【今日科普】RAW、RGB和JPEG有什么关系？
相机的RAW、RGB和白平衡在数字图像处理中各自扮演着重要的角色，它们之间存在怎样的区别与联系？轩展科技高级工程师Danny Wony为大家详细阐述：
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RAW定义
RAW，翻译成中文的意思是“未加工过的”的意思，如，Raw Data是指原始数据。
在数字图像处理中，RAW格式是一种未经处理的原始图像数据格式，它保留了图像传感器捕捉的最真实的光信号。
RAW数据直接来源于相机的感光芯片（如CCD或CMOS），是光电转换后的最初图像数据。
02RAW格式的位深
RAW格式的位深是指相机传感器记录图像数据的方式，它表示每个像素所包含的颜色信息数量，通常用二进制位数来表示。
RAW格式的位深通常在8位到16位之间，甚至更高。位深越大，意味着每个像素能表示的颜色信息越多，图像的色彩层次和细节表现也就越丰富，在这里，位深也可以理解为光强信息的分辨率。
例如，14位的RAW格式能够记录2的14次方，即16384层级的深度，相比8位的JPG格式只能保存2的8次方，即256层级的光线深度，RAW格式能够记录的信息要多得多。
因此，RAW格式的高位深是其能够保留更多图像细节和色彩信息的重要原因之一，也是摄影师和后期制作人员青睐RAW格式的主要原因之一。他们可以在后期处理中根据需要对图像进行精细的调整和优化，而不会损失图像质量。
RAW图像有哪些数据
RAW格式的图像包含了大量的原始图像数据和元数据，包括有：相机型号、像素数据、像素排列顺序、ISO设置、快门速度、光圈值、白平衡、饱和度、对比度等，
这些数据为用户提供了极大的后期处理空间，使他们能够最大限度地发挥自己的艺术才华。同时，由于RAW格式是未经压缩的，因此图像质量得到了最大程度的保留。
RAW格式的优势
RAW格式的图像具有无损画质、后期处理空间大、色彩管理灵活、兼容性强等优势特点，这些优势使得RAW格式成为专业摄影师和摄影爱好者的首选格式，因为它允许他们在拍摄后进一步优化图像，获得更高质量的作品。然而，需要注意的是，RAW格式的文件通常比JPEG等压缩格式更大，需要更多的存储空间和处理时间。因此，在使用RAW格式时，需要权衡其优势与存储和处理成本之间的关系。
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我们接着讲，RAW格式是怎么转换成我们常见的JPEG格式的？这里会关联到白平衡。
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RAW到RGB映射关系的建立过程
线性化：首先，将RAW格式图像的像素值进行线性化处理，通常是将图像的最大像素值和最小像素值线性化到0-2^16-1的范围内。这一步是为了方便后续处理，并减少数据处理的复杂性。
白平衡调整：白平衡是一种用于纠正图像中颜色失真的算法。在RAW到RGB的转换过程中，需要根据图像中的白色（或接近白色）像素点进行调整，以还原真实的颜色。不同的白平衡算法可能会产生不同的RGB图像，因此需要根据实际情况选择合适的算法。
去马赛克（去拜耳阵列）：RAW数据格式一般采用Bayer排列方式，这种排列方式通过滤波光片产生彩色滤波阵列（CFA）。在Bayer排列中，绿色像素是红色和蓝色像素的两倍，因为人眼对绿色波段的色彩比较敏感。去马赛克的过程就是从Bayer排列的RAW数据中推导出每个像素的颜色信息。
颜色空间校正：颜色空间校正用于校准颜色，以纠正由于色彩失真或摄像头色彩不准确而可能存在的任何偏差。这一步可以确保转换后的RGB图像具有准确的颜色表现。
去噪：去除图像中的噪声是提高图像质量的重要步骤。在RAW到RGB的转换过程中，通常会采用一些去噪算法来减少图像中的噪声。
经过一系列的操作之后，就得到了RGB数据。这时候实际上已经丢失了很多信息，这些信息丢失的同时，也降低了这些文件的修改空间。
RGB格式转成JPEG格式
从RGB格式到JPEG格式的转换主要是一个图像有损压缩过程，它不会涉及白平衡的调整。同时，JPEG作为一种有损压缩格式，会在压缩过程中不可逆地降低图像的质量。
RAW格式图像保留了从传感器捕获到的每个像素的原始数据，所以，在拍摄RAW格式图像时，白平衡的设置并不会直接影响图像数据，这些数据在后期处理中可以转换为RGB色彩模式。
在后期处理中，摄影师可以根据需要调整白平衡，白平衡的调整会影响RGB色彩模式中各个颜色通道的值，从而改变图像的整体色调和氛围，以校正图像的色温偏差，得到更加准确和自然的颜色表现。
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