iOS 10 首次支援 RAW 格式,手機攝影愛好者能用它做什麼?

作者 | 發布日期 2016 年 07 月 08 日 9:10 | 分類 Apple , iOS , 軟體、系統 follow us in feedly

今年的蘋果開發者大會(WWDC 2016)上,蘋果向開發者和用戶介紹了新一代 iOS 系統的諸多新功能。在眾多改進中有一個項目並未得到足夠重視:iOS 10 首次開始支援系統級的 RAW 格式照片拍攝、影像處理功能。幾天的 WWDC 日程中,蘋果安排了多場講座介紹與 RAW 相關的內容,向開發者詳細講述了 iOS 10 實現 RAW 格式支援的具體方式,本文將重點關注這項更新。



什麼是 RAW?

在了解 iOS 10 對 RAW 格式支援的相關內容前,要先來了解一下這種格式的來龍去脈。

我們知道,數位成像設備使用感光元件來拍攝影像。光線透過鏡頭照射到感光元件上被轉化為電流訊號,訊號傳送到影像處理晶片(ISP)中進行必要的運算,得到的資料則被儲存在設備的記憶體中。這就是各種拍照設備(手機、相機、攝影機等)拍攝圖像的典型處理流程。

雷鋒網配圖

在這一流程中,感測器向 ISP 輸送的訊號就是 RAW 資料,也就是「原始」資料。RAW 資料是感光元件每個畫素受到光照後的回饋訊號集合,一般還包括拍攝者按下快門時設定的拍攝參數(如 ISO、白平衡等)。由於感測器的每個畫素一般是單色的,所以 RAW 資料記錄下的也都是單色資訊集合。

ISP 接收到 RAW 資料後,經過反拜耳運算(將單色圖元插值為彩色圖元)、鏡頭參數校正、色彩空間應用、曝光和色溫調整、對比度和色調調節、降噪等一系列操作後輸出常用的 JPG、TIFF 等圖像格式。簡單來說,ISP 就是對感光元件的 RAW 格式資料進行了一次影像後期處理,而處理過的圖像是無法還原出原始的 RAW 資料的。

雷鋒網配圖

既然 ISP 的工作實質上相當於我們常說的「PS」,一個顯而易見的事實就是並不是每一次的「PS」都夠完美。受限於演算法、晶片性能、處理時間限制等約束,ISP 的影像處理結果經常會有種種缺陷。此外,拍攝者也往往希望在拍攝後重新調整諸如白平衡、ISO 等照片參數,同時不影響圖像的品質。要解決這些問題,簡單的做法就是直接保存感光元件輸出的 RAW 格式圖像,在後期使用影像處理程式慢慢手工調整以實現最佳效果。因此,專業相機大都支援 RAW 格式圖像紀錄,以滿足攝影師的挑剔需求。

 

iOS 10 如何達成系統級 RAW 支援?

隨著智慧手機取代普通數位相機成為大眾主要的圖像拍攝設備,越來越多的使用者開始希望在手機上實現 RAW 格式圖像的拍照和處理。在用戶的呼聲中,Android 平台首先提供了通用的 RAW 格式拍照功能,如今新一代 Android 智慧手機大都可以在拍照時選擇以 RAW 輸出並保存。

iOS 10 對 RAW 格式的支援則分為拍照和處理兩大部分。其中,部分 iOS 裝置可以在拍照時輸出 RAW 格式照片;更多的一些裝置則可以對 RAW 格式照片進行後期處理。接下來我們對這兩大部分的內容進行分別探討。

 

iOS 10 的 RAW 格式拍照功能

iOS 10 系統負責拍照的應用程式控制項名為「AVCapturePhotoOutput」。任何應用使用拍照功能時均需調用該控制項。在使用新一代 1,200 萬畫素鏡頭的設備上(包括iPhone 6s/6s Plus、iPhone SE、iPad Pro 9.7),AVCapturePhotoOutput 控制項可以選擇 RAW 格式輸出,具體方式為在該控制項的輔助控制項 AVCapturePhotoSettings 中設定 rawPixelFormatType 一項。

啟用 RAW 格式輸出功能後,應用從 AVCapturePhotoOutput 介面中就可以獲取以 Adobe DNG(業界通用的 RAW 資料格式)編碼的 RAW 圖像了。按下快門後,RAW 圖像會先保存在設備記憶體中,根據應用的需要選擇進行下一步處理或者直接將 DNG 檔保存在快閃記憶體中。

除了單獨輸出 RAW 格式圖像外,應用也可以選擇讓設備同時輸出 RAW 格式和經過 ISP 處理過的圖像格式(如 JPG、TIFF)。這一功能在專業相機上很常見,意義在於既能讓拍攝者快速預覽照片效果,又可以儲存未經修改的原始感測器資料。此外,使用包圍曝光(用不同曝光參數連續拍攝多張照片)功能時也可以輸出 RAW 格式圖像。

RAW 格式的檔體積要比常見的 JPG 格式大得多,一張 1,200 萬畫素照片佔用的空間可以達到 20MB 以上。但值得注意的是,RAW 格式圖像記錄的資訊要比 JPG 格式豐富許多:JPG 格式圖像的動態範圍被限制到了 7 級左右,而 iPhone 6s 使用的 1,200 萬畫素鏡頭輸出的 RAW 資料實際可以達到 9 級;JPG 圖像通常使用 sRGB 標準色域,但 RAW 格式記錄的色域範圍甚至超過了 Adobe RGB 廣色域標準。透過對 RAW 圖像的適當後期處理,用戶事實上可以獲得比 JPG 拍攝流程更好的圖像畫質,這也是 iOS 10 支持 RAW 拍攝最顯而易見的好處。

 

iOS 10 的 RAW 格式後期處理功能

保存 RAW 格式照片後,接下來的工作自然是對這一格式進行後期處理。原始的 RAW 資料不經處理是無法正確形成圖像的,只有經過合適的後期流程,RAW 格式的優勢才能真正體現出來。

在過去,攝影師用相機拍攝 RAW 格式照片後都會傳輸到 PC 上使用專業應用(如 Adobe Photoshop Lightroom)來做後期工作,這一流程對攝影師的專業技能要求很高。iOS 10 為了讓更多普通用戶能方便地利用 RAW 格式,特別提供了一套系統級的 RAW 後期處理應用程式介面。

在 iOS 10 中,應用可以調用 CoreImage 框架來處理各種圖像格式。在使用 A8、A9 晶片的 iOS 裝置上(iPhone 5/5s/5c、iPad mini 2/3、iPad 4 不在支援之列),CoreImage 框架支援 Adobe DNG 格式的處理流程。

應用可以透過 filterWithImageData 或 filterWithImageURL 控制項來創建 RAW 格式圖像的處理物件,並使用 CoreImage 內建的參數來調整圖像。CoreImage 框架組成了常用的影像處理演算法和參數調整功能,所以開發者不需要自行開發演算法就可以在應用中實現對 RAW 的處理。蘋果在圖像後期處理演算法領域享譽業界,因此 CoreImage 的影像處理效果也是值得信賴的。

如果開發者自己有更優秀的演算法,還可以透過 imageWithExtent:inputFormat:outputFormat:options:roiCallback:processor:  控制項來插入自己的後期演算法和濾鏡,取代 CoreImage 內建的流程。CoreImage 內建演算法在處理圖像時只能使用 sRGB 或 Display P3 色彩空間,但使用協力廠商演算法時,開發者可以透過 imageByColorMatchingWorkingSpaceToColorSpace 和 imageByColorMatchingColorSpaceToWorkingSpace 控制項應用更多的色彩空間選項,如 Adobe RGB、NTSC 甚至 ACES、Rec.2020 等。此外,開發者還可以應用優秀的噪點控制濾鏡、反拜耳演算法、白平衡調整演算法等來提升影像處理效果。支援協力廠商演算法大大增強了 iOS 10 處理 RAW 格式圖像的靈活性和專業性,使其擁有了不輸於 PC 的 RAW 格式處理潛力。

CoreImage 支援標準的 Adobe DNG 格式,也就意味著數百款使用這一格式保存 RAW 圖像的專業相機,都可以在新一代 iOS 10 裝置中完成後期流程。由於支持 RAW 拍照的 Android 手機也都使用該格式記錄圖像,所以這些手機拍攝的照片也可以在 iOS 10 裝置上進行處理。蘋果還特別增強了 CoreImage 框架的性能,透過 Metal 語言使用 GPU 來加快運算速度,以提升 RAW 後期流程的使用體驗。在蘋果的努力下,開發者可以輕易製作出功能強大、效果出色的 RAW 格式後期處理應用,使 iOS 裝置成為專業級的 RAW 影像處理平台。

雷鋒網配圖

需要注意的是,iOS 10 對 RAW 格式的大小支持有一定限制:2GB 記憶體及以上的設備支援 1,200 萬畫素的圖像,而 1GB 記憶體的設備最多支援 6 千萬畫素;此外,使用協力廠商演算法和濾鏡時應用支援的最大圖像也是 6 千萬畫素。

 

iOS 10 支援 RAW 對用戶的意義

透過對 RAW 格式拍照功能的支持,蘋果事實上進一步增強了新一代 iOS 裝置在拍照方面的優勢。使用 RAW 格式記錄照片可以保留更多細節,用戶無需更新手機就能拍到畫質更出色的照片。

而 iOS 10 為 RAW 格式後期處理提供的完整支援框架則是一項殺手鐧級別的功能。在這套框架支援下,iOS 中流行的影像處理應用只需簡單升級,就可以變身為專業級別的 RAW 後期處理平台,為用戶帶來效果出色、使用方便的後期流程。

非專業用戶對照片的後期處理需求不高,如果只是拍照分享在社群網路,沒有長期保存的需要,那麼流行的 JPG 格式已經綽綽有餘。相比之下,RAW 格式更適合記錄有紀念意義、藝術價值的照片。iPhone 使用者可以根據自己的需求,在拍照時開關 RAW 記錄模式,在節省儲存空間和提升畫質之間找到平衡。

而對於專業用戶來說,iOS 10 可以讓他們手中的 iPhone、iPad 成為外出拍攝時不錯的單眼相機合作裝置。單眼拍攝的 RAW 圖像可以透過相機連接套件直接導入 iOS 10 裝置進行預覽編輯,需要時甚至可以現場出圖。透過 iOS 10 的 RAW 流程支援,蘋果會進一步增強自己在專業圖像領域的影響力。

希望 iOS 10 發表後,協力廠商應用能盡快跟進升級,加入對 RAW 格式和處理流程的支援。在蘋果和開發者的推動下,未來 RAW 格式或許不再是專業用戶的專屬,而會惠及更多的普通用戶,讓他們更容易記錄生活中的精彩瞬間。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:達志影像) 

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