RAW文件每像素存储3种颜色，还是仅一种？

肯·洛克威尔（Ken Rockwell）表示，相机制造商在谈论百万像素时会考虑各个R / G / B传感器。因此，下面的图像将是一个6x6像素的相机，而不是您想象的3x3。

如果是这样，则RAW文件每个像素（R，G或B）仅包含一个颜色信息，即10、12或14位数字。

我在某些地方阅读以下内容时会感到困惑：

• RAW文件每像素存储两个绿色传感器的平均值。
• RAW文件每像素使用12位，但是有3种颜色，因此实际上是每像素36位。

如果Ken的主张正确，那显然是错误的。

那么真相是什么？

原始文件实际上并没有为每个像素存储任何颜色。它们每个像素仅存储一个亮度值。

的确，每个像素上都有拜耳掩模，光在每个像素孔上被红色，绿色或蓝色滤光片¹过滤。但是，没有硬性截止，只有绿光才能通过绿色滤过的像素，或者只有红光才能通过红色滤过的像素。有很多重叠。许多红色的光和一些蓝色的光通过绿色滤镜。许多绿色光甚至一点蓝色光都通过红色滤镜，并且一些红色和绿色光被用蓝色滤过的像素记录。

由于原始文件是传感器上每个像素的一组单个亮度值，因此没有实际的原始像素颜色信息。通过将相邻像素的三种颜色中的一种与拜耳遮罩进行比较，可以得出颜色。但是，就像在拍摄黑白胶片时在镜头前放置红色滤镜一样，并不会产生单色的红色照片（或黑白照片，其中仅红色物体根本没有任何亮度），单色像素前面的拜耳掩模也不会产生颜色。它的作用是将不同颜色的色调值（记录特定颜色的亮度值有多亮或多暗）以不同的量改变。当比较用拜耳掩模中使用的三种不同颜色过滤的相邻像素的色调值（灰色强度）时，可以从该信息中插入颜色。这就是我们称为去马赛克的过程。

要为每个像素分配R，G和B值，需要进行大量的数学运算。有许多不同的模型可用于执行此插值。去马赛克过程中对红色，绿色和蓝色施加多少偏差是设置白色/颜色平衡的原因。伽马校正和光响应曲线的任何其他形状决定了对比度。但最后，R，G和B值分配给每个像素。在您的问题的6x6像素示例中，去马赛克的结果将是一个36像素的图像，其中包含36个像素，每个像素都有一个Red，Green和Blue值。

翻译会失去一点点分辨率。事实证明，具有RGGB拜耳掩模的传感器可以分辨每英寸或毫米的黑白线交替数量，并且经过良好的去马赛克处理，拜耳传感器的绝对分辨率极限约为1 /√2相比之下，没有拜耳掩模的单色传感器则不需要去马赛克（但只能以黑白方式看到）。

即使将相机设置为保存原始文件，拍摄后刚在相机的LCD屏幕背面看到的图像也不是未处理的原始数据。它是相机通过将相机内的设置应用于原始数据而生成的预览图像，该原始数据会生成您在LCD上查看的jpeg预览图像。该预览图像将与传感器中的数据以及包含照片拍摄时相机内设置的EXIF信息一起附加到原始文件中。

对于白平衡，对比度，阴影，高光等，相机内的显影设置不会影响原始文件中记录的来自传感器的实际数据。而是，所有这些设置都在原始文件的另一部分列出。

当您在计算机上打开“原始”文件时，您会看到两种不同的情况之一：

• 拍摄照片时相机创建的jpeg预览图像。相机会使用您拍摄照片时生效的设置，并将其附加到.cr2文件中的原始数据中。如果您正在查看相机背面的图像，则它是您正在查看的jpeg预览。

• 您用来打开“原始”文件的应用程序对原始数据的转换。在计算机上的照片应用程序中打开12位或14位“原始”文件时，在屏幕上看到的是去马赛克的原始文件的8位渲染，很像jpeg，而不是实际的单色拜耳滤波的14位文件。当您更改设置和滑块时，将“原始”数据重新映射并以每个颜色通道8位的方式再次呈现。

您看到的内容将取决于您为打开原始文件所使用的应用程序选择的设置。

如果您在拍摄时以原始格式保存照片，则在进行后期处理时，无论您在拍摄时在相机中选择了哪种显影设置，都将具有完全相同的信息。有些应用程序可以使用任意的JPEG预览最初打开文件，或通过在图像被拍摄到的原始数据的时间应用在相机设置活跃，但你可以随意更改这些设置，无需任何破坏性的数据丢失，给其他任何你想发表。

佳能Digital Photo Professional将以与相机拍摄时相同的照片风格打开.cr2原始文件。要更改它，您只需使用下拉菜单并选择其他图片风格。您甚至可以为一个图像创建一个“配方”，然后将其批量应用到所有图像上，然后再开始使用它们。其他制造商的原始处理软件与此类似，通常可以选择使用应用程序内相机开发设置来打开应用程序的图像。

使用第三方的原始处理应用程序，例如Adobe的Lightroom或Camera Raw，Apple的Aperture或Photos，PhaseOne的Capture One Pro，DxO Lab的OpticsPro等，要根据相机中的设置显示图像可能会有些棘手。例如，Adobe产品会忽略原始文件EXIF数据的所有制造商注释部分，其中许多制造商至少会在相机设置中包含某些信息。

_{¹大多数彩色数码相机传感器前面的拜耳掩模的实际颜色是：蓝色-略带紫色的蓝色，中心位于450纳米处，绿色-略带蓝色的绿色，中心位于大约540纳米，和红色-黄色的略带橙色的版本。我们所谓的“红色”是我们对波长约为640纳米的光所感知的颜色。大多数拜耳阵列上的“红色”滤光片允许最多的光通过大约590-600纳米处。人类视网膜中的“绿色”和“红色”视锥细胞之间的重叠甚至更近，“红色”视锥细胞的中心约565纳米，这就是我们所知的黄绿色。}

都是真的，但是解释可以扩大。

该特定的原色图案称为拜耳图案。

是的，raw是每个像素一种颜色，而一个像素（通常）是12位。因此，原始像素共有三种颜色，有些是蓝色，有些是红色，那些计数的2倍是绿色。

然后，原始处理软件（要制作RGB JPG，可以直接在相机中，也可以稍后在外部使用）将原始数据转换为RGB图像，以便我们可以使用它。这是插值，将其他两种颜色的相邻像素合并到这些RGB像素中的每一个中，但所有像素均变为RGB像素。那时，它是36位RGB像素，但是空间分辨率略有下降，各种像素数据与邻居共享。我们可能最终得到（例如）传感器宽度为6000 RGB像素，但它来自2000个蓝色和2000个红色传感器等（并且数据也是垂直共享的，它来自三个以上的像素）。这称为demosaicing ...，可以在网上找到。

肯在您引用的主张中是正确的-有点。毫无疑问，当今的数码相机（使用Sigma的Foveon传感器的数码相机除外）通过使用拜耳矩阵工作，并且传感器分辨率被引用为矩阵的大小。您的示例图像代表一个“ 36像素”传感器。但是，重要的是要认识到相机会将其转换为实际像素中指定大小的全彩色图像，并且还不如Ken所说的那么糟糕。

他在那篇文章中说的几件事完全是错误的，首先是：

截至2006年，这些聪明的算法允许从三分之一的数据开始，使其看起来与要求保护的像素数量的一半一样好。

这在2006年是胡说八道，今天是胡说八道。该过程基于一些简单的假设。这里列出了更多的内容，但是最基本的是您可以预测在查看不同颜色的相邻像素时“丢失”的信息应该是什么。事实证明，在大多数情况下，这是一个很好的假设，而在其他时候，这是非常错误的。如果在颜色之间没有太多非常详细的过渡，则结果就像每个感测器记录了全色一样好。如果假设是错误的，那就更糟了。在现实世界中，前者实际上非常普遍，并且比“二分之一”要好得多-但重要的是它取决于上下文。

RAW在这里没有任何优势，除了一场潜在的赌博。拜耳插值发生在打开原始数据的软件中。如果且仅当您的相机制造商继续在明天的软件中支持昨天的相机时，才可以将Bayer插值算法的未来进步纳入未来的原始软件中。很有可能，您的相机制造商可能不再支持明天的原始软件中的旧相机！

他的观点是正确的，即拍摄RAW不会改变基本原理，但是旧文件将停止工作的想法基本上是胡说八道。由于旧相机使用相同的基本原理，并且文件格式基本相似，因此无限期支持旧相机的成本并不高，而且供应商也有足够的动力去做到这一点，即使那会发生，开源解码器。

当然，保留RAW文件还提供了其他与去马赛克无关的优点。

但是说未来改进的可能性是唯一的优势也很愚蠢。就像我说的那样，可以对图像的内容做出不同的假设，并且不同的算法（或对这些算法的调整）将更适合不同的现实情况，因此，如果您发现自己正在波纹或其他文物，您也许可以解决。（尽管，我要补充一点，这是非常挑剔的水平，很少有这样的情况值得一看。）

Ken可能还有一个理由被宽恕，因为这篇文章已经有十年历史了。2006年，大多数相机的像素在5-8兆像素范围内，高端数码单反相机的型号可扩展到12像素。现在，典型的低/中档数码单反相机和无反光镜相机可提供16和24像素的像素，并且从那时开始上升。在这一点上，在窥视像素的级别上讨论色彩细节确实是学术问题，因为在现实世界中，照明，镜头，稳定性和其他所有东西排列得如此好以至于成为限制因素，这一点非常罕见。

通常，Ken Rockwell的很多站点都是这样。（请参阅此答案以获取更多信息。）这很不幸，因为他实际上有很多有趣的事情要说和一些好的建议，但是也有很多废话，并且他不愿意承认或改进它，而是倾向于加倍下来，然后声称整个网站都是讽刺的。

哦，还有一个有趣的事实：相机后方的LCD屏幕和EVF也使用三个彩色子像素来表示一个数字像素，并且这些屏幕通常以子像素的数量进行销售—实际上是您可能期望的3倍从给出计算机屏幕分辨率的方式来看。