فرمت‌های تصویر (RAW، JPEG، HEIF) و فشرده‌سازی

با فرمت‌های مختلف فایل – RAW، C-RAW، HEIF و JPEG – و انواع مختلف فشرده‌سازی تصویر آشنا شوید.

اکثر دوربین‌های دیجیتال به شما امکان می‌دهند بین فرمت‌های تصویری (که انواع فایل نیز نامیده می‌شوند) مختلف برای ذخیره عکس‌های خود یکی را انتخاب کنید: RAW، JPEG و اکنون HEIF (که با دوربین EOS-1D X Mark III در سال 2020 معرفی شد). تفاوت این فرمت‌ها در چیست و کدام یک را باید انتخاب کنید؟

فایل‌های RAW

فایل RAW همان چیزی است که از نامش پیداست: داده‌های خام و پردازش‌نشده. این فایل شامل داده‌های تصویر دقیقاً به همان شکلی است که توسط سنسور دوربین شما ثبت شده است. هرگونه تنظیمات تعادل رنگ سفید (White Balance)، سبک عکس (Picture Style) یا سایر تنظیماتی که ممکن است اعمال کرده باشید، فقط به فایل تصویر پیوست می‌شوند. این بدان معناست که بعداً می‌توان با استفاده از نرم‌افزارهای پردازش RAW مانند Digital Photo Professional (DPP) شرکت کانن یا Adobe® Photoshop® (با پلاگین به‌روز Adobe Camera Raw) و موارد دیگر، آن‌ها را تغییر داد.
از فایل RAW اغلب به عنوان "نگاتیو دیجیتال" یاد می‌شود، زیرا داده‌ها را می‌توان به روش‌های مختلف پردازش و چاپ کرد تا نتایج گوناگونی به دست آید، درست مانند نگاتیو دوربین فیلم‌عکاسی. همچنین مانند نگاتیو فیلم، فایل RAW هرگز تغییر نمی‌کند. هنگامی که یک فایل RAW را در یک نرم‌افزار باز می‌کنید، آن را پردازش و ویرایش می‌کنید و سپس ذخیره می‌نمایید، این کار یک فایل جدید بر روی رایانه شما ایجاد می‌کند (معمولاً از نوع JPEG یا TIFF که خود انتخاب می‌کنید). فایل RAW اصلی بدون تغییر باقی می‌ماند و می‌توان در هر زمان دوباره آن را باز کرد و روی آن کار کرد تا نتیجه‌ای کاملاً متفاوت به دست آید.
حروف RAW مخفف چیزی نیستند - این فقط یک قرارداد است که RAW معمولاً با حروف بزرگ نوشته می‌شود - و نام فایل‌های RAW دوربین‌های کانن به پسوند .RAW ختم نمی‌شود. در عوض، تا قبل از معرفی پردازنده DIGIC 8 با دوربین EOS M50، دوربین‌های کانن فایل‌های RAW را با فرمت .CR2 ذخیره می‌کردند. برخی دوربین‌ها همچنین گزینه فایل‌های "متوسط" (M-RAW) و "کوچک" (S-RAW) با وضوح پایین‌تر را نیز ارائه می‌دادند. این دو نوع فایل بیشتر مزایای یک فایل RAW را دارند، اما به دلیل وضوح کمتر، فضای ذخیره‌سازی کمتری اشغال می‌کنند.
پردازنده DIGIC 8 فرمت فایل .CR3 را با گزینه C-RAW ممکن ساخت که همان وضوح تصویر را ثبت می‌کند اما فایل‌هایی با اندازه ۳۵ تا ۵۵ درصد کوچک‌تر تولید می‌کند و در فضای ذخیره‌سازی کارت حافظه صرفه‌جویی می‌نماید. (با این حال، برای انجام این کار، C-RAW از فشرده‌سازی با اتلاف استفاده می‌کند - یعنی بخشی از اطلاعات تصویر را دور می‌ریزد. در ادامه بیشتر درباره این موضوع توضیح داده خواهد شد.)
فایل‌های RAW مدل‌های مختلف دوربین دقیقاً یکسان نیستند، حتی اگر فرمت فایل یکسانی (CR2 یا CR3) داشته باشند. به همین دلیل، نرم‌افزارهای پردازش RAW مانند DPP به طور مرتب به‌روزرسانی می‌شوند تا از مدل‌های جدید دوربین پشتیبانی کنند. بنابراین، اگر دوربین جدیدی دارید، حتماً به‌روزرسانی‌های DPP را بررسی کرده و آخرین نسخه را دانلود کنید.
تعدادی از دوربین‌های EOS به شما امکان پردازش تصاویر RAW را در داخل خود دوربین می‌دهند، که اگر فایل‌های JPEG را برای اشتراک‌گذاری می‌خواهید و ترجیح می‌دهید خودتان تنظیماتی مانند تعادل رنگ سفید، روشنایی و کاهش نویز را سفارشی کنید تا اینکه صرفاً از تنظیمات پیش‌فرض JPEG دوربین استفاده کنید، عالی است. با این حال، پردازش فایل‌های RAW بر روی رایانه به جای دوربین، مزایای صفحه نمایش بزرگتر و قدرت پردازش بیشتر را به شما می‌دهد.

مزایای RAW

  • حداکثر انعطاف‌پذیری در ویرایش
  • طیف وسیعی از تنظیمات قابل تغییر پس از ثبت تصویر
  • فایل ۱۴ بیتی – ثبت وسیع‌ترین طیف رنگ‌ها و تن‌ها

معایب RAW

  • حجم فایل بزرگتر
  • نیاز به پردازش (معمولاً بر روی رایانه)

فایل‌های JPEG

JPEG مخفف عبارت Joint Photographic Experts Group، نهادی است که در ابتدا استاندارد JPEG را تعریف کرد. تمام فایل‌های JPEG، صرف‌نظر از اندازه و کیفیت، دارای یک استاندارد جهانی یکسان هستند.
اگر دوربین خود را برای ذخیره عکس‌ها به صورت JPEG تنظیم کنید، دوربین اطلاعات تصویری را که ثبت کرده پردازش کرده و یک فایل فشرده ذخیره می‌کند. این فایل می‌تواند در اندازه‌های مختلف تصویر (Large، Medium یا Small) و تنظیمات کیفیت (سطوح فشرده‌سازی) متفاوت ذخیره شود تا حجم فایل‌های گوناگونی به دست آید – انتخاب گزینه Large و Fine Quality بهترین کیفیت JPEG را تولید می‌کند، در حالی که استفاده از Small و Normal کوچک‌ترین فایل‌ها را ایجاد می‌کند، بنابراین می‌توانید تعداد بیشتری عکس روی کارت حافظه خود جا دهید. با این حال، حتی اگر بالاترین کیفیت JPEG را انتخاب کنید، دوربین در واقع بیشتر داده‌هایی را که در ابتدا ثبت کرده دور می‌ریزد.
هنگام پردازش تصویر، دوربین همچنین پارامترهای دوربین، سبک عکس (Picture Style) و سایر تنظیمات را اعمال می‌کند. پس از ذخیره شدن فایل JPEG، این تنظیمات قابل تغییر نیستند – آن‌ها "درون‌پخت" (baked in) می‌شوند. البته می‌توانید یک فایل JPEG را در نرم‌افزار ویرایش تصویر خود باز کرده و رنگ، نوردهی و غیره را تنظیم کنید، اما فایل‌های JPEG، فایل‌های ۸ بیتی هستند – یعنی اطلاعات کمتری نسبت به فایل‌های ۱۰ بیتی، ۱۲ بیتی یا ۱۴ بیتی که دوربین‌های دیجیتال EOS ارائه می‌دهند، در آن‌ها وجود دارد – که به معنای فضای ویرایش کمتر برای شماست. در ادامه بیشتر درباره این موضوع توضیح داده خواهد شد.
اگر در حال انجام ویرایش‌های نسبتاً جزئی و چاپ در اندازه‌های تا A4 هستید، ممکن است این مشکل ساز نباشد، اما اگر می‌خواهید تغییرات بزرگ‌تری ایجاد کنید یا چاپ‌های بزرگ‌تری داشته باشید، می‌تواند قابل توجه باشد. همچنین، یک فایل JPEG هر بار که ویرایش و ذخیره می‌شود، دوباره فشرده می‌گردد، به این معنی که ممکن است هر بار مقداری از داده‌های خود را از دست بدهد.

مزایای JPEG

  • حجم فایل کوچک‌تر – تعداد بیشتری تصویر می‌توان روی کارت حافظه ذخیره کرد
  • فرمت جهانی – برای خواندن آن‌ها به نرم‌افزار خاصی نیاز نیست
  • تصاویر به راحتی قابل مشاهده، اشتراک‌گذاری و چاپ هستند

معایب JPEG

  • ۸ بیت – کاهش عمق رنگ و وضوح
  • کاهش انعطاف‌پذیری در پردازش‌های بعدی
  • تنظیمات کیفیت پایین‌تر می‌تواند منجر به کاهش کیفیت تصویر، مصنوعات بصری (artifacts) و غیره شود

فایل‌های HEIF

HEIF مخفف عبارت High Efficiency Image File Format (فرمت فایل تصویری با کارایی بالا) است. این فرمتی است که با دوربین EOS-1D X Mark III در سال 2020 معرفی شد و همچنین در دوربین‌های EOS R5 و EOS R6 که در همان سال عرضه شدند، در دسترس است. از این فرمت می‌توان برای ذخیره داده‌های چندین نوع رسانه مختلف، از جمله تصاویر، استفاده کرد. مانند JPEG، اثرات تنظیمات دوربین مانند تعادل رنگ سفید و سبک عکس در آن "درون‌پخت" می‌شوند، اما فایل‌های HEIF کانن ۱۰ بیتی هستند، به این معنی که چهار برابر اطلاعات رنگی و تُنالی نسبت به JPEG که ۸ بیتی است، دارند. این موضوع علاوه بر اینکه فضای ویرایش بیشتری به شما می‌دهد، تصاویر HEIF را به گزینه‌ای مناسب برای تصاویر با وضوح بالا که می‌خواهید روی مانیتورهای دارای استاندارد HDR، مانند نمایشگرهای مرجع ۴K، مشاهده کنید، تبدیل می‌کند. (در ادامه بیشتر درباره عمق بیت توضیح داده خواهد شد.)
با وجود داشتن چهار برابر داده‌های رنگی، فایل‌های HEIF معمولاً تقریباً به اندازه JPEG هستند، زیرا فشرده‌سازی HEIF ۵۰٪ مؤثرتر از JPEG است (از این رو بخش "کارایی بالا" در نام آن‌ها). الگوریتم‌های فشرده‌سازی نیز مدرن‌تر از الگوریتم‌های استفاده شده در JPEG هستند، که باید از ایجاد مصنوعات بصری و نوارهای رنگی (banding) رایج در JPEGهای با فشرده‌سازی بالا جلوگیری کند.

مزایای HEIF

  • ۱۰ بیت – اطلاعات تُنالی و رنگی بیشتر از JPEG
  • انعطاف‌پذیری بیشتر در پردازش و ویرایش بعدی
  • حجم فایل کوچک با وجود داشتن اطلاعات بسیار بیشتر از JPEG، و تخریب کمتر تصویر

معایب HEIF

  • عدم وجود تفاوت محسوس با JPEG با کیفیت خوب در اکثر مانیتورها
  • پشتیبانی چاپگرها هنوز جهانی نیست – به عنوان مثال، کیوسک‌های چاپ عکس

عمق بیت (Bit Depth)

عمق بیت به معنای واقعی معیاری است از اینکه چه تعداد بیت (صفر و یک) برای ذخیره داده‌ها در یک فایل دیجیتال اختصاص داده شده است. بنابراین یک فایل ۸ بیتی می‌تواند حداکثر ۲۵۶ (۲ به توان ۸) سطح اطلاعات برای هر کانال رنگی (قرمز، سبز و آبی) داشته باشد. این بدان معناست که هر پیکسل در یک JPEG ۸ بیتی می‌تواند هر یک از حداکثر ۱۶.۸ میلیون رنگ (۲۵۶×۲۵۶×۲۵۶) را داشته باشد.
فایل‌های HEIF، فایل‌های ۱۰ بیتی هستند، به این معنی که می‌توانند تا ۱,۰۲۴ سایه رنگ در هر کانال رنگی داشته باشند که به طور بالقوه ۱.۰۷ میلیارد رنگ را ارائه می‌دهد.
فایل‌های RAW، فایل‌های ۱۴ بیتی هستند که به طور بالقوه تا ۱۶,۳۸۵ تن رنگ در هر کانال یا تا ۴ تریلیون رنگ را فراهم می‌کنند.
بدیهی است که عمق بیت بالاتر به دلیل تعداد رنگ‌های ممکن بیشتر، بهتر است، به این معنی که فایل می‌تواند تغییرات ریزتر در تن، انتقال‌های ظریف‌تر در رنگ و گرادیان‌های نرم‌تر را ثبت کند، اما اغلب تشخیص تفاوت، به ویژه هنگام مشاهده تصاویر بر روی یک مانیتور معمولی، ممکن نیست. مزیت واقعی زمانی نمایان می‌شود که فایل‌هایی با گرادیان‌های ظریف را ویرایش می‌کنید. فایل‌های با عمق بیت بیشتر می‌توانند تنظیمات بیشتری را بدون ایجاد تغییرات رنگی ناخواسته یا نوارهای رنگی (banding) تحمل کنند.

فشرده‌سازی (Compression) – فشرده‌سازی کنیم یا نه؟

با فرض یکسان بودن سایر شرایط، فایل‌های با عمق بیت بالاتر از فایل‌های با عمق بیت پایین‌تر بزرگ‌تر هستند و به فضای ذخیره‌سازی بیشتری نیاز دارند. با این حال، این موضوع در مورد فایل‌های HEIF صادق نیست، زیرا معمولاً با وجود اینکه فایل‌های ۱۰ بیتی هستند و JPEGها ۸ بیتی، اندازه بزرگ‌تری از JPEGها ندارند. این به دلیل تفاوت‌ها در فشرده‌سازی تصویر است.
پرکاربردترین نوع فشرده‌سازی تصویر، JPEG است. به زبان ساده، الگوریتم فشرده‌سازی به دنبال مناطقی در تصویر می‌گردد که در آن‌ها پیکسل‌ها دارای رنگ و روشنایی مشابهی هستند. داده‌های کامل را برای اولین پیکسل ثبت کرده و سپس معادل دیجیتالی "همان" را برای پیکسل‌های مجاور منطبق می‌نویسد. این کار فضای کمتری نسبت به ثبت جزئیات کامل برای هر پیکسل اشغال می‌کند. هنگامی که فایل تصویر برای مشاهده باز می‌شود، الگوریتم از داده‌های اولین پیکسل برای بازسازی پیکسل‌های اضافی استفاده می‌کند.
درجات مختلفی از فشرده‌سازی JPEG امکان‌پذیر است. در حداکثر سطوح فشرده‌سازی، حجم فایل می‌تواند به اندازه ۱/۱۰۰ (یک صدم) حجم فایل اصلی باشد. با این حال، با افزایش سطح فشرده‌سازی، الگوریتم شروع به دسته‌بندی پیکسل‌هایی می‌کند که از نظر رنگ و روشنایی کمتر به هم نزدیک هستند. هنگامی که فایل دوباره باز می‌شود، پیکسل‌های بازسازی شده به مقادیر روشنایی و رنگ اصلی خود کمتر نزدیک هستند. این منجر به از دست دادن جزئیات و دامنه تُنالی، ایجاد نوارهای رنگی (banding) در نواحی که باید دارای گرادیان‌های نرم تن‌ها یا رنگ‌ها باشند، و ایجاد مصنوعات بصری فشرده‌سازی (artifacts) (لکه‌لکه یا تکه‌تکه شدن) می‌شود.
درک این نکته مهم است که هنگامی که یک فایل با استفاده از این نوع فشرده‌سازی فشرده می‌شود، بخشی از داده‌های تصویر از بین رفته و قابل بازیابی نیست. همانند تنظیمات رزولوشن، هرگز نباید از سطح فشرده‌سازی استفاده کنید که فایل را به زیر کیفیت مورد نیاز شما در تصویر نهایی برساند.
همچنین، هر بار که یک فایل تغییر یافته فشرده می‌شود، داده‌ها از دست می‌روند. اگر یک فایل JPEG را باز کنید، تغییراتی ایجاد کرده و سپس دوباره آن را به صورت JPEG ذخیره کنید، داده‌های اضافی ناپدید خواهند شد.
فایل‌های HEIF از شکل مدرن‌تر و پیچیده‌تری از فشرده�سازی نسبت به JPEG استفاده می‌کنند که منجر به تخریب کمتر تصویر از این نوع می‌شود.

فشرده‌سازی بدون اتلاف (Lossless) و با اتلاف (Lossy)

الگوریتم‌های فشرده‌سازی فایل که بخشی از داده‌های تصویر اصلی را دور می‌ریزند، "با اتلاف" (lossy) نامیده می‌شوند. با این حال، فشرده‌سازی "بدون اتلاف" (lossless) نیز موجود است. این نوع فشرده‌سازی از الگوریتم‌های ریاضی برای رمزگذاری اطلاعات تصویر و فشرده‌سازی تمام داده‌ها در فضای کمتر استفاده می‌کند. این فرآیند کاملاً برگشت‌پذیر است، به طوری که وقتی فایل باز می‌شود، تمام داده‌ها هنوز وجود دارند. این بدان معناست که هیچ کاهشی در کیفیت تصویر رخ نمی‌دهد.
فشرده‌سازی بدون اتلاف توسط دوربین‌های دیجیتال کانن زمانی استفاده می‌شود که تصویر با بالاترین وضوح به عنوان یک فایل RAW ذخیره می‌شود، به جز زمانی که گزینه C-RAW انتخاب شده باشد.
فشرده‌سازی بدون اتلاف نمی‌تواند به کاهش حجم فایلی که توسط روش‌های فشرده‌سازی با اتلاف مانند فشرده‌سازی JPEG یا HEIF ارائه می‌شود، دست یابد، اما فایل‌های با فرمت استاندارد RAW کانن اغلب می‌توانند با یک چهارم اندازه یک فایل فشرده‌نشده ذخیره شوند (اندازه واقعی فایل تحت تأثیر سوژه و تنظیمات ISO قرار می‌گیرد). اگر گزینه C-RAW را انتخاب کنید، مقداری فشرده‌سازی با اتلاف اعمال می‌شود به طوری که فایل‌های C-RAW کوچک‌تر از فایل‌های استاندارد CR3 هستند.

اندازه فایل‌ها (File Sizes)

در حالی که استفاده از بالاترین تنظیمات وضوح با کمترین تنظیمات فشرده‌سازی، بالاترین کیفیت تصاویر را تولید می‌کند، آن‌ها همچنین بزرگ‌ترین فایل‌ها هستند که نه تنها فضای ذخیره‌سازی را پر می‌کنند، بلکه ذخیره‌سازی آن‌ها نیز زمان بیشتری می‌برد، زیرا داده‌ها می‌توانند با سرعت مشخصی با توجه به نوع رسانه، بر روی رسانه ذخیره‌سازی ذخیره شوند. گاهی اوقات ممکن است مهم‌تر باشد که فایل‌های بیشتری روی کارت حافظه خود جا دهید یا هنگام عکاسی پیاپی، دوربین بتواند عکس‌ها را سریع‌تر ذخیره کند. به همین دلیل، دوربین‌های کانن تعداد زیادی گزینه اندازه تصویر و فشرده‌سازی را ارائه می‌دهند.
جدول زیر تأثیر تنظیمات مختلف موجود در دوربین EOS R5 را نشان می‌دهد. (متن جدول در منبع اصلی موجود است اما در این متن ترجمه به دلیل نبود جدول اصلی، صرفاً به وجود آن اشاره می‌شود.)

کدام یک بهترین است؟

پاسخ ساده‌ای برای این سوال وجود ندارد. این به عوامل متعددی بستگی دارد، و آنچه در یک زمان نیاز دارید ممکن است در شرایط دیگر مناسب نباشد. اما در اینجا چند نکته برای کمک به تصمیم‌گیری شما آورده شده است.
اگر می‌خواهید حداکثر کیفیت تصویر را داشته باشید، با حداکثر وضوح و با فشرده‌سازی کم JPEG/HEIF (کیفیت عالی، فایل‌های بزرگ) یا ترجیحاً در فرمت RAW عکاسی کنید. با این حال، این نه تنها فضای بیشتری از کارت حافظه را اشغال می‌کند، بلکه تعداد عکس‌هایی را که می‌توانید در یک پشت‌سر هم (burst) قبل از پر شدن بافر دوربین خود بگیرید کاهش می‌دهد، و زمان انتقال تصاویر را بعداً افزایش می‌دهد. این موضوع همیشه مهم نیست، اما اگر می‌خواهید از رویدادهای ورزشی سکانس‌های سریع بگیرید یا تصاویر را به سرعت با دیگران به اشتراک بگذارید، حائز اهمیت است.
همچنین، اگر قصد دارید پردازش‌های زیادی پس از ثبت تصویر انجام دهید یا نیاز به تولید چاپ‌های بسیار بزرگ (در اندازه پوستر یا حتی بزرگ‌تر) دارید، معمولاً بهتر است با بالاترین کیفیت فایل‌های RAW و کمترین فشرده‌سازی عکاسی کنید تا بیشترین داده تصویر را برای کار در اختیار داشته باشید.
از سوی دیگر، اگر به دسترسی سریع به تصاویر خود نیاز دارید، عکاسی با فایل‌های JPEG فشرده به شما امکان می‌دهد فایل‌ها را مستقیماً از کارت حافظه بخوانید. تصور نکنید که JPEG به معنای کیفیت پایین تصویر است. مگر اینکه پایین‌ترین کیفیت را انتخاب کنید، در واقع به دوربین اجازه می‌دهید که پردازش را برای شما انجام دهد، و یک تبدیل RAW از پیش تنظیم شده را با استفاده از تنظیمات استاندارد بهینه‌سازی شده انجام دهد. نتایج برای مشاهده روی صفحه یا چاپ‌های تا اندازه A4 یا حدود آن مناسب خواهد بود.
اگر فایل‌های JPEG را برای اشتراک‌گذاری سریع می‌خواهید اما همچنین گزینه ویرایش بعدی عکس‌های خود را با حداکثر انعطاف‌پذیری می‌خواهید، و سرعت و فضای کارت حافظه برایتان مسئله‌ای نیست، گزینه RAW+JPEG را نادیده نگیرید، که هر تصویر را به طور همزمان در هر دو فرمت ذخیره می‌کند.
اگر دوربین شما گزینه HEIF را ارائه می‌دهد، آن را امتحان کنید. این فرمت نوید بهترین‌های هر دو جهان را می‌دهد و اکنون در اکثر نرم‌افزارهای ویرایش پشتیبانی می‌شود.
بهترین راه برای یافتن آنچه برای شما کار می‌کند این است که از یک سوژه یکسان در فرمت‌های فایل مختلف، با ترکیبات مختلف وضوح و فشرده‌سازی عکس بگیرید و تصاویر را روی صفحه رایانه مشاهده کنید. همچنین باید از کوچک‌ترین و بزرگ‌ترین فایل‌ها چاپ بگیرید و ببینید چه تفاوت‌هایی، اگر وجود داشته باشد، می‌توانید تشخیص دهید. ممکن است با کمال تعجب متوجه شوید که کاهش وضوح تأثیر کمتری از آنچه تصور می‌کنید دارد.

  • 1-5. اندازه فایل، تعداد عکس‌های ممکن، و حداکثر پشت‌سر هم (burst) بسته به شرایط عکاسی (شامل کراپ ۱.۶ برابر/نسبت ابعاد، سوژه، برند کارت حافظه، حساسیت ISO، سبک عکس) متفاوت است.