.

احتمالا در نقدها و بررسی‌ها خوانده باشید که دوربین‌های ساخت برندی خاص، JPEG-هایی با رنگ‌های زنده به ثبت می‌رسانند یا JPEG های سازنده‌ای دیگر، رنگ پوست را از دیگری طبیعی‌تر به نمایش می‌گذارد. دلیل این تفاوت در نتایج، روش مورد استفاده توسط سازنده برای حدس زدن دو رنگِ گم‌شده در هر پیکسل است.

فرایند تبدیل RAW به JPEG حتما لازم نیست درون دوربین و توسط یک الگوریتم ثابت صورت بگیرد. می‌توان فایل‌های RAW را روی مموری کارت ذخیره، و بعدا آن‌ها را در نزم‌افزارهایی مانند Lightroom، Camera RAW، Raw Image و Capture One پردازش کرد.

با توجه به اطلاعاتی که تا به اینجا گفته شد، می‌توان مفهموم پردازش غیر مخرب فایل خام (Nondestructive RAW Processing) را توضیح داد. وقتی یک فایل RAW را وارد نرم‌افزار لایت‌روم کرده و شروع به دستکاری روی آن با جابجایی اسلایدر Color Balance می‌کنید، در واقع فایل اصلی را تغییر نمی‌دهید، بلکه تفسیر مورد علاقه‌ی خود از اطلاعات رنگی را روی آن اعمال می‌کنید. از آنجایی که امکان پیش‌نمایش (Preview) اطلاعات RAW به صورت مستقیم وجود ندارد، لایت‌روم یک نسخه‌ی JPEG از تفسیر انتخابی کاربر ایجاد می‌کند و فایل RAW را بدون تغییر باقی می‌گذارد.

تصویر JPEG از فایل RAW پردازش نشده (سمت چپ) در کنار تصویر JPEG پردازش شده در لایت‌روم (سمت راست)

جمع‌بندی آنچه در دو قسمت قبل گفته شد را می‌توان به این صورت خلاصه کرد:

وقتی با یک دوربین دیجیتال عکس‌هایی با فرمت JPEG به ثبت می‌رسانید، در واقع وظیفه‌ی تفسیر اطلاعات خام و تولید تصویر نهایی را به‌طور کامل به دوربین خود سپرده‌اید. چنین فرایندی بر اساس «الگوریتم‌های تخمین و میانگین» شرکت سازنده‌ی دوربین و به‌وسیله‌ی پردازنده‌ی آن صورت می‌گیرد.

اما وقتی عکس‌های خود را با فرمت RAW ذخیره می‌کنید، کنترل کامل روی فرایند پردازش تصویر خواهید داشت و می‌توانید نسخه‌های متعدد و متفاوتی از یک تصویر RAW خلق کنید؛ هرچند چنین کاری نیازمند مهارت و تجربه است و می‌تواند بسیار زمان‌گیر باشد.

عکاسی از مناظر (Landscape Photography): هنگام عکاسی از مناظر، معمولا با دامنه‌ی دینامیک بسیار گسترده‌ای روبه‌رو هستیم؛ از آسمان بسیار روشن و خورشید گرفته تا سایه‌های بسیار تاریک. فرمت JPEG دامنه‌ی دینامیک محدودی دارد که حین فرآیند فشرده‌سازی بر آن تحمیل می‌شود. استفاده از فرمت RAW برای عکاسی لندسکیپ مناسب‌ترین روش است.

عکاسی HDR: بار دیگر، دامنه‌ی دینامیک بالا ما را دست به دامان فایل‌های RAW می‌کند. وقتی دامنه‌ی دینامیک صحنه از دامنه‌ی دینامیک سنسور دوربین بیشتر باشد، استفاده از HDR ضروری است. در تکنیک HDR، تصاویر متعددی از یک منظره با مقادیر نوردهی (Exposure) متفاوت به ثبت می‌رسد و سپس با ترکیب اطلاعات به دست آمده از آن‌ها، تصویری با دامنه‌ی دینامیک گسترده‌تر از سنسور دوربین تولید می‌شود. ترکیب‌کردن تصاویر JPEG که طی فرآیند فشرده‌سازی قسمتی از اطلاعات خود را از دست داده‌اند، برای عکاسی HDR چندان ایده‌آل نیست.

پرینت در ابعاد بزرگ: هنگامی که قصد دارید تصاویر خود را در ابعاد بزرگ چاپ کنید، استفاده از فرمت RAW تقریبا ضروری است. برای مثال یک عکس ۲۴ مگاپیکسلی (۶۰۰۰ در ۴۰۰۰ پیکسل) مناسب چاپ روی بوم ۲۰ اینچ (در صورت چاپ با تراکم 300dpi) است. اگر می‌خواهید چنین تصویری را در ابعاد بزرگ‌تری به چاپ برسانید، باید با استفاده از نرم‌افزارهای خاص فایل اصلی را بزرگ (Upscale) کنید. تصاویر JPEG هنگام فرآیند آپسکیل کیفیت خود را از دست می‌دهند.

شرایط نوری دشوار: تمامی دوربین‌ها تنظیماتی برای کنترل بالانس سفید (white balance) دارند. بسته به شرایط نوری (نور خورشید، نور از پشت ابر، نور مصنوعی، نور ترکیبی از منبع طبیعی و مصنوعی)، باید تنظیمات WB دوربین خود را برای تولید عکس‌هایی با ظاهر طبیعی تغییر بدهید.

با ثبت تصویر به فرمت RAW، می‌توانید بدون نگرانی درباره‌ی تنظیمات بالانس سفید و به خطر افتادن کیفیت تصویر، با خیال راحت به عکاسی بپردازید و بعدا توسط نرم‌افزارهایی مانند لایت‌روم، تنظیمات مورد نظر خود را روی تصویر به دست آمده اعمال کنید.

پوشاندن خطای مبتدیان: اگر عکاس مبتدی هستید و هنوز به کار با تنظیمات مختلف دوربین خود (مخصوصا تنظیمات مرتبط با نوردهی) تسلط ندارید، تصاویر RAW به شما این شانس را خواهند داد تا اشتباهات خود را طی فرآیند پس‌پردازش (post-processing) جبران کنید.

عکاسی هنری: عکاسان هنری همواره نمی‌خواهند واقعیت را آن‌طور که هست به نمایش بگذارند. آن‌ها با دستکاری در تصاویر، قصد دارند واقعیت را از چشمان هنرمند خود به مخاطب نشان بدهند. تصاویر RAW آزادی عمل بیشتری در اختیار چنین عکاسانی برای به نمایش گذاشتن دید هنری خود قرار می‌دهند.

عکاسی ورزشی و اکشن: تصاویر JPEG به دلیل حجم بسیار کم‌تر خود، هم بافر دوربین را دیرتر پر می‌کنند هم باعث می‌شوند دوربین با نرخ فریم بسیار بالاتری عکاسی کند. برای مثال، دوربینی را درنظر بگیرید که قادر باشد تصاویر RAW را با سرعت ۱۰ فریم بر ثانیه ضبط کند و پس از ثبت ۱۰۰ فریم بافر آن پر شود. در صورت استفاده از فرمت JPEG برای ذخیره تصاویر در همین دوربین فرضی، احتمالا سرعت ضبط تصاویر به ۱۴ فریم بر ثانیه افزایش خواهد یافت و ظرفیت ذخیره‌ی تصاویر در بافر دوربین به ۳۵۰ عکس خواهد رسید. چنین تفاوتی برای عکاسان ورزشی بسیار مهم است.

عکاسی از رویدادهای خبری: گاهی اوقات هنگام پوشش زنده‌ی یک مراسم یا کنفرانس خبری، تصاویر باید بلافاصله منتشر شوند و فرصتی برای ادیت آن‌ها وجود ندارد. اگر تصویر قرار نیست ویرایش شود، دلیلی برای استفاده از فرمت RAW برای ثبت وجود ندارد.

عکاسی برای خبرگزاری‌های حرفه‌ای: به‌تازگی قانون جدیدی بین خبرگزاری‌های معتبر در حال فراگیر شدن است که عکاسان را به ثبت تصاویر با فرمت JPEG ملزم می‌کند. منطق پشت قانون جدید این است که در صورت استفاده نکردن از تصاویر RAW، امکان دستکاری در عکس‌ها تا حد زیادی پایین می‌آید.

عکاسی غیر حرفه‌ای: الگوریتم‌های تبدیل تصاویر RAW به JPEG که توسط سازندگان بزرگ دوربین‌های دیجیتال استفاده می‌شوند، هر سال پیشرفت چشمگیری را تجربه می‌کند. در نتیجه، کیفیت تصاویر JPEG به دست آمده توسط خود دوربین، مرتبا در حال بهبود است. اگر علاقه‌ای به ادیت تصاویر در لایت‌روم ندارید و از کیفیت JPEG-های دوربین خود راضی هستید، دلیلی به استفاده از فرمت RAW برایتان وجود ندارد.

کمبود فضای ذخیره‌سازی: اگر فضای خالی مموری کارتتان رو به اتمام است، بهتر است به JPEG سوییچ کنید. داشتن تصاویر JPEG با کیفیت نسبی پایین‌تر، بهتر از این است که نتوانید هیچ عکسی بگیرید.