ソフトウェアがRAWファイルのホワイトバランスをJPEGよりも正確に補正できるのはなぜですか？
実際の生データを操作して生データを解釈すると、画面に表示される生ファイルの最初の8ビット解釈とは異なり、すべての情報が含まれる8ビットjpegを使用する場合とは根本的に異なります。ファイルは画面に表示されるものです。
「未加工」ファイルで白いクリッカーを使用すると、画面に表示される画像（未加工画像ファイル内のデータの多くの可能な解釈の1つであるjpegのような8ビットレンダリング）は修正されません。）。元の変換アプリケーションに、元のファイルのデータに戻って、異なるカラーチャンネル乗数のセットを使用して表示可能な画像に再変換するように指示しています。
画面に表示される最初のバージョンの作成に使用されたのと同じ生データから別の画像を作成しています。しかし、アプリケーションは最初からずっと元に戻り、生ファイルのすべてのデータを使用して、データの処理方法に関するさまざまな指示に基づいて、生データの2番目の異なる解釈を作成します。画面に表示される限られた情報から始まり、それを修正することではありません。そうした場合、jpegを操作したときと同じ結果が得られます。¹
未加工ファイルには、未加工ファイルを「開いた」ときにモニターに表示される情報よりもはるかに多くの情報が含まれています。生の画像ファイルには、8ビットのjpegファイルに収まるそのデータのほぼ無限の異なる解釈を作成するのに十分なデータが含まれています。²
未加工ファイルを開いて画面で確認するときはいつでも、「未加工ファイル」を表示していません。³ 生ファイル内のデータのほぼ無数の可能な解釈のうちの1つを表示しています。生データ自体には、各ピクセルウェルごとの単一（モノクロ）の輝度値の測定値が含まれています。バイエルマスクカメラセンサー（大多数のカラーデジタルカメラはバイエルフィルターを使用）の前に、各ピクセルウェルの前に「赤」、「緑」、または「青」（実際の「色」）のいずれかであるカラーフィルターがあります。ほとんどのバイエルマスクのフィルターは、「赤」の場合はやや黄緑色からオレンジイエロー、「緑」の場合はやや青緑色、「青」の場合はやや青紫色から-これらの色は、多かれ少なかれ、網膜の3種類の錐体の感度の中心に対応しています）。各ピクセルで測定された単一の輝度値から色情報を取得する方法の詳細については、RAWファイルがピクセルごとに3色を格納するか、1色のみを格納するかを参照してください。
生ファイルのホワイトバランスを変更すると、画面に表示される生ファイルの8ビット解釈は変更されませんが、線形14ビット単色生データの解釈方法が変更されます。次に、更新されたホワイトバランスで画面に表示されます。つまり、8ビット画面に表示される各ピクセルの3つのカラーチャネルの256の個別のガンマ補正ステップではなく、RAWファイルが各ピクセルに対して含む、16,384の個別の単色線形ステップの利点をすべて使用しています。その生ファイルの表現。また、マスクされたピクセルや、ファイルが8ビット形式に変換されて画面に表示されるときに破棄されるその他の情報など、生の画像データに含まれるその他すべての情報を利用しています。
生ファイルを開いたときにモニターに表示される画像がどのように見えるかは、ファイルを開くために使用したアプリケーションがファイル内の生データを解釈して表示可能な画像を生成する方法によって決まります。ただし、これは「元のRAWファイル」を表示する「唯一の」方法ではありません。これは、アプリケーション（またはrawファイルに添付されたjpegプレビューを生成したカメラ）がrawファイルの情報を処理して画面に表示する方法です。
各アプリケーションには、生データの処理方法を決定する独自のデフォルトパラメータセットがあります。最も重要なパラメータの1つは、生データの変換に使用されるホワイトバランスの選択方法です。ほとんどのアプリケーションには、ユーザーが選択できる多くの異なるパラメーターセットがあり、ユーザーは生ファイルのデータを最初に解釈するために使用される一連の命令内の個々の設定を自由に変更できます。多くのアプリケーションでは、カメラで推定された（カメラでAWBを使用する場合）、または写真が撮影されたときにユーザーが入力する（カメラでCT + WB補正を使用する場合）ホワイトバランス/カラーチャンネル乗数を使用します。しかし、生データを解釈するために使用できるのは、それだけではありません。
14ビットのrawファイルでは、0（純粋な黒）と1（純粋な白）の間に16,384の離散値があります。これにより、各値の間の非常に小さなステップが可能になります。ただし、これらはモノクロの輝度値です。データがデモザイクされ、ガンマ曲線が適用され、特定の色空間への変換が行われると、WB変換乗数は通常、これらの14ビット値に適用されます。プロセスの最後のステップは、損失のあるファイル圧縮を行う前に、結果の値を8ビットに再マッピングすることです。8ビットは、0（純粋な黒）と1（純粋な白）の間の256の離散値のみを許可します。したがって、値間の各ステップは、14ビットの場合よりも64倍大きくなります。
次に、これらのより粗いグラデーションでWBを変更しようとすると、拡大しようとする領域は、結果のファイルの単一のステップよりも、使用しているデータの各ステップを押し上げます。そのため、これらの領域のグラデーションはさらに粗くなります。縮小する領域は、これらの各ステップを、結果のファイルの単一のステップよりも小さなスペースに押し込みます。しかし、これらのステップはすべて、「0」と「1」の間の256ステップのグラデーションに合うように再調整されます。これにより、スムーズな移行ではなく、バンディングやポスタリゼーションが発生することがよくあります。
fasterより高速でリソースを節約するために、一部のraw処理アプリケーションには、設定スライダーを移動したときに画面上の既存の8ビット表現を実際に変更する「クイック」モードがあります。これにより、問題の色が変化したjpegに表示される紫色の色合いなど、バンディングやその他の望ましくないアーティファクトがよく発生します。ただし、これは表示しているプレビューにのみ適用されます。ファイルが変換されて保存（エクスポート）されると、同じデータが実際に生データに適用され、再処理され、バンディングやその他のアーティファクトは見られません（またはそれほど深刻ではありません）。
²確かに、視野全体に1つの純粋な色が含まれている写真を撮ることができます。ただし、ほとんどの写真には、さまざまな色相、色合い、明るさのレベルが含まれています。
³参照してください：ベイヤー処理がまだ行われていないのに、RAW画像がすでにカラーになっているのはなぜですか？
これは、精度の低下によって引き起こされる画像のバンディングまたはポスタリゼーションを説明しますが、ホワイトポイントを正しい位置に移動することは可能ですか？
jpegの色をある程度変更できますが、生データで生成できるすべての色を生成するために必要な情報のほとんどは存在しません。RGBへの変換および圧縮前の8ビットへの削減中に破棄されました。あとは、これらの3つのカラーチャネルの各ピクセルの値だけです。これらの各チャネルの応答曲線は再描画できますが、行うのは、各画像ピクセルのそのカラーチャネルの値を増減することだけです。その情報はJPEGに保存されないため、新しいチャンネルマルチプライヤに基づいてデモザイキングに戻ったり、やり直したりすることはありません。
質問に追加されたサンプル画像では、2番目の画像は最初の画像から派生したものではないことを理解することが重要です。両方の第1および第2の画像は全く同じ生データの2つの異なる解釈があります。どちらも他より独創的ではありません。どちらも、生ファイルに含まれるデータの有効な表現であるという点で、他よりも「正しい」とは言えません。どちらも、生ファイルのデータを使用して8ビット画像を生成する完全に正当な方法です。1つ目は、生の変換アプリケーションやカメラで生成されたjpegプレビューがデータを解釈する方法です。2つ目は、生の変換アプリケーションがグレー/白に変換したい生のセンサー値を伝えた後のデータの解釈方法です。jpegイメージの同じ部分をクリックすると、2番目のバージョンのrawファイルが存在しないようにイメージを修正するために必要なカラー情報の多くが存在せず、使用できませんでした。
それは単にJPEGの不可逆圧縮と32ビットtiffファイルがこの問題を起こさないためでしょうか？
いいえ、不可逆圧縮はその大部分ですが。同様に、8ビットへの削減は、「0」（純粋な黒）と「1」（完全な飽和）の間の各ステップを14ビットのrawファイルの64倍にします。しかし、それはjpeg圧縮を超えています。
この回答からRAWからTIFFまたはPSD 16ビットへのいくつかの段落で色深度が失われます。
生ファイルのデータがデモザイクされたガンマ補正済みTIFFファイルに変換されると、このプロセスは元に戻せません。
TIFFファイルには、それらに含まれる情報に「組み込まれた」すべての処理ステップがあります。圧縮されていない16ビットTIFFファイルは、それぞれがデータを格納する方法が原因で、元の元の一般的なrawファイルよりもはるかに大きくなりますが、変換を元に戻し、まったく同じデータを再現するために必要なすべての情報が含まれていません生ファイルに含まれています。特定のTIFFを生成するために使用された可能性のあるrawファイルのピクセルレベルデータには、ほぼ無限の数の異なる値があります。同様に、TIFFを生成するための生データの処理方法に関する決定に応じて、生画像ファイルのデータから生成できるTIFFファイルはほぼ無限にあります。
16ビットTIFFと8ビットTIFFの利点は、画像の各カラーチャネルの最も暗い値と最も明るい値の間のステップ数です。これらの細かいステップにより、最終的に8ビット形式に変換する前に、色調グラデーションの領域にバンディングなどのアーティファクトを作成することなく、追加の操作が可能になります。
ただし、16ビットTIFFは、12ビット（0-4095）または14ビット（0-16383）のrawファイルよりも「0」から「65,535」までのステップ数が多いため、TIFFファイルで同じかそれ以上の明るさの範囲。14ビットの未加工ファイルのデータがTIFFファイルに変換されたとき、ブラックポイントは2048などの値で選択されている可能性があります。2048未満の値を持つ未加工ファイルのピクセルには、値0が割り当てられます。 TIFFで。同様に、白色点がたとえば8,191に設定されている場合、8191を超える未加工ファイルの値は65,535に設定され、未加工ファイルの最も明るい光の停止は取り返しのつかないほど失われます。選択した白色点よりもRawファイルで明るいものはすべてTIFFで同じ値になるため、ディテールは保持されません。
同じ理由の多くをカバーする多数の既存の質問がここにあります。役立つと思われるそれらのいくつかを以下に示します。
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