Existe uma ferramenta chamada dcraw que lê vários tipos de arquivos RAW e extrai dados de pixel deles - na verdade, é o código original na parte inferior de muitos softwares de conversão de software livre e até mesmo comerciais.
Eu tenho um arquivo RAW da minha câmera e usei o dcraw em um modo que solicita a criação de uma imagem usando valores literais e sem escala de 16 bits do arquivo. Eu converti isso para um JPEG de 8 bits para compartilhamento, usando gama perceptiva (e reduzida para upload). É assim:
Obviamente, o resultado é muito escuro, embora se você clique para expandir, e se o seu monitor é decente, você pode ver algum indício de algo .
Aqui está o JPEG colorido fora da câmera renderizado a partir do mesmo arquivo RAW:
(Crédito da foto: minha filha usando minha câmera, a propósito.)
Não é totalmente escuro, afinal. Os detalhes de onde exatamente todos os dados estão ocultos são mais bem abordados por uma pergunta aprofundada , mas, em suma, precisamos de uma curva que expanda os dados pelo intervalo de sombras e luzes disponíveis em um JPEG de 8 bits em uma tela típica .
Felizmente, o programa dcraw possui outro modo que se converte em uma imagem mais "útil", mas ainda mal processada. Isso ajusta o nível do preto mais escuro e do branco mais brilhante e redimensiona os dados adequadamente. Ele também pode definir o balanço de branco automaticamente ou a partir da configuração da câmera gravada no arquivo RAW, mas neste caso eu disse para não , pois queremos examinar o mínimo de processamento possível.
Ainda há uma correspondência individual entre os photosites no sensor e os pixels na saída (embora novamente eu tenha diminuído essa escala para upload). É assim:
Agora, isso é obviamente mais reconhecível como uma imagem - mas se ampliarmos (aqui, para que cada pixel seja realmente ampliado 10 ×), veremos que é tudo ... dotty:
Isso ocorre porque o sensor é coberto por uma matriz de filtros de cores - pequenos filtros coloridos do tamanho de cada photosite. Como minha câmera é uma câmera Fujifilm, ela usa um padrão que a Fujifilm chama de "X-Trans", que se parece com o seguinte:
Existem alguns detalhes sobre o padrão específico que são interessantes, mas no geral não são super importantes. Atualmente, a maioria das câmeras usa algo chamado padrão Bayer (que se repete a cada 2 × 2 em vez de 6 × 6). Ambos os padrões têm mais sites de filtro verde do que os vermelhos ou azuis. O olho humano é mais sensível à luz nesse intervalo e, portanto, usar mais pixels para permitir mais detalhes com menos ruído.
No exemplo acima, a seção central é um pedaço do céu, que é um tom de ciano - em RGB, é muito azul e verde sem muito vermelho. Portanto, os pontos escuros são os locais dos filtros vermelhos - eles são escuros porque essa área não tem tanta luz nos comprimentos de onda que passam por esse filtro. A faixa diagonal no canto superior direito é uma folha verde escura, portanto, enquanto tudo está um pouco escuro, você pode ver o verde - os blocos maiores de 2 × 2 com esse padrão de sensor - são relativamente os mais brilhantes nessa área.
Então, de qualquer maneira, aqui está uma seção 1: 1 (quando você clica para obter a versão completa, um pixel na imagem será um pixel na tela) do JPEG fora da câmera:
... e aqui está a mesma área da conversão em escala de cinza rápida acima. Você pode ver o pontilhado no padrão X-Trans:
Podemos pegar isso e colorir os pixels para que os correspondentes a verde na matriz sejam mapeados para níveis de verde em vez de cinza, vermelho para vermelho e azul para azul. Isso nos dá:
... ou, para a imagem completa:
O tom verde é muito aparente, o que não é surpresa, pois há 2½ × mais pixels verdes do que vermelho ou azul. Cada bloco 3 × 3 possui dois pixels vermelhos, dois pixels azuis e cinco pixels verdes. Para combater isso, criei um programa de dimensionamento muito simples que transforma cada um desses blocos 3 × 3 em um único pixel. Nesse pixel, o canal verde é a média dos cinco pixels verdes e os canais vermelho e azul a média dos dois pixels vermelhos e azuis correspondentes. Isso nos dá:
... o que na verdade não é tão ruim. O balanço de brancos está desativado, mas desde que eu decidi intencionalmente não me ajustar a isso, isso não é surpresa. Pressionar o "balanço de branco automático" em um programa de criação de imagens compensa isso (como teria deixado o dcraw definir isso em primeiro lugar):
Os detalhes não são excelentes em comparação com os algoritmos mais sofisticados usados em câmeras e programas de processamento RAW, mas claramente o básico está lá. Melhores abordagens criam imagens coloridas ponderando os diferentes valores em torno de cada pixel, em vez de passar por grandes blocos. Como a cor geralmente muda gradualmente nas fotografias, isso funciona muito bem e produz imagens em que a imagem é em cores, sem reduzir as dimensões do pixel. Também existem truques inteligentes para reduzir artefatos de borda, ruído e outros problemas. Esse processo é chamado de "desmosaicing", porque o padrão de filtros coloridos se parece com um mosaico de azulejos.
Suponho que essa visão (onde eu realmente não tomei nenhuma decisão e o programa não fizesse nada automaticamente inteligente) poderia ter sido definida como a "aparência padrão padrão" do arquivo RAW, encerrando assim muitos argumentos da Internet. Mas, não existe esse padrão - não existe uma regra de que essa interpretação "ingênua" em particular seja especial.
E este não é o único ponto de partida possível. Todos os programas de processamento RAW do mundo real têm suas próprias idéias de um estado padrão básico para aplicar a um novo arquivo RAW em carga. Eles precisam fazer alguma coisa (caso contrário, teríamos aquela coisa sombria e inútil no início deste post), e geralmente eles fazem algo mais inteligente do que minha simples conversão manual, o que faz sentido, porque isso obtém melhores resultados de qualquer maneira.