RAW-Format – das „digitale Negativ“

Daten im RAW-Format enthalten Bildinformationen vom Kamerasensor, die nur minimal bearbeitet wurden. Es existiert kein einheitliches oder standardisiertes Format, die englische Bezeichnung „raw“ bedeutet so viel wie „roh“ oder „unbearbeitet“. Der entscheidende Vorteil von RAW-Daten liegt darin, dass sie wesentlich mehr Informationen enthalten als die JPEG-Daten, die durch Kameras erzeugt werden.

RAW-Format als digitales Negativ

Bilddaten im RAW-Format werden oft als digitales Negativ bezeichnet. Wie ein Negativ in der analogen Fotografie ist es nicht für die direkte Betrachtung geeignet, besitzt aber deutlich mehr Informationen über das abgebildete Motiv und erlaubt so in der RAW-Entwicklung als „digitalen Dunkelkammer“ unterschiedliche Interpretationen des Motivs. RAW-Dateien bieten einen größeren Spielraum bei der Bildbearbeitung:

  • Größeren Dynamikumfang
  • Größerer Farbraum
  • Feiner abgestufte Helligkeitswerte

Verschiedene RAW-Formate

Es existiert kein einheitliches RAW Format, nahezu jeder Hersteller hat für seine Produkte ein eigenes Format definiert. Viele proprietären Formate basieren auf dem TIFF-Standard, fügen aber individuelle Informationen hinzu und verschlüsseln sie zum Teil,

Der Versuch von Adobe, mit DNG (Digital Negative) ein übergreifendes Format zu definieren, wurde nur von wenigen Herstellern für einige Modelle übernommen (Leica Camera und Pentax).

Übersicht RAW-Formate

Hersteller Datei-Endung
Adobe DNG
Canon CRW
CR2
Fujifilm RAF
Hasselblad 3FR
FFF
Leica Camera RAW
DNG
RWL
Mamiya MEF
MFW
IIQ
Nikon NEF
NRW
Olympus ORF
Panasonic RAW
RW2
Pentax PEF
DNG
Phase One IIQ
Ricoh DNG
Samsung SRW
DNG
Sigma X3F
Sony SRF
SR2
ARW

 

Vor- und Nachteile des RAW

Entscheidende Vorteile RAW-Format

  • Individuelle Bearbeitung nach eigenen Vorstellungen
  • Alle Informationen sind noch in der Datei enthalten, lediglich Sensor-spezifische Aspekte wie Bayer-Matrix sind herausgerechnet
  • Retten von Schatten und Lichtern

Details werden sichtbar, die im JPEG verschwunden waren
Non-Destruktive Bearbeitung

Nachteile RAW-Format

Die beschriebenen Vorteile bedingen auch einige Nachteile, die man bewusst in Kauf nehmen muss:

An erster Stelle stehe deutlich größere RAW-Dateien. Der Faktor gegenüber JPEGs liegt zwischen 2 und 6. In der Praxis heißt dies: Speichermedien in der Kamera und Backup stoßen schneller an ihre Kapazitätsgrenze.

Mehr Zeit, um die Daten zu speichern: Auf dem Rechner ist dies nicht so tragisch, wenn es etwas länger dauert, um eine Datei zu laden, speichern und zu archivieren. Bei Serienaufnahmen tößt die Speicherung auf SD-Karte schnell an ihre Grenzen: Der Puffer ist schnell gefüllt und die Speicherung auf die Speicherkarte kommt ins Stottern.

Auch der Zeitaufwand, um die Bilder zu bearbeiten, darf nicht unterschätzt werden. Auch wenn sich mit Übung, Erfahrung und guten Presets die Entwicklung beschleunigen lässt, kann doch die Bearbeitung einer Foto-Session zu einer abend- und nachtfüllenden Aufgabe werden.

Ein weiterer Nachteil: RAW-Daten lassen sich nicht direkt darstellen. Alles was auf Kamera-Display oder Monitor angezeigt wird, ist nur eine mögliche Interpretation der RAW-Datei.

Ein derzeit noch abstrakter Nachteil ist die mangelnde Standardisierung und damit die Archivsicherheit von RAW-Dateien. Derzeit unterstützen alle aktuellen RAW-Konverter auch alte RAW-Formate. In 10 oder 50 Jahren wird die Situation aber anders aussehen.

  • RAW-Konverter-Software, die dann aktuell ist, wird keine alten RAW-Formate unterstützen
  • Derzeit aktuelle Software wird in dann aktuellen Software- und Hardware-Umgebungen nicht mehr lauffähig sein.

Insofern ist jeder gut beraten, parallel zu den RAW-Daten auch JPEG-Daten zu archivieren. Oder direkt Ausdrucke in Museumsqualität zu fertigen, die auch noch in einer kommenden post-digitalen Ära zu bewundern sind

Technische Hintergründe

Wie ist eine RAW-Datei aufgebaut? Neben den Bilddaten, die durch eine erste Bearbeitung des Sensorsignals entstanden sind, enthalten alle RAW-Formate weitere Informationen:

  • Informationen über den aufnehmenden Sensor: Abmessungen, verwendete Farbmatrix
  • Metadaten über Kamera, Objektiv, Einstellungen und Aufnahme-Daten, die es einem Konverter später ermöglichen, sinnvolle Korrekturen vorzuschlagen
  • Vorschaubild („Thumbnail“)
  • optional ein eingebettetes JPEG

Die gespeicherten Bilddaten in der RAW-Datei sind keine reinen Sensor-Daten, wie es manchmal verkürzt dargestellt wird. Z.B. müssen aus den reinen Helligkeitswerten des Sensors hinter der Bayer-Matrix die RGB-Werte der einzelnen Pixel errechnet werden. Abhängig von den Daten des Sensors muss auch die Bit-Tiefe des Signals auf die des entsprechenden RAW-Formats runtergerechnet werden

Bit-Tiefe: 8, 10 oder lieber 14 bit?

Einer der Nachteile des JPEG-Formats besteht darin, dass die Bildinformationen mit lediglich 8bit je Farbkanal gespeichert werden. So sind maximal 256 (2^8) Helligkeitswerte je Primärfarbe speicherbar. Aus der Kombination ergeben sich so ca. 16,8 Mio verschiedene darstellbare Farben. Für die Darstellung von Bildern ist dies absolut ausreichend, das menschliche Auge kann hier die einzelnen Stufen nicht mehr unterscheiden.

Anders sieht es aus, wenn die Daten bearbeitet werden sollen: Wenn bestimmte Tonwertbereiche mehr Kontrast erhalten sollen, werden aus den nicht sichtbaren Abstufen hässliche Stufen. Hier ist es absolut sinnvoll, eine tiefere Bit-Tiefe zu haben, um mehr Abstufen kodieren zu können.

Jedes Bit verdoppelt die Anzahl der Grauwerte, gegenüber einem 8bit JPEG haben RAW-Daten diese Reserven:

  • 10 bit: 4x mehr Abstufungen (1.024 je Farbkanal)
  • 12 bit: 16-fache Graustufen (4.096 je Farbkanal)
  • 14 bit: 64-fache Graustufen (16.384 je Farbkanal)

Es ist natürlich erstmal gut, mehr Reserven zu haben. Allerdings muss man sich fragen, welche Abstufen man da zusätzlich kodiert. Sind das noch feinste Abstufungen im Motiv oder ist das lediglich das Sensorrauschen?

Verschiedene Fotografen haben RAW-Dateien aus Nikon DSLRs in 12 bit  und 14 bit verglichen und nach Unterschieden gesucht. In halbwegs normal belichteten Motiven haben sie schlicht und ergreifend keine Unterschiede gefunden. Erst bei drastischen Unterbelichtungen um 5 Belichtungsstufen und anschließender entsprechend drastischer Korrektur ließen sich kleinste Unterschiede in der Detailzeichnung und Farbdarstellung provozieren.

Komprimiert oder nicht komprimiert?

Verschiedene Hersteller komprimieren die RAW-Daten. Pauschal lässt sich nicht sagen, ob dies zu Qualitätsverlusten führt. In einigen Nikon-Modellen lässt sich wählen, ob die Daten komprimiert werden sollen oder nicht – in den oben schon erwähnten Praxistest waren Profi-Fotografen nicht in der Lage, Unterschiede zu erkennen – sofern keine extremen Korrekturen an den Daten vorgenommen werden.

Sony dagegen hat einige Zeit die RAW-Daten in der Sony A7R verlustbehaftet komprimiert. Zum einen wurden die 14-bit Daten des Prozessors auf 11-bit komprimiert. Dies muss per se noch nicht zu Problemen führen, Sonys die Algorithmen haben problematische Bereiche der Tonwertkurve – speziell in den Schatten – nicht berücksichtigt, so dass hier Dynamikumfang verloren ging. Schwerer wog, dass Helligkeitsunterschiede nur mit 7 bit kodiert wurden, so dass große Helligkeitsunterschiede an Kanten zu hässlichen Kompressionsartefakten führte. Mit einem Firmware-Update im November 2015 wurde das Problem für alle aktuellen Sony A7x Modelle behoben.

Komprimierte RAW-Dateien sind also kein Problem, sofern die Kompressions-Algorithmen in der Lage sind, alle bildwichtigen Informationen zu erhalten und weder Artefakte erzeugen noch Dynamikumfang kosten.