Format de fichier RAW

Le format RAW est l'équivalent en photographie numérique du négatif en photo argentique : il contient l'information brute, « raw », des pixels directement depuis le capteur de l'appareil. Le fichier RAW n'a pas encore subi la dématriçage (demosaicing), et ne contient qu'une seule valeur rouge, verte ou bleue à chaque position de pixel. Les appareils développent normalement ce RAW en le convertissant en image JPEG ou TIFF couleur complète, puis stockent le fichier converti sur la carte mémoire. Les appareils doivent prendre plusieurs décisions d'interprétation lors du développement RAW, et le format RAW vous offre plus de contrôle sur la génération du JPEG ou TIFF final. Cette section illustre les avantages techniques du RAW et suggère quand l'utiliser.

Vue d'ensemble

Un fichier RAW est développé en image JPEG ou TIFF finale en plusieurs étapes, chacune pouvant contenir des ajustements d'image irréversibles. Un atout clé du RAW est qu'il permet au photographe de reporter ces ajustements — donnant plus de flexibilité pour les appliquer soi-même plus tard, de la manière qui convient le mieux à chaque image. Le diagramme ci-dessous illustre la séquence :

Image RAW → Dématriçage
Balance des blancs → Courbes de tons
Contraste
Saturation couleur
Netteté → Conversion 8 bits & Compression JPEG

Le dématriçage et la balance des blancs impliquent l'interprétation et la conversion du réseau de Bayer en image avec les trois couleurs à chaque pixel, et se produisent dans la même étape. Le réseau de Bayer est ce qui fait paraître la première image plus pixelisée que les deux autres, et donne une teinte verdâtre.

Nos yeux perçoivent les différences de luminosité logarithmiquement : quand l'intensité quadruple, nous ne percevons qu'un doublement approximatif. Un appareil numérique, lui, enregistre les différences linéairement — deux fois l'intensité = deux fois la réponse du capteur. C'est pourquoi les deux premières images semblent bien plus sombres que la troisième. Pour que les nombres enregistrés soient affichés comme nous les percevons, des courbes de tons doivent être appliquées (voir tutoriel sur la correction gamma).

La saturation et le contraste peuvent aussi être ajustés, selon les réglages de l'appareil. L'image est ensuite accentuée pour compenser l'adoucissement du dématriçage, visible sur la deuxième image.

L'image RAW à haute profondeur est alors convertie en 8 bits par canal, et compressée en JPEG selon le réglage de compression de l'appareil. Jusqu'à cette étape, l'information RAW résidait probablement dans la mémoire tampon de l'appareil.

Il y a plusieurs avantages à effectuer ces étapes de conversion RAW ensuite sur un ordinateur personnel, plutôt que dans l'appareil. Les sections suivantes décrivent comment le RAW améliore ces étapes.

DÉMATRIÇAGE (DEMOSAICING)

Le dématriçage est une étape très gourmande en processeur, et les meilleurs algorithmes nécessitent plus de puissance que ce qui est pratique dans les appareils actuels. La plupart prennent donc des raccourcis qui compromettent la qualité pour convertir un RAW en TIFF/JPEG en temps raisonnable. Faire le dématriçage sur un PC permet les meilleurs algorithmes, un PC ayant des dizaines de fois plus de puissance qu'un appareil. De meilleurs algorithmes tirent un peu plus du capteur : plus de résolution, moins de bruit, meilleure précision colorimétrique à petite échelle, moirage réduit. Avantage de résolution ci-dessous :

JPEG (in-camera)
RAW
Idéal

Images de tests réels avec Canon EOS 20D et mire de résolution ISO 12233.
Écart RAW/JPEG peut varier selon modèle et logiciel de conversion.

Le JPEG in-camera ne résout pas des lignes aussi rapprochées que le RAW. Même ainsi, un RAW n'atteint pas les lignes idéales, car le dématriçage introduit toujours un adoucissement. Seuls les capteurs capturant les trois couleurs à chaque pixel (type Foveon) pourraient atteindre l'image idéale du bas.

BALANCE DES BLANCS FLEXIBLE

La balance des blancs supprime les teintes irréalistes, pour que les objets blancs en réel soient rendus blancs sur la photo. Les teintes dans les JPEG peuvent souvent être corrigées en post-traitement, mais au coût de la profondeur de bits et de la gamme de couleurs. Car la balance a été fixée deux fois : une fois en conversion RAW, puis à nouveau en post-traitement. Le RAW permet de régler la balance des blancs après la prise de vue — sans détruire inutilement des bits.

HAUTE PROFONDEUR DE BITS

Les appareils enregistrent chaque canal de couleur avec plus de précision que les 8 bits (256 niveaux) par canal du JPEG (voir « Comprendre la profondeur de bits »). La plupart des appareils actuels capturent chaque couleur avec 12 bits de précision (4096 niveaux) par canal, offrant plusieurs fois plus de niveaux que le JPEG in-camera. Une profondeur plus élevée réduit la sensibilité à la posterisation, et augmente la flexibilité pour le choix d'espace colorimétrique et le post-traitement.

PLAGE DYNAMIQUE & COMPENSATION D'EXPOSITION

Le format RAW offre généralement une plage dynamique considérablement plus large que le JPEG, selon comment l'appareil crée son JPEG. La plage dynamique est l'étendue de clair à sombre qu'un capteur peut capturer avant de devenir blanc pur ou noir pur. Comme les données brutes n'ont pas été converties en valeurs logarithmiques par les courbes (voir vue d'ensemble), l'exposition d'un RAW peut être ajustée légèrement après la prise de vue. La compensation d'exposition corrige les erreurs de mesure, ou aide à récupérer détails d'ombres ou hautes lumières. L'exemple ci-dessous a été pris face au soleil couchant, et montre le même RAW avec -1 IL, 0 (inchangé), et +1 IL. Survolez chacun pour voir l'effet :

Appliquer compensation d'exposition :

-1,0

aucun

+1,0

Note : +1 ou -1 IL = doublement ou division par deux de la lumière pour l'exposition.

Un stop peut aussi s'exprimer en eV, +1 IL = +1 eV.

Remarquez l'étendue des détails d'ombres et hautes lumières sur les trois images. Résultats similaires impossibles en se contentant d'éclaircir/assombrir un JPEG — ni en plage dynamique, ni en douceur des tons. Un filtre GND pourrait alors mieux exploiter cette large plage dynamique.

NETTETÉ AMÉLIORÉE

Comme le RAW est intact, aucune netteté n'a été appliquée dans l'appareil. Comme le dématriçage, les meilleurs algorithmes de netteté sont bien plus gourmands en processeur. La netteté sur PC crée donc moins d'artefacts de halo pour un niveau équivalent (voir « Netteté par masque flou » pour exemples d'artefacts).

Comme la netteté dépend de la distance de visionnement prévue, le RAW offre aussi plus de contrôle sur le type et la quantité de netteté (selon votre but). La netteté étant généralement la dernière étape de post-traitement (irréversible), un JPEG pré-accentué n'est pas optimal.

COMPRESSION SANS PERTE

Compression :

Sans perte

Avec perte

Le format RAW utilise une compression sans perte, évitant ainsi les artefacts visibles de la compression JPEG « avec perte ». Les fichiers RAW contiennent plus d'information et compressent mieux que le TIFF, sans les artefacts du JPEG.

Note : Kodak et Nikon utilisent un algorithme de compression RAW légèrement avec perte, mais les artefacts sont bien inférieurs à ce qu'on percevrait avec un JPEG similaire. L'efficacité de la compression RAW varie selon fabricant. Image de droite à 200% ; compression JPEG avec perte à 60% dans Photoshop « Enregistrer pour le web ».

INCONVÉNIENTS

• Les fichiers RAW sont bien plus gros que les JPEG similaires, donc moins de photos sur la même carte mémoire.
• Plus chronophages car ils peuvent exiger d'appliquer manuellement chaque étape de conversion.
• Prennent plus de temps à s'écrire sur la carte (plus gros), donc la plupart des appareils n'atteignent pas la même rafale qu'en JPEG.
• Ne peuvent pas être donnés immédiatement à d'autres car ils nécessitent un logiciel spécifique ; conversion en JPEG souvent nécessaire avant partage.
• Nécessitent un ordinateur plus puissant avec plus de mémoire vive (RAM).

AUTRES CONSIDÉRATIONS

Un problème du RAW est sa faible standardisation. Chaque appareil a son format RAW propriétaire, un logiciel peut ne pas lire tous les formats. Heureusement, Adobe a annoncé la spécification Digital Negative (DNG) pour standardiser le RAW. De plus, tout appareil capable de sauver en RAW fournit son propre logiciel de lecture.

Un bon logiciel de conversion RAW peut faire des traitements par lots et automatise souvent toutes les étapes sauf celles que vous choisissez de modifier. Cela atténue, voire élimine, l'avantage de simplicité du JPEG.

Beaucoup d'appareils récents peuvent sauver RAW et JPEG simultanément. Cela donne une image finale immédiate, mais garde le « négatif » RAW au cas où plus de flexibilité serait souhaitée plus tard.

RÉSUMÉ

Alors, RAW ou JPEG ? Pas de réponse unique, cela dépend de votre type de photographie. Dans la plupart des cas, le RAW offrira la meilleure solution grâce à ses avantages techniques et la baisse du coût des grandes cartes mémoire. Le RAW donne bien plus de contrôle, mais avec le compromis de vitesse, espace et facilité d'usage. Ce compromis n'en vaut parfois pas la peine pour photographes de sport et presse, bien que les photographes de paysage et beaux-arts choisissent souvent le RAW pour maximiser le potentiel qualité de leur appareil.