RAW - ĐỊNH DẠNG ẢNH
SỐ CHO TƯƠNG LAI
Nếu là người chơi ảnh số thì chắc hẳn bạn đã quá quen thuộc với các định
dạng ghi ảnh như JPG (khá thông dụng), TIFF... Những định dạng này sử dụng kỹ
thuật 'nén có mất dữ liệu' (lossy compression) nên một phần thông tin ảnh sẽ được
lược bỏ để giảm dung lượng tập tin. Nhưng với định dạng RAW thì khác. Tên
RAW không phải ghép từ các ký tự đầu, mà chính xác mang nghĩa còn thô nguyên
gốc (raw). RAW cũng là tên chung cho nhiều định dạng tập tin ảnh riêng của các
nhà sản xuất như .CRW, .CR2 của Canon; .ORF của Olympus,; .MRW của
Minolta hay .NEF của Nikon.
RAW là gì ?
Có thể nói tập tin RAW chứa toàn bộ dữ liệu mà bộ cảm biến trong các
máy ảnh số ghi được khi chụp. Mỗi hãng có một phương pháp mã hóa dữ liệu bộ
cảm ứng thành tập tin ảnh 'thô' khác nhau nhưng trong tất cả trường hợp, thông tin
trong tập tin raw đều được giữ nguyên gốc.
Máy ảnh số sử dụng nhiều công nghệ khác nhau để xử lý, chuyển đổi thông
tin nhưng hầu như mọi máy cho phép chụp RAW đều sử dụng bộ cảm biến dạng
'tranh ghép' (mosaic sensor); còn gọi là cảm biến dạng mảng lọc màu (color filter
array CFA) dạng 2 chiều. Trong đó, mỗi ô đơn vị biểu diễn một điểm ảnh (pixel)
trên tấm ảnh.
Nhưng tế bào cảm quang chỉ có nhiệm vụ qui đổi lượng photon ánh sáng
tiếp nhận được thành tín hiệu điện nên thông tin mà tập tin thô nhận được từ mảng
lọc màu chỉ là dạng sắc độ xám (grayscale).
ƯU ĐIỂM CỦA RAW
Tại sao nhiều nhiếp ảnh gia chỉ thích RAW mà không hề quan tâm đến JPG
hay TIFF? Có 3 nguyên nhân chính:
• Chỉ có định dạng RAW mới hỗ trợ 12 bit màu
• Chỉ có các phần mềm chuyển đổi RAW trên máy tính mới cho phép áp
dụng các giải thuật chuyển đổi ảnh màu phúc tạp.
• Chỉ với RAW bạn mới tự do thay đổi các thông số chụp (cân bằng trắng,
khử hạt, làm bén chi tiết, level, curve, bù sáng...) để đạt đến một hiệu quả sau cùng
cao nhất.
Làm thế nào máy ảnh chuyển thành ảnh màu RGB?
Ngoại trừ một số máy ảnh thế hệ mới sử dụng bộ cảm biến Foveon ('Công
nghệ Foveon X3 của Sigma' (TGVT A , số 5/2002, Tr.46) có khả năng ghi nhận
độc lập ba màu RGB. Hầu hết cảm biến ảnh CCD và CMOS hiện này đều đặt trên
mảng tế bào cảm ứng kính lọc màu đỏ, lục, lam và tạo ra hàng triệu tế bào màu
nhỏ, xếp xen kẻ nhau theo một trật tự nhất định. Lượng màu lục luôn gấp đôi vì
mắt người nhạy với màu lục hơn.
Không chỉ có dữ liệu ghi nhận thông tin điểm ảnh, tập tin RAW còn chứa
dữ liệu dạng metadata của bức ảnh chụp. Metadata, về mặt ngữ nghĩa là 'dữ liệu về
dữ liệu' (siêu dữ liệu), được máy ảnh tạo ra mỗi khi chụp. Trong metadata, cả hai
định dạng JPEG và RAW đều có phần EXIF (Exchangeable Image Format -định
dạng ảnh có thể trao đổi) chứa những thông tin về thao tác chụp ảnh như kiểu máy
ảnh, số sêri của máy, tốc độ, khẩu độ, tiêu cự, chế độ flash...
Ngoài mỗi giá trị trong thang xám của từng điểm ảnh, đa số định dạng
RAW còn chứa một vòng giải mã (decoder ring) trong metadata để chuyển thông
tin sắp xếp các bộ lọc màu trong cảm biến cho bộ chuyển đổi (RAW converter).
Nhờ đó, bộ chuyển đổi raw có thể chuyển ảnh từ dạng ghi thô thang độ xám thành
một ảnh màu bằng cách 'điều chế' nội suy các màu bị thiếu từ các điểm ảnh lận cận
với những thuật toán chuyển màu đặc trưng riêng của từng hãng máy ảnh. Tiến
trình này được gọi là 'rã ghép' (demosaicing), nhiệm vụ chủ chốt của bộ chuyển
dạng, nhưng chưa phải là đã hoàn tất. Quá trình chuyển dạng RAW có thêm các
bước sau:
• Cân bằng trắng (white balance) mà bạn xác lập trên máy ảnh số khi chụp
không có bất kỳ tác động nào lên điểm ảnh khi chụp ở chế độ RAW; thông tin này
chỉ được ghi vào nhận trong metadata. Nhiều bộ chuyển dùng thông tin này để gọi
chế độ cân bằng trắng mặc định nhưng có một số tự phân tích lại ảnh để chọn cân
bằng trắng tối ưu.
• Diễn giải thước đo màu (colorimetric interpretation). Mỗi điểm ảnh trong
tập tin RAW lưu một bộ trị số biểu diễn độ no màu đỏ, lục, lam. Thế nhưng đỏ, lục,
lam lại hết sức 'mơ hồ'! Bởi hỏi 100 người thì nhận được đến 100 màu đỏ khác
nhau. Có nhiều bộ lọc màu được sử dụng trên các máy ảnh nên bộ chuyển dạng
RAW phải gán màu chính xác với thước màu qui ước; ví dụ, thước CIE YXZ được
thiết lập theo khả năng cảm nhận màu của con người.
• Hiệu chỉnh gamma. Ảnh lưu theo dạng RAW có gamma tuyến tính (linear
gamma) rất khác với sắc độ trên film nên bộ chuyển dạng RAW phải hiệu chỉnh
gamma cho phù hợp với khả năng cảm nhận mắt người.
• Các bộ chuyển dạng RAW sử dụng nhiều giải thuật khác nhau để làm
giảm hạt, chống răng cưa, bén chi tiết v.v..
JPEG khác RAW ra sao?
Khi bạn chụp ảnh với định dạng JPEG thì bộ chuyển dạng RAW trong máy
ảnh số sẽ thực thi tất cả các bước trên để biến ảnh thô thành ảnh màu và nén lại
theo chuẩn nén JPEG. Một số máy ảnh cho phép người dùng chọn thông số như
thang độ màu (sRGB, Adobe RGB), độ bén, độ tương phản. Đây là công việc
nhiêu khê nếu bạn cứ phải thay đổi thông số liên tục từ ảnh này sang ảnh khác nên
rất nhiều bạn giao phó luôn cho máy ảnh. JPEG không dành nhiều khả năng chỉnh
sửa và do nén thông tin nên khi chỉnh, bạn dễ làm sai lệch các yếu tố khác; trong
đó có màu da.
Thế nhưng khi chụp với định dạng RAW bạn có được sự kiểm soát gần như
toàn bộ khả năng diễn giải từ các thông tin ảnh. Khi chụp RAW, máy ảnh chỉ chi
phối duy nhất đến ISO, tốc độ trập và khẩu độ. Mọi thứ còn lại đều nằm dưới sự
kiểm soát của bạn. Ví dụ, bạn có thể cân chỉnh lại cân bằng trắng, độ phân bố màu,
sắc độ, độ bén, mịn hạt của các chi tiết,... Thậm chí, bạn có thể cân chỉnh lại độ bù
sáng. Hầu hết các máy ảnh chụp RAW đều ghi nhận được 12 bit màu (tương
đương 4.096 sắc độ màu) cho mỗi điểm ảnh; trong khi, JPEG giới hạn 8 bit cho
mỗi kênh. Vì thế khi chụp JPEG, bộ chuyển dạng của máy ảnh để loại bỏ khá
nhiều thông tin có ích.
Tương quan giữa định dạng JPEG và RAW cũng tương tự film âm bản màu
với phim slide. JPEG giống film slide vì ghi nhận chính xác ngay lúc chụp và hạn
chế trong khả năng chỉnh sửa về sau. RAW thì giống film âm bản vì cho phép
chỉnh sửa độ no màu, cân bằng màu... sau khi chụp. RAW còn ẩn tàng nhiều tiềm
năng lớn căn cứ theo những cải tiến bộ chuyển dạng của các nhà sản xuất máy ảnh
số.
Ảnh kỹ thuật số đã không còn trong thời kỳ non trẻ nữa, nhưng vẫn chưa
đến tuổi trưởng thành. Định dạng JPEG hiện nay là khá phổ biến, tiện dụng, thế
nhưng không gian sáng tạo trên JPEG rất khiêm tốn. Mười năm tới sẽ có những
thay đổi hết sức quan trọng về bộ lọc màu và định dạng RAW sẽ cho bạn cho bạn
khai thác triệt để mọi tiềm năng của ảnh dạng thô. Nhiều người đã gọi định dạng
RAW là định dạng ảnh số của tương lai.
Như chúng ta đã biết, RAW - là định dạng ảnh kỹ thuật số (KTS) chứa dữ
liệu gốc khi máy bắt ảnh và dữ liệu thô này chưa hề qua một công đoạn xử lý nào -
đã ngày càng trở nên phổ biến do chất lượng hình cao hơn hẳn cũng như những
triển vọng ứng dụng trong tương lai. Thế nhưng, cho đến nay vẫn chưa có bất kỳ
một chuẩn mực chung nào cho định dạng này, vì RAW của từng hãng chế tạo máy
ảnh hoàn toàn khác nhau, thậm chí khác nhau cả ở 2 kiểu máy ảnh cùng hãng chế
tạo.
Từ thực tế trên, tập đoàn Adobe Systems Incorporated trong tháng 9 năm
2004 vừa qua đã không che giấu tham vọng “thống nhất mọi định dạng RAW” khi
công bố một định dạng chung cho mọi loại RAW: âm bản kỹ thuật số (DNG -
Digital Negative), và Adobe cũng đã “hào phóng” cung cấp miễn phí phần mềm
Adobe DNG Converter để chuyển đổi tất cả định dạng RAW sang định dạng mới
DNG.
ÂM BẢN KTS LÀ GÌ?
Theo thuật ngữ truyền thống của nhiếp ảnh, nếu JPEG được xem như là tấm
ảnh đã tráng rọi (rửa) hoàn chỉnh, thì chất liệu gốc để tạo ra tấm ảnh ấy chính là
“âm bản”. Mỗi lần bạn xử lý cùng một chất liệu thô này nhưng lại áp dụng các xác
lập khác nhau cho giải thuật cân bằng trắng, đặc tả màu, sắc, hiệu chỉnh gamma,
giảm hạt, làm bén chi tiết hay bất kỳ một trong nhiều thuộc tính khác của RAW thì
bạn lại có một ảnh hoàn toàn khác. Chỉ với phần mềm chuyên biệt bạn mới có thể
thâm nhập được các thông số quí giá trong RAW, tương tự như việc bạn có thể in
từ 1 tấm film duy nhất ra nhiều kiểu ảnh khác nhau, với những hiệu ứng khác nhau
vậy.
Một lý do khác đó là nhu cầu hết sức cấp thiết cho ảnh số: việc tồn trữ lâu
dài, có hệ thống các ảnh chụp dạng RAW cho các nhà nhiếp ảnh chuyên nghiệp.
Không giống như JPEG và TIFF, RAW chỉ chứa các dữ liệu “nguyên chất”. Thế
nhưng với các định dạng RAW hiện nay, vốn chỉ gắn liền với từng loại máy ảnh,
hay từng nhà chế tạo, người chụp ảnh không thể nào lưu trữ theo hệ thống được.
Và không có gì để đảm bảo là định dang RAW hôm nay sẽ còn được hỗ trợ sau 10,
20 năm nữa, hay liệu hãng chế tạo máy ảnh sẽ còn sản xuất kiểu máy này nữa
không?