Il formato sRAW

Con il rilascio delle fotocamere D4 e D810, Nikon ha introdotto per la prima volta un nuovo formato per memorizzare le immagini, chiamato  sRAW, o “RAW Size Small”. Sebbene Canon disponga da anni di questo formato nelle sue DSLR, è la prima volta che lo vediamo sulle fotocamere Nikon. Di conseguenza, molti utenti Nikon si sono chiesti che cos’è questo formato, come funziona e come si confrontata con i file RAW standard.

Un po’ di storia

Canon, come accennato, ha offerto per molti anni il loro formato di output Raw nella maggior parte delle fotocamere reflex digitali.
Nel 2007, nella fotocamera reflex digitale EOS 1D Mark III, Canon ha introdotto una nuova opzione di formato di output, il formato “sRaw” (“small raw”).  Qualche tempo dopo, un secondo formato simile, ora noto come mRaw (“medium grezzo”) è stato introdotto dalla stessa Canon. Ma inizialmente questo nuovo formato era conosciuto come “sRaw1”, e il formato originale sRaw è poi diventato noto come “sRaw2”. Ma alla fine questi divennero noti come “sRaw” e “mRaw”, rispettivamente.

Che cos’è sRAW?

sRAW, acronimo di “Small RAW” o “Small Resolution RAW”, è un formato di file introdotto da Kodak per consentire ai fotografi di acquisire immagini di dimensioni più ridotte e quindi permettere l’archiviazione di un maggior numero di immagini su schede di memoria e un flusso di lavoro più rapido quando non sono necessari file a piena risoluzione (poiché i computer erano lenti per l’elaborazione dei dati RAW quando questo formato fu introdotto). Il formato sRAW è stato creato come ponte tra i file RAW a piena risoluzione e le immagini JPEG. Poiché le immagini JPEG sono già elaborate, compresse e contengono solo dati a 8 bit, sRAW ha consentito una maggiore flessibilità con una maggiore profondità di bit (il design originale del formato sRAW di Kodak era a 10 bit). Il vantaggio era che le dimensioni dei file erano notevolmente inferiori, ma a spese della risoluzione: le immagini risultanti contenevano due o quattro volte meno pixel. Tuttavia, queste immagini contenevano più dati dei file JPEG per la successiva post-elaborazione, il che aumentò la popolarità del formato.

Nikon ha introdotto il formato sRAW con la release di Nikon D4s nel lontano febbraio del 2014. Da allora, tutte le  DSLR più recenti hanno ricevuto la capacità di registrare immagini in sRAW.

RAW vs sRAW: file più piccoli e rumore più basso?

Il vantaggio del formato sRAW dovrebbe essere duplice: riduzione delle dimensioni dei file per una maggiore possibilità di archiviazione e una più rapida post-elaborazione, nonché una riduzione del rumore grazie alla riduzione dei pixel. La prima parte si spiega da sola, ma la seconda solleva molti interrogativi. Come si fa a ridurre il rumore con un’immagine più piccola?

Ci sono due metodi per ridurre il rumore: la riduzione del rumore hardware attraverso un processo chiamato “pixel binning” (che combina più pixel in un unico “bin”, quindi “binning”) e la riduzione del rumore software attraverso il ridimensionamento / down-sampling.

Il binning dei pixel è un processo complesso eseguito a livello hardware che combina e media più pixel per creare un singolo pixel, il che ovviamente riduce la risoluzione dell’immagine fino a 4 volte. Questo processo consente di ridurre i livelli di rumore nelle immagini più piccole. Il binning a pixel era un’opzione sui sensori CCD utilizzati per esigenze quali l’astrofotografia, ma tali sensori erano e sono ancora rari e costosi. Con l’introduzione dei sensori CMOS, alcune implementazioni del binning dei pixel hardware (in particolare la tecnologia PIXELUX di Kodak, prodotta da IBM) hanno permesso di ottenere un rumore inferiore di 1 stop con il binning dei pixel a colori, che è più di mezzo stop migliore rispetto al down-sampling via software.

Il problema del binning dei pixel hardware su sensori Bayer a colori è che non sempre porta a risultati fotografici di qualità. A seconda della posizione del soggetto rispetto al modello Bayer del sensore e del soggetto con nette transizioni cromatiche (anche in relazione al modello del sensore) si ottengono bordi frastagliati imprevedibili. Mentre per i sensori CCD il binning è un processo piuttosto complesso, esso fa parte della natura dei sensori CMOS. Esistono numerosi sensori CMOS industriali con binning dei pixel, ad esempio basati su sensori Aptina.

Il ridimensionamento / down-sampling, d’altra parte, è un processo di riduzione di un file elaborato ad una risoluzione più piccola tramite software come Lightroom e Photoshop, che riduce efficacemente il rumore nell’immagine risultante, dal momento che i pixel sono combinati insieme tramite diversi algoritmi di ridimensionamento.

Quindi, ancora una volta, la differenza tra questi due metodi è potenzialmente la quantità di rumore, con la riduzione reale del rumore a livello pixel produce immagini più pulite rispetto al software di down-sampling.

sRAW non è il binning del pixel

Se tutto questo suona interessante, allora probabilmente sarete entusiasti del nuovo formato sRAW. Beh, non siate troppo eccitati, perché sRAW non è in realtà il binning dei pixel. Canon ha fornito alcune informazioni sul formato sRAW.

In particolare, Canon non ha rivelato i metodi esatti che utilizza per ridurre la risoluzione delle immagini sRAW (small RAW) e dei JPEG medi o piccoli in camera, ma ognuno di questi formati di registrazione comporta il downsampling rispetto ai dati originali delle immagini grezze a piena risoluzione. Nei test effettuati a varie impostazioni di qualità dell’immagine catturata con la EOS 50D, si è giuti  alla conclusione che non vi è alcun cambiamento significativo del rumore a livello di pixel causato dal solo downsampling. Tuttavia, a qualsiasi dimensione di stampa, le immagini catturate dalla EOS 50D avranno il loro aspetto migliore (il più pulito) quando si lavora da file a piena risoluzione.

Tradotto in parole semplici, i file sRAW e mRAW di Canon sono semplicemente immagini sottoposte a down-sampling dai file RAW originali a piena risoluzione. Se si dovesse prendere un file RAW, poi ri-campionarlo da soli in Photoshop, si otterrebbe un risultato simile. Ad eccezione dei dati dei file RAW completi, che possono essere utilizzati in un’ampia gamma di colori, sRAW rimuove molte informazioni. Quindi sRAW in realtà non è qualcosa di simile al file RAW originale, ma qualcosa di più simile al JPEG.

Purtroppo, né Canon né Nikon hanno fornito informazioni complete su questo formato, il che comporta congetture da parte di sviluppatori RAW di terze parti. Questo significa che solo i convertitori RAW del produttore come DPP e Capture NX sono in grado di decodificare correttamente questi file – tutti gli altri convertitori, compresi quelli di aziende come Adobe, non permettono di ottenere risultati comparabili.

sRAW non è RAW

Un file RAW / NEF non compresso contiene 14 bit di dati per pixel filtrato, quindi le informazioni sul colore e sulla luminanza vengono de-mosaicate dal software per formare i dati dei pixel RGB. Quando si apre un file RAW in Camera RAW o Lightroom, il software ricostruisce l’immagine a colori utilizzando un algoritmo di demosaicizzazione sul modello bayer. Un file sRAW è già de-mosaicato e ricostruito dal firmware della telecamera del produttore, quindi non contiene la maggior parte delle informazioni del file RAW. Anche se si suppone che Nikon sRAW contenga dati a 12 bit, Iliah Borg ha misurato solo 11 bit di dati nel suo studio approfondito. I file sRAW di Canon sono un po’ migliori a questo proposito, in quanto contengono fino a 14 bit di dati. Tuttavia, sembra che sRAW sia più di un’immagine JPEG che contiene più bit / colori. Con un vero file RAW, si ha un sacco di leva nella post-elaborazione (dal cambiare completamente il bilanciamento del bianco all’applicare correzioni gamma): al contrario sRAW ha già molti parametri dissati (proprio quelli nominati prima), quindi non c’è un sacco di dati da manipolare (anche se le regolazioni di bilanciamento del bianco sono ancora possibili). In parole semplici, non è possibile modificare un file sRAW allo stesso modo in cui è possibile modificare un file RAW vero.

sRAW vs RAW / NEF Lossy compresso

Anche se sia Nikon che Canon sostengono che il formato sRAW produce file più piccoli di RAW, la differenza in realtà non è così grande se si guardano file RAW compressi più piccoli. Ad esempio, un tipico file sRAW ha all’incirca le stesse dimensioni di un file RAW compresso NEF Lossy a 12 bit. A soli 9 MP su una D810, si otterrebbe un file delle stesse dimensioni di un file RAW completo da 36 MP che contiene molti più dati. Quindi, in questo caso, usare un sRAW significa semplicemente buttare via tutti quei megapixel per niente. Sulle Nikon D4, un file sRAW è di circa 12 MB, mentre un file Lossy Compressed NEF a 12 bit a risoluzione completa è di circa 13 MB, quindi ha senso usare solo quest’ultimo formato – non ci sono risparmi di spazio significativi.

sRAW è pesante per i processori e pesante per le batterie

Il formato sRAW produce file che sono circa due volte più piccoli di dimensioni rispetto ai file RAW a 12 bit non compressi completi. Tuttavia, nonostante la dimensione ridotta del file, la velocità del buffer è in realtà peggiore. In piena risoluzione, la fotocamera D810 può scattare 34 fotogrammi prima che il buffer si riempia, mentre usando il formato sRAW arriva solo a 18. Questo ha a che fare con il carico pesante che il file sRAW mette sul processore Nikon EXPEED. Inoltre, con Nikon sRAW che utilizza il frame buffer per la trasformazione in sRAW, anche la durata della batteria è influenzata negativamente.

Le caratteristiche di sRaw di Nikon

Riassumiamo qui di seguito le caratteristiche salienti di questo formato, nella versione Nikon:

• Non contiene dati RGB ma dati YCbCr molto simili a quelli di un JPEG
• I dati sono a 11 bit
• La curva di tono viene applicata ai dati
• Il bilanciamento del bianco nella fotocamera viene applicato ai dati
• Il numero di pixel è 4 volte inferiore rispetto ai normali file NEF
• Le informazioni sul colore sono condivise tra due pixel adiacenti (in altre parole, il croma è registrato per ogni altro pixel)
• La dimensione del file è insignificantemente più piccola della risoluzione completa a 12 bit con perdita di dati NEF compresso a 12 bit
• Rispetto a un normale NEF, i dati necessitano di un’ulteriore elaborazione (linearizzazione) durante la conversione in un TIF/JPEG, che può causare ulteriori problemi durante la conversione (vedi Studio 3) e alcuni errori di calcolo aggiuntivi.
• C’è una certa perdita di accuratezza del colore nelle ombre, che influisce negativamente sulla gamma dinamica utilizzabile se l’accuratezza del colore è importante.

In conclusione

Per riassumere quanto sopra, si può affermare che il formato sRAW è semplicemente un espediente di marketing. Non è un formato utile in alcun modo, quindi si dovrebbe evitare di usarlo e piuttosto sparare con un formato RAW più piccolo, che vi darà piena risoluzione e più dati allo stesso bit rate.

articolo aggiornato Marzo 2020