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?

Adobe đã cam kết
với người dùng là định dạng RAW mới .DNG sẽ giúp người chụp ảnh có khả
năng lưu trữ toàn vẹn ảnh gốc của mình một cách dài lâu, cho cả các thế
hệ mai sau. Định dạng .DNG cũng sẽ được tích hợp trong mọi phần mềm xử
lý đồ họa của Adobe (Photoshop CS, Elements,...) và dĩ nhiên trong các
lưu đồ làm việc, hiệu chỉnh ảnh dành cho các nhà nhiếp ảnh chuyên
nghiệp.

“Định dạng RAW rất quan trọng cho các nhiếp ảnh gia
chuyên nghiệp và Photoshop vẫn đang đứng ở vị trí tiền tiêu để tích hợp
các tập tin dạng RAW vào trong lưu đồ hiệu chỉnh ảnh số,” đó là tuyên
bố của Phó chủ tịch, phụ trách bộ phận sản phẩm về video và ảnh KTS của
Adobe. “Việc phát hành Camera Raw plug-in mới nhất có hỗ trợ định dạng
.DNG là một bước phát triển có ý nghĩa nhằm giúp cho việc lưu trữ ảnh
dạng RAW cho tương lai cũng như việc hỗ trợ mạnh hơn cho các lưu đồ làm
việc cho giới ảnh nhà nghề, vốn luôn đánh giá cao phương pháp kiểm soát
hình ảnh một cách chính xác.”

Bạn có thể tải xuống plug in mới nhất (Camera Raw 2.3 – hỗ trợ thêm nhiều kiểu máy ảnh) cho Photoshop CS hoàn toàn miễn phí tại http://www.adobe.com/cameraraw.

AI ĐƯỢC HƯỞNG LỢI?

Dĩ
nhiên là tập đoàn Adobe. Tuy nhiên, chính cộng đồng ảnh KTS sẽ hưởng
lợi nhiều nhất, khi có được một công ty phần mềm thứ ba, độc lập với
các nhà chế tạo máy ảnh, phát triển các ứng dụng cho một định dạng RAW
thống nhất. Adobe, tập đoàn hàng đầu về xử lý ảnh KTS với khả năng, tài
chính hùng mạnh đã và đang hỗ trợ cho trên 60 định dạng RAW khác nhau.
Ngoài ra, các công ty vừa và nhỏ khác cũng có thể góp phần phát triển
cho định dạng chung .DNG thay vì phải chạy theo hàng chục loại RAW thay
đổi liên tục.

NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA .DNG

Vận hành độc lập

Với
từng định dạng RAW riêng hiện hành, các chương trình phần mềm muốn xử
lý phải biết các thông tin đặc biệt về loại máy ảnh đã chụp bức ảnh đó.
Cứ mỗi kiểu máy ảnh mới tung ra thị trường, công ty phần mềm lại phải
cập nhật định dạng RAW mới. Nhưng với .DNG thì siêu dữ liệu (metadata)
công khai nên các trình xử lý kèm theo như Adobe Camera Raw plug-in
không còn cần các thông tin riêng của máy ảnh để giải mã nữa.

Khả năng lưu trữ

Các
nhà chế tạo máy ảnh thường bỏ rơi đứa con RAW của mình sau chỉ vài năm
khi không còn sản xuất kiểu máy ảnh đó nữa. Và nếu không còn được phần
mềm chuyên dùng của hãng chế tạo hỗ trợ thì ảnh đã lưu trữ dưới dạng
RAW đó vô giá trị. Với .DNG thì khác, do công khai nên trong tương lai
sẽ có nhiều phần mềm đọc được định dạng này.

Tương thích với TIFF

DNG
là phiên bản tiếp nối định dạng TIFF 6.0 và cũng tương thích với chuẩn
TIFF-EP, nghĩa là người dùng có 1 tập tin RAW cùng lúc đáp ứng cả chuẩn
của DNG lẫn TIFF-EP. (Tham khảo chi tiết tại www.adobe.com)

Adobe khuyến cáo người dùng vẫn lưu giữ định dạng RAW nguyên gốc có chứa các siêu dữ liệu của hãng chế tạo máy ảnh.

Tóm
lại, có thể còn có một số ý kiến hoài nghi về khả năng “thống nhất” RAW
về một mối của Adobe, có thể một số nhà viết phần mềm vẫn còn phân vân
liệu có nên gia nhập cuộc chơi đầy cạnh tranh về DNG với gã khổng lồ
Adobe hay không, nhưng dù sao với .DNG, người tiêu dùng và nhất là giới
nhiếp ảnh “bán và chuyên nghiệp” cũng có thêm cơ hội, công cụ tốt để
khai thác mọi tiềm năng của ảnh KTS.

Bảo Vân
baovan-dr@hcm.vnn.vn
Bài viết trích từ
http://www.pcworld.com.vn
Thế Giới Vi Tính A số tháng 1/2005, trang 105
Thế Giới Vi Tính A số tháng 3/2005, trang 100