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To RAW or not to RAW

Quizás el desafío más importante que tiene el fotógrafo actual respecto del uso de una cámara digital es la posibilidad de tomar fotos utilizando el formato RAW. Luego de escuchar a varios fotógrafos hablar sobre las ventajas de utilizar RAW y el uso que les dan, me pareció apropiado escribir algunas líneas al respecto.

Ante todo, ¿qué es RAW?

Para responder, debemos primero ver lo básico de la captura digital de una imagen. A esta altura del siglo, la mayoría conoce que el “milagro” de la fotografía digital procede de dispositivos capaces de funcionar como sensores de imagen, habitualmente denominados CCD (por Coupled Charged Device o dispositivo acoplado por carga, una descripción de la tecnología empleada, aunque en las cámaras profesionales suelen emplearse sensores de imagen CMOS, cuyo principio de funcionamiento es diferente). Para simplificar, pensemos en ellos como un pequeño rectángulo cuadriculado; cada cuadrito es una celda capaz de medir la cantidad de luz incidente, y me brinda la información de un píxel de la imagen. El conjunto de todos ellos forman la imagen completa; su número total no indican ni más ni menos que el total de pixeles capturados, que dividido por 1.000.000 (un millón) nos da el número de megapíxeles de la cámara en cuestión.

Ahora bien, cada píxel de una imagen digital contiene información de los tres colores primarios RGB. Luego, uno podría pensar que si la imagen se obtiene mediante una cámara digital entonces el sensor de imagen debe darme las tres intensidades por cada píxel.

La realidad es que cada celda o píxel del sensor es sensible solamente a un color; por ejemplo, un píxel determinado es sensible sólo al verde; los adyacentes en dirección horizontal, digamos, son sensibles sólo al rojo, mientras que los adyacentes en sentido vertical lo son sólo al azul. La razón del empleo de esta solución es que resulta tecnológicamente inviable lograr que cada píxel sea sensible a los tres colores en tiempo real, sin recurrir a complicados sistemas de filtros; es más sencillo utilizar un filtro de color fijo por cada píxel. Con este método, para tener los valores RGB completos en cada píxel es necesario, por decir así, consultar a los vecinos. Esta método aprovecha una característica de la visión humana, que es la menor resolución espacial respecto al color que al brillo (esta técnica se emplea, por la misma razón, en el algoritmo de compresión JPEG). Además, como la mayor parte de la información de luminancia reside en la zona verde del espectro, se utilizan, en general, el doble de pixeles sensibles al verde que al rojo o al azul. Ejemplo: en una cámara de 10 megapixeles, 5 millones de ellos son sensibles al verde, 2 millones y medio al rojo y otros 2 millones y medio al azul. No obstante, esto no tiene que ser estrictamente así. Cada fabricante emplea su propia disposición; la indicación de qué píxel es sensible a cuál color se describe mediante el arreglo de filtros de color, conocido como CFA (Color Filter Array).


Filtro de Bayer

El arreglo de filtros de color (CFA) más sencillo, conocido como filtro de Bayer, que emplea un patrón repetitivo mínimo de 2 x 2 celdas. Cada cuadrado es un pixel del sensor, el cual entrega información de brillo sólo del color del filtro asociado. Para obtener la información RGB completa se requiere una interpolación del valor del pixel actual y el de los vecinos. Esta operación se conoce como demosaicing, cuya traducción más aproximada sería “deshacer el mosaico”.


La consecuencia de todo esto es que el sensor no nos da una “imagen” sino una serie de mediciones de luz que sólo conociendo la disposición de sus elementos (cuales pixeles son sensibles a cuál color, entre otras cosas) podremos utilizar para crear la imagen RGB. Estos datos “crudos” (raw, en inglés) son TODA la información que la cámara captura; todo lo demás son operaciones numéricas sobre esos datos. Este proceso post-captura es necesario, naturalmente, para obtener la imagen final; si elegimos TIFF o JPEG como formato de captura, la cámara emplea un procesador digital en su interior que realiza las operaciones necesarias. Si elijo RAW, en cambio, las cosas se complican un poco…

¿Qué debería saber si decido utilizar RAW?

La idea en la cual, a mi juicio, no se insiste lo suficiente, es que el objetivo de la cámara no es capturar una imagen colorimétricamente correcta de la escena, sino producir un artefacto conocido como imagen digital cuya representación en algún medio luzca apropiada. La gente, y el fotógrafo en particular, tiende a evaluar la calidad y la exactitud de la captura por lo que ven en un monitor. Dejando de lado el problema del ajuste y calibración del monitor, la realidad es que la imagen vista en el monitor es YA una representación de la misma, representación que está limitada por la tecnología de visualización empleada (CRT, LCD, etc).

El fabricante conoce esto, y procura diseñar el procesador de la cámara para que, una vez obtenidos los datos raw, nos entregue como resultado un archivo final cuya representación en pantalla produzca la sensación más placentera posible. Con más precisión, una cámara ajustada para entregar JPEG o TIFF (en lugar de RAW) realiza estas tres tareas en secuencia:

  • Captura de la escena mediante su sensor de imagen. Esta captura será, naturalmente, dependiente de la escena en sí, del sensor y de la óptica empleada. Esta es la parte menos “misteriosa” del proceso: si reemplazamos la palabra “sensor” por “película”, lo mismo puede decirse de una cámara convencional;
  • Realiza una interpretación (rendering) de esa escena a partir de los datos. Aquí entran las decisiones de diseño que cada fabricante debe tomar para decir cuál es la mejor forma de hacerlo; en otras palabras, debe decidir, para cada juego de datos numéricos entregados por el sensor, junto con los ajustes empleados en esa captura, qué color debo entender. Como consecuencia de esto, una misma escena capturada por cámaras que empleen distintas estrategias de interpretación producirán colores diferentes;
  • Codificación (encoding) de los colores resultantes en un espacio de color RGB determinado; sRGB o Adobe RGB son ejemplos clásicos. Esta tarea no depende del fabricante; dado un color y un espacio, el proceso de decidir qué números RGB utilizo para describir ese color es una operación matemática directa y sin ambigüedades.

¿Qué pasa si mi cámara entrega RAW? Simplemente me está dando los datos crudos generados por el sensor; es equivalente a sacar de la cámara los dos últimos procesos de rendering y encoding para poder realizarlo fuera (off-line), a posteriori de la captura. Esto me da la enorme ventaja (y también la enorme responsabilidad) de tomar mejores decisiones que las que el fabricante tuvo que tomar al diseñar el procesador interno.

En una cámara digital de uso doméstico, aunque podemos configurarla con diferentes opciones, el post-proceso digital se lleva a cabo inexorablemente en el interior de la cámara. En cambio, en una cámara digital profesional, tenemos la opción de tomar imágenes RAW, es decir, sin post-procesar. Lo que definimos al configurar una cámara son parámetros como los siguientes: apertura, velocidad, sensibilidad, balance de blanco, tamaño de la imagen y formato. Los tres primeros intervienen en la captura; los últimos intervienen en el post-proceso. Una imagen RAW me permite recrear la imagen digital final con los mismos datos pero utilizando otro balance de blanco, compensar exposición, verificar el rango dinámico, elegir otro tamaño de imagen, otra profundidad de color y hasta codificar la imagen en otros espacios de color. Algunos fotógrafos (tratando de hacer un paralelo con la fotografía convencional) llaman revelado digital a este proceso (aunque, de hecho, el fotógrafo hoy tiene un control sobre la imagen mucho mayor que en la fotografía convencional, donde el fabricante de la película ya había tomado ciertas decisiones sobre el rendering de color en la química de la misma).

Inconvenientes de utilizar RAW

Debemos decir que no todas son ventajas. Un error común entre los fotógrafos es que capturar RAW es entregar imágenes de mayor calidad. Esto es falso: una imagen RAW no es en realidad una imagen, son sólo mediciones; si el post-proceso que nos entrega la fotografía final no lo hace la cámara, entonces la responsabilidad de obtener una imagen a partir de esos datos es íntegramente del fotógrafo, pues es la única persona que sabe cómo debería lucir la fotografía. La mayor calidad necesita el formato RAW, pero no es suficiente para lograrla sin el compromiso del fotógrafo.

Conociendo esto, ¿qué penalidad debo pagar por utilizar RAW? Las principales desventajas tienen que ver con el mayor volumen de datos que es necesario guardar en RAW, comparado con JPEG e incluso TIFF. El mayor volumen significa:

  • Menor capacidad para almacenar tomas en una tarjeta de memoria de tamaño dado. Esto no sólo se debe a la ausencia de compresión en RAW (o el uso de una compresión leve, sin pérdida) sino también la necesidad de utilizar más bits por píxel, ya que RAW entrega información de luminancia y no de brillo;
  • Mayor tiempo de escritura en la tarjeta, lo que puede aumentar el tiempo entre capturas;
  • Mayor tiempo de proceso, si bien las posibilidades de proceso en lotes (batch processing) que todos lo procesadores RAW ofrecen permiten hacerlo más liviano, en el caso de una secuencia de capturas en esencialmente las mismas condiciones.

En este cuadro se resume una comparativa de ventajas y desventajas del uso de RAW contra JPEG o TIFF:

Formato Ventajas Desventajas
RAW Posibilidades de procesar la imagen para diferentes condiciones de captura;

Posibilidades de procesar la imagen para una salida óptima (tamaño, profundidad, espacio de color);

Mayores profundidades de color (típicamente 12 ó 14 bits);

Mayor rango dinámico;

Compresión sin pérdida.

Necesidad de realizar un post-proceso para tener una imagen final utilizable, lo que requiere tiempo (y conocimiento);

Formato no estándar, propietario del fabricante;

Mayor espacio de almacenamiento requerido;

Nuevos modelos de cámaras normalmente emplean nuevos formatos RAW, lo que requiere un continua actualización de software.

JPEG o TIFF La imagen está lista al salir de la cámara, ideal para flujos de trabajo críticos en tiempo (fotoperiodismo, por ejemplo);

Imágenes de menor tamaño; más capturas por tarjeta de memoria;

Menor tiempo entre capturas;

Formato aceptado y universalmente compatible;

Menores requerimientos de almacenamiento final.

Imposibilidad de deshacer ajustes erróneos o de experimentar otros;

Imágenes de 8 bits, menor rango dinámico;

Compresión con pérdida (JPEG), con pocas posibilidades de control en la cámara.

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