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RAWとJPEGは何が違うのか

• RAWと露出
• RAW vs JPEG
• 別名: RAW現像
• 別名: 生データ
• 別名: ロー

JPEG が情報を捨てるのは規格そのものにそう定義されているからで、ここは議論の余地がありません。一方「RAW は劣化しない生データ」という説明のほうは、メーカー自身の取扱説明書と突き合わせると、そのままでは成り立たない場面があります。

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この操作が画像に何をするか

JPEG は DCT（離散コサイン変換）で圧縮する時点で、復号しても元に戻らない形に情報を落とします。これは実装の都合ではなく規格の定義です。RAW はセンサーが読み出した値を、現像パラメータを適用しない状態で保持します。ただし RAW も単一の形式ではなく、機種によっては不可逆圧縮がかかります。またその数値はそれ自体では色ではなく、CFA配列・ブラックレベル・ホワイトバランスといったメタデータと処理を通して初めて画像になります。

効く場面

• 撮影後にホワイトバランスや露出を大きく動かす可能性があるとき
• 白飛び・黒つぶれのぎりぎりを狙って撮るとき（復元の余地が要る）
• 同じ素材を、あとから別の意図で現像し直す可能性があるとき

つまずきやすい点

• 「RAW なら無劣化」と思い込んで、不可逆圧縮の記録設定のまま撮ってしまう
• RAW で撮ったこと自体を画質の担保だと考えて、露出を詰めずに撮る
• RAW ファイルさえあれば撮影時の設定は完全に無関係だと考える（センサーが飽和した情報は戻らない）
• 「RAW」という共通形式があると考えて、ソフト側の対応状況を確認せずに新機種を導入する

どこまで裏が取れているか

この項目についてよく言われることを、出典に当たって確かめた結果です。出典が見つからなかったものは、見つからなかったと書いています。

• 原典で確認できる JPEG のうち DCT にもとづく符号化方式は、規格そのものが「非可逆（lossy）」と定義している 一次資料（規格本文）。規格上の「非可逆」の定義は「復号結果が符号化前の入力と一致しないこと」。ただし T.81 は可逆モードも規定しており「JPEG は必ず非可逆」ではない（カメラが出力する JPEG は DCT ベースのベースライン／拡張プロセスで、そちらは非可逆）。1回の符号化でどれだけ情報が失われるかは規格に書かれておらず、量子化テーブル＝画質設定に依存する。 出典: CCITT Rec. T.81 (1992 E) = ISO/IEC 10918-1:1993, §4.2 Lossy and lossless compression
• 二次資料でしか確認できていない NEF（ニコンの RAW）ではホワイトバランス・色相・トーン・シャープネスが画像データに適用されず、設定値は「指示セット」として保持される ニコンの啓発記事であり、規格でもフォーマット仕様書でもないため secondary_only。これはニコンが自社の NEF について述べたもので、キヤノン CR3・ソニー ARW など他社の RAW が同じ扱いをしている保証はない。NEF の内部仕様書は公開されておらず、外部からは LibRaw / dcraw などのリバースエンジニアリング実装を通してしか確認できない。またこの記述は4項目を挙げるだけで、長秒時ノイズ低減・欠陥画素補正・レンズ補正などが RAW に適用されるかには触れていない。 出典: Nikon USA, Learn & Explore「Nikon Electronic Format (NEF)」
• 原典・実測で否定されている 「RAW は常に無圧縮・無劣化の生データである」という説明は、メーカー純正の記録設定と矛盾する（不可逆圧縮の RAW が純正の選択肢として存在する） 一次資料（メーカーの取扱説明書）。同じ画面に「Lossless compressed（可逆）」「Compressed（non-reversible algorithm と明記）」「Uncompressed」が並ぶ。ただし否定できるのは「つねに無劣化」という全称の主張だけで、「無圧縮／可逆圧縮を選べば無劣化」という限定つきの主張は否定されない。ニコンは画質への影響を「ほとんどない」としているが、その程度を示す測定値はマニュアルに無い。またこれはニコンが自社の D850 について述べたものであり、全メーカー・全機種に不可逆圧縮 RAW があるという意味ではない。 出典: ニコン D850 オンラインマニュアル「NEF (RAW) Recording」
• 二次資料でしか確認できていない 「RAW」は単一のファイル形式ではなく、メーカー・機種ごとに構造も圧縮方式も異なる LibRaw プロジェクト自身の紹介文であり、規格でも一次仕様書でもないため secondary_only。「RAW ファイルとメタデータの形式、圧縮アルゴリズムの多様性」を存在理由として挙げているだけで、何形式あるかは示していない。ただし LibRaw はオープンソースで対応カメラ一覧とデコーダのソースが公開されており、記述の裏は第三者が取れる。逆に、各メーカーが公開した RAW 形式の仕様書は本調査では見つからなかった（Adobe DNG を除く。DNG 仕様書自体は未取得）。 出典: LibRaw（RAW デコーダライブラリ）公式サイト
• 二次資料でしか確認できていない RAW の画素値はそれ自体では「色」ではなく、色として解釈するには外部のメタデータと処理が要る darktable（GPL）の公式マニュアルが、パイプライン初期の段階について「技術的には、この時点ではまだ色は存在せず、任意の3次元信号があるだけ」と述べている。secondary_only としたのは、その裏づけになるパイプラインの処理順を本調査ではソースコードまで確認していないため（実装ファイル src/iop/highlights.c の存在は確認したが、処理順の定義箇所は追っていない）。オープンソースなので原理的には検証可能だが、していない以上「darktable がそう説明している」以上のことは言えない。また他の現像ソフトが同じ順序である保証もない。 出典: darktable 4.6 user manual「highlight reconstruction」

他の項目の主張とあわせて確かめたい場合は根拠の強さで見るもご覧ください。

関連する現像の項目

• デモザイク（ベイヤー配列） — センサーの各画素が測れるのは赤・緑・青のうち1色だけで、残りは周囲から推定して埋められています。この推定処理をデモザイクと呼びます。配列の設計は1976年の特許まで遡れますが、どう埋めるかのアルゴリズムは今も一つに定まっていません。
• ビット深度と階調 — 「14bit だから階調が滑らか」という説明は非常によく見かけますが、実測にもとづく検証はこれを支持していません。理由はノイズで、センサーのノイズが量子化のステップより大きいと、段差はノイズにかき消されて見えなくなります。ビット深度は単独では評価できず、S/N 比とセットでしか意味を持ちません。
• ヒストグラムの読み方 — ヒストグラムは「撮れた光の量」そのものではなく、何らかの処理を経た画像の統計です。カメラの表示は目安だとメーカー自身が明記しており、現像ソフトの表示も「現像後の画像」の統計だと明示されています。一方「山が中央に来るのが正解」という基準には、規格にもメーカー資料にも裏づけが見つかりませんでした。
• 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。