RAW格式与JPEG格式比较分析研究

[摘要] RAW格式和JPEG格式是目前在数码相机上应用最为广泛的两种文件格式，这两种格式从记录原理、图像品质、文件大小、后期制作上都存在着一定的差异，各有优缺点。RAW格式图像质量高、体积大，但对硬件软件的设备要求高；JPEG格式体积小，适用范围广，但难以满足高品质摄影的要求。只有了解了这些最本质的差异后，摄影师才能在创作过程中准确的选择，以便于影像的后期制作管理与应用。

[关键词]RAW格式JPEG格式数码相机

数码相机存储图像主要是有损压缩的JPEG格式、无压缩的TIFF格式、无损压缩的RAW格式三种不同的文件格式，由于TIFF格式的文件量过大且经过相机本身大量的处理，已经被很多专业的数码相机所弃用。目前应用最为广泛的是RAW格式和JPEG格式。

1.解析RAW格式与JPEG格式

数码相机，是一种能够进行拍摄，并通过CCD或者CMOS等感光半导体传感器把光学信号转换成数字信号，即把拍摄到的景物转换成以数字格式存放的图像的特殊照相机[1]。目前大多数的数码相机图片存储格式主要为RAW、JPEG两种格式，其中最常见的是JPEG格式，虽然是一种有损压缩格式，但由于有文件量较小、压缩质量优秀的特点而被广泛地应用； RAW格式虽然文件量比JPEG格式大，同时又具备无损存储和后期有极大可塑性的特点，所以现在中、高档数码相机中都具备这种储存格式。

1.1 RAW格式

RAW在英语中的解释是：“生的，未煮过的”按照字面意思讲。RAW格式是一个数据包，并不包含图像信息，其中储存了数码相机感光元件在工作过程中每个感光单元记录下来的原始数据[2]。RAW格式是CCD/CMOS在将光信号转换为电信号时的电平高低的原始记录，它是单纯地将数码相机内部没有进行任何处理的图像数据,即CCD/CMOS等摄影元件直接得到的电信号进行数字化处理而得到的[3]。

RAW格式的文件在拍摄的过程中保留了最为丰富的图像信息，为后期的制作提供了最大的余地。但由于不同的相机生产厂家CCD/CMOS的排列和转换方式不同，RAW的记录方式不尽相同，一般只有通过厂家提供的转换程序或者专业的编辑软件转换成通用的图像格式，才能为图像处理软件所接受，这也是RAW格式使用上的不便之处。但由于它较高的品质和原汁原味的特点自出现以来一直受到很多专业摄影师的欢迎。

1.2 JPEG格式

JPEG是一种比较成熟的图像有损压缩格式,文件的扩展名为.JPG。是最常用的图像文件格式，是一种有损压缩格式，能够将图像压缩在很小的储存空间，因此容易造成图像数据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例，如果追求高品质图像，不宜采用高的压缩比例。但是，人眼是一般分辨不出来这种差别的。JPEG图像存储格式既满足了人眼对色彩和分辨率的要求，又适当的去除了图像中很难被人眼所分辨出的色彩,在图像的清晰与大小中JPEG找到了一个很好的平衡点[4]。换句话说，就是可以用最少的存储器空间得到相对较好的图像品质。

JPEG格式是目前最为普及的一种图像文件格式。

1.3 RAW格式与JPEG格式的区别

数码相机和胶片相机相比最大的区别在于感光材料的改变，CCD/CMOS代替了传统的胶片。CCD/CMOS上面覆盖着一层彩色滤色片，它们以一定的规律整齐地排列着。CCD/CMOS感应到光线后会形成强弱不一的电流信号，这些电流信号在经过数万倍的放大之后，进入AD模拟数字转换器被软换为数字信号，这个数字信号被封装之后就是RAW格式的数字文件。如果这个数字信号继续被传递到DSP数字处理芯片，则将按照数码相机厂商设定的规则和算法进行真实色彩的合成处理，而且还同步进行了降噪、白平衡、反差、锐度、饱和度、压缩等诸多处理后得到JPEG格式的数字文件。

假如我们用两款不同品牌的数码相机拍摄同一个东西，采用相同的曝光参数，在都采用JPEG的保持格式下，最终得到的照片，其色彩和明暗层次并不是完全相同的，原因是每个厂商会根据自己对摄影师的理解，去设定DSP的算法。RAW格式图像文件，是一个数字信号封装包，它需要经过电脑处理才能显示出来，摄影师电脑加上专门的RAW格式图像解析软件就相当于数码相机内部的DSP数字信号处理器。

从上面分析不难看出RAW格式与JPEG格式的主要区别在于：

首先， RAW格式是一种无损缩格式，RAW格式文件将存储相机感光元件捕捉到的所有原始数据，因此比JPEG格式文件大[5]，所以拍摄需要足够的储存空间和配备高速的储存卡才能满足拍摄的需要；JPEG格式是有损压缩格式，体积较小对设备的要求比较低。

其次RAW格式更加的原汁原味，没有经过相机本身过多的处理，留给后期摄影师更大的发挥空间。而JPEG格式是经过相机内部的DSP数字信号处理器大量的处理后得到的图像。

2.RAW格式与JPEG格式的实际应用

只有了解了RAW格式与JPEG格式最本质的优缺点，摄影师在拍摄中才能做出正确的选择，从而提高工作效率。

2.1RAW格式与JPEG格式的优缺点

RAW格式的优点在于：

第一、 RAW格式文件是没有经过相机处理而直接得到的文件格式，是一种无损压缩格式。而JPEG格式经过了相机本身大量的主观处理，而这些处理在很多时候并非摄影师想要的结果。

第二、RAW格式文件支持16位图像，在进行后期色调校正时可以使用更多的数据。JPEG格式文件是8位图像，只有256级灰阶，可进行色彩调整的范围有限。

第三、 RAW格式采用了ProPhoto的色彩空间，这远远比AdobeRGB和sRGB色彩空间所能还原的色彩种类丰富的多，可以轻易获得准确的色彩还原而且在后期调整色彩的过程中不会对照片的质量带来影响。

第四、在使用RAW格式进行拍摄时，一般不用考虑白平衡、锐度、色彩饱和度等相关的参数设置，只需用设置相机的ISO感光度和曝光补偿就可以进行拍摄了，因为在后期软件代替了数码相机内部的DSP数字信号处理器，为摄影师提供了更为自主的操作空间。

JPEG格式的优点在于：

第一、JPEG文件中的数码较少，文件尺寸也较小，这就意味着对设备的要求比较低。在这里以佳能的5DII和4G的SanDiskCF存储卡为例，拍摄最大格式的RAW格式只能拍摄143张，而拍摄最大格式JPEG格式可以拍摄达到609张；佳能的5DII的连拍速度为3.9张／s，最大格式的RAW文件为23.7MB，如果要充分发挥相机的连拍功能那么存储卡的存储速度最少要达到92MB／s，目前市场上的高速存储卡的速度也只有90MB／s而且价格十分昂贵，最大格式的JPEG文件为6MB，对于3.9张／s的连拍速度，只要储存速度达到24MB／s就可以实现相机的连拍功能。

第二、JPEG格式兼容性比较好，几乎所以的工作平台和软件都可以读取编辑。RAW格式不是一种通用格式，不同的相机制造商有着不同的研发标准，例如佳能命名为CR2、尼康命名为NEF、索尼命名为ARW、松下命名为RAW、适马命名为X3f等等，这些不同名称的RAW文件都要通过专业的软件才能进行编辑，相对于JPEG格式来讲兼容性差。

2.2RAW格式与JPEG格式的选择问题

经过对这两种格式的优缺点进行分析，可以得出一个结论， RAW格式在图像品质方面相对于JPEG格式有很多突出的优点，但缺点也很明显，文件体积过大，对设备的要求较高。在后期还需要经过专门的浏览器和软件才能正常浏览和使用，这样一来就会影响到工作效率。所以对于职业的摄影师并不是每一次拍摄都会选用RAW格式，而是要根据拍摄题材而定。

一般选择的原则是，对后期图片质量要求不高，追求工作效率，建议使用JPEG格式来进行创作，例如新闻摄影、会议记录、生活留念照等。RAW格式则应更多的用于广告摄影和艺术摄影创作上。

结语

RAW格式和JPEG格式是目前在数码相机上应用最为广泛的两种文件格式，这两种格式从记录原理、图像品质、文件大小、后期制作上都存在着一定的差异，经过分析发现各有优缺点。RAW格式图像质量高、体积大，但对硬件软件的设备要求高；JPEG格式体积小，适用范围广，但难以满足高品质摄影的要求。只有了解了这些最本质的差异后，摄影师才能在创作过程中准确的选择，以便于影像的后期制作管理与应用。

参考文献

[1] 陆晓玲．数码摄影清晰度研究[J].长春：成功之路2007.21

[2] 金振乾．余飞跃．RAW文件浅析[J]．北京：中国科技信息2009．17

[3] 栋．数码照片的常用格式 [J]．北京：科技情报开发与经济2007．5

[4] 冯彦辉．基于JPEG图像文件格式的研究[J]．太原：山西电子技术 2009．1

[5] 约翰·别兹沃斯．数码黑白摄影[M]．杭州：浙江摄影出版社．2008．8

作者简介

南洋（1985——），男，陕西人，西安理工大学艺术与设计学院设计艺术学硕士研究生，视觉传达与多媒体设计方向。