構図と現像を図で理解する写真の教科書

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ハイライト・シャドウの復元

「RAW なら白飛びも戻せる」が成り立つのは、赤・緑・青の3チャンネルが同時には飽和しないという条件のもとでだけです。3つとも飽和した領域については、オープンソースの実装自身が「復元ではなく、もっともらしく見せかける処理」だと明言しています。何段まで戻せるかを定めた規格や実装は存在しません。

図で見る

3チャンネルは同時には飽和しない折れ線の図。横軸が画面上の位置（明るい部分を横切る）、縦軸が記録された値（1＝飽和）で、いずれも0%から100%。縦軸は上に行くほど値が大きい。 記録された値（1＝飽和）が100%の高さに、基準線を水平の点線で引いてある。 赤（飽和している）は、画面上の位置（明るい部分を横切る）0%で記録された値（1＝飽和）15%、画面上の位置（明るい部分を横切る）10%で記録された値（1＝飽和）30%、画面上の位置（明るい部分を横切る）20%で記録された値（1＝飽和）55%、画面上の位置（明るい部分を横切る）30%で記録された値（1＝飽和）85%、画面上の位置（明るい部分を横切る）40%で記録された値（1＝飽和）100%、画面上の位置（明るい部分を横切る）50%で記録された値（1＝飽和）100%、画面上の位置（明るい部分を横切る）60%で記録された値（1＝飽和）100%、画面上の位置（明るい部分を横切る）70%で記録された値（1＝飽和）90%、画面上の位置（明るい部分を横切る）80%で記録された値（1＝飽和）60%、画面上の位置（明るい部分を横切る）90%で記録された値（1＝飽和）30%、画面上の位置（明るい部分を横切る）100%で記録された値（1＝飽和）15%の11点を通る。 緑（飽和していない）（比較用の細い線）は、画面上の位置（明るい部分を横切る）0%で記録された値（1＝飽和）10%、画面上の位置（明るい部分を横切る）10%で記録された値（1＝飽和）20%、画面上の位置（明るい部分を横切る）20%で記録された値（1＝飽和）38%、画面上の位置（明るい部分を横切る）30%で記録された値（1＝飽和）58%、画面上の位置（明るい部分を横切る）40%で記録された値（1＝飽和）70%、画面上の位置（明るい部分を横切る）50%で記録された値（1＝飽和）74%、画面上の位置（明るい部分を横切る）60%で記録された値（1＝飽和）70%、画面上の位置（明るい部分を横切る）70%で記録された値（1＝飽和）58%、画面上の位置（明るい部分を横切る）80%で記録された値（1＝飽和）40%、画面上の位置（明るい部分を横切る）90%で記録された値（1＝飽和）20%、画面上の位置（明るい部分を横切る）100%で記録された値（1＝飽和）10%の11点を通る。 青（飽和していない）（比較用の細い線）は、画面上の位置（明るい部分を横切る）0%で記録された値（1＝飽和）6%、画面上の位置（明るい部分を横切る）10%で記録された値（1＝飽和）12%、画面上の位置（明るい部分を横切る）20%で記録された値（1＝飽和）24%、画面上の位置（明るい部分を横切る）30%で記録された値（1＝飽和）38%、画面上の位置（明るい部分を横切る）40%で記録された値（1＝飽和）47%、画面上の位置（明るい部分を横切る）50%で記録された値（1＝飽和）50%、画面上の位置（明るい部分を横切る）60%で記録された値（1＝飽和）47%、画面上の位置（明るい部分を横切る）70%で記録された値（1＝飽和）38%、画面上の位置（明るい部分を横切る）80%で記録された値（1＝飽和）26%、画面上の位置（明るい部分を横切る）90%で記録された値（1＝飽和）13%、画面上の位置（明るい部分を横切る）100%で記録された値（1＝飽和）6%の11点を通る。 模式図であり実測波形ではない。示しているのは復元が依拠する前提だけ——赤が飽和していても緑と青が生きていれば、そこから赤の値を推定できる。どのチャンネルが先に飽和するかは被写体の色とホワイトバランスのゲインで変わるので、赤が先とは限らない。3本とも上端に達した領域には、この理屈は使えない。0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%画面上の位置（明るい部分を横切る）記録された値（1＝飽和）基準線赤（飽和している）緑（飽和していない）青（飽和していない）
3チャンネルは同時には飽和しない模式図であり実測波形ではない。示しているのは復元が依拠する前提だけ——赤が飽和していても緑と青が生きていれば、そこから赤の値を推定できる。どのチャンネルが先に飽和するかは被写体の色とホワイトバランスのゲインで変わるので、赤が先とは限らない。3本とも上端に達した領域には、この理屈は使えない。
飽和した画素は右端の1本に集まるヒストグラムの図。横軸は左端が黒（明るさ0%）、右端が白（明るさ100%）で、各明るさにどれだけ画素があるかを棒の高さで示す。 飽和を含む分布（輝度）は36本の棒。最も高い棒は明るさ100%の位置で高さ100%。左端（黒）の高さは2%、右端（白）の高さは100%。 右端の棒は警告色で強調してあり、白飛び（明部の情報が失われている）を示す。 模式図であり実測した画像の分布ではない。右端に積み上がった画素について分かるのは「記録できる最大値以上だった」ということだけで、元がどれだけ明るかったかの区別は失われている。この山の高さから元の明るさを逆算することはできない。黒白明るさ（36段階）白飛び飽和を含む分布
飽和した画素は右端の1本に集まる模式図であり実測した画像の分布ではない。右端に積み上がった画素について分かるのは「記録できる最大値以上だった」ということだけで、元がどれだけ明るかったかの区別は失われている。この山の高さから元の明るさを逆算することはできない。

この操作が画像に何をするか

ハイライト復元は、飽和したチャンネルの値を、飽和していない他のチャンネルや周囲の画素から推定して埋める処理です。3チャンネルすべてが飽和した領域では推定の手がかりが無くなるため、周囲の勾配などから「ありそうな値」を作ることになります。シャドウ側の持ち上げは逆に、記録されてはいるがノイズに埋もれている信号を引き上げる操作で、限界を決めるのはビット深度ではなく読み出しノイズです。

効く場面

つまずきやすい点

どこまで裏が取れているか

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