RAW (format d'image)

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Fonctionnement de la matrice de Bayer

RAW est un format de fichier pour les images numériques. Ce n'est pas un format standard, mais plutôt la désignation d'un certain type de fichier créé par des dispositifs tels que les appareils photo numériques ou les scanners et caractérisé par le fait de n'avoir subi que peu de traitement informatique.

Étymologie et caractéristiques des fichiers

Ce terme provient de l'anglais raw qui signifie brut. Le fichier contient toutes les données enregistrées par le capteur et est souvent assimilé à un négatif. Ces données sont inutilisables directement.

Dans la plupart des appareils photographiques, le fichier est immédiatement « développé » en un format affichable sur l'écran de l'ordinateur ou imprimable, JPEG ou TIFF, au prix d'une perte d'information. Mais certains appareils proposent de conserver en plus le format natif qui contient plus d'information et donne au photographe plus de liberté dans le traitement. Ce format natif diffère d'un constructeur à l'autre, bien qu'encodant toujours le même type de données. En général, le fichier a également subi une compression sans perte, définie par le constructeur.

Ce type de fichier n'est pas visualisable directement par la plupart des systèmes informatiques. La transformation du RAW en JPEG doit tout de même être effectuée a posteriori sur un ordinateur. L'intérêt est de choisir les transformations à appliquer (concernant par exemple la balance des blancs) et ne pas se limiter aux réglages par défaut ou automatisés de l'appareil photo.

La particularité la plus intéressante est le fait que la pleine dynamique des capteurs est conservée, bien supérieure aux 8 bits/couleur (soit 256 niveaux) du format JPEG qui sera utilisée in fine. Le passage par un logiciel intermédiaire permet par exemple de favoriser, au moment de la transformation, tel ou tel intervalle de luminosité, récupérant quelques détails qui ont pu être écrasés.

Chaque type de RAW (plus de 200 actuellement) nécessite des instructions logicielles spécifiques pour être visionné et édité. Généralement, les logiciels de développement RAW sont livrés avec des extensions pour chaque format. Le format propriétaire de ces fichiers et leur compression, rend très difficile (voire impossible) leur décodage par un informaticien qui ne disposerait pas d'informations du constructeur. Les développeurs de logiciels RAW libres ou gratuits doivent recourir à des techniques complexes de rétroingénierie .

Le format ouvert Digital Negative (DNG)

Le format ouvert Digital Negative (DNG) a pour but de standardiser et remplacer ces innombrables (et incompatibles) formats RAW. La spécification a été présentée par Adobe Systems le 27 septembre 2004.

Seuls quelques fabricants de matériel photo comme Hasselblad, Leica, Ricoh, Pentax ou Samsung proposent des appareils compatibles avec ce format de manière native. Autrement, des logiciels permettent de convertir au format DNG des fichiers RAW propriétaires, assurant ainsi la pérennité dans le temps du format de conservation.

Contenu du fichier

Les fichiers raw contiennent obligatoirement l'information nécessaire pour produire une image visible à partir des données du capteur. Bien qu'il n'existe pas de format standard, la structure des fichiers raw correspond souvent au modèle suivant :

• Un court fichier d'en-tête qui définit l'organisation des bits, l'identification du fichier et le positionnement des données.
• Les métadonnées du capteur photographique nécessaires pour interpréter les données image. Elles incluent la taille du capteur, les caractéristiques du filtre de couleur et le profil de couleur utilisé.
• Les métadonnées de l'image nécessaires pour l'inclusion dans un système quelconque de gestion du contenu ou une base de données. Elles contiennent les réglages d'exposition, le modèle d'appareil/scanner/objectif, la date (et, en option, l'endroit) de la prise de vue, les informations sur l'auteur, etc. Certains fichiers raw contiennent une section normalisée de métadonnées au format EXIF.
• Une vignette de l'image.
• En option, une image réduite au format JPEG peut être utilisée pour une prévisualisation rapide peu coûteuse en temps de calcul.
• Des informations spécifiques dans le cas de numérisation de films de cinéma.
• Les données image du capteur.

Avantages du format

Les réglages classiques en JPEG sont différés et leur contenu est enregistré dans le fichier, ce qui donne moins de travail au photographe. Mais le RAW présente de nombreux avantages par rapport à JPEG.

• Meilleure qualité d'image. Tous les calculs utilisés pour créer les valeurs des pixels sont effectués en une seule fois sur les données de base, ce qui a pour conséquence une meilleure précision et moins de postérisation.
• Contournement des étapes non désirées, comme l'accentuation et la réduction du bruit numérique.
• Fichiers compressés sans pertes (voir Compression d'image).
• Meilleure maîtrise du processus. Le logiciel de conversion RAW permet de manipuler plus de paramètres avec plus de souplesse. Par exemple, le point blanc (ou balance des blancs) peut être fixé à n'importe quelle valeur et non préréglé à des valeurs discrètes comme « lumière du jour » ou « incandescent ».
• Dans les fichiers raw, l'information sur la luminosité est codée sur 12 ou 14 bits au lieu des 8 bits avec compression du gamma du JPEG (et généralement aussi du TIFF). Comme les données ne sont pas encore rendues et ajustées sur un gamut, il y a plus de précision disponible dans les hautes lumières, les ombres et les couleurs saturées.
• L'espace colorimétrique peut être choisi arbitrairement.
• Divers algorithmes de dématriçage peuvent être utilisés.
• Les fichiers raw contiennent plus d'information de meilleure qualité que les résultats après conversion où les paramètres de rendu et le gamut sont fixés, ce qui élimine les artefacts de quantification et de compression.
• Des transformations importantes des données, comme l'augmentation de l'exposition d'une photo sous-exposée de manière significative, créent moins d'artefacts tels que la postérisation.

Intérêt de ces fichiers

Pour les photographes

Pour un photographe qui ne se préoccupe pas de ces problèmes informatiques, le fichier est en quelque sorte « en attente de développement » dans la mesure où il n'a subi aucun des traitements d'images nécessaires pour produire une image lisible (dématriçage) ou pour améliorer son rendu visuel : contraste, luminosité, saturation, balance des couleurs, netteté.

C'est le format le plus utilisé par les photographes professionnels, car il leur donne une entière maîtrise sur leurs images en leur permettant d'effectuer ces traitements par eux-mêmes (un peu comme en argentique lorsque l'on développe et tire soi-même depuis ses négatifs).

Pour les sites de scanlation

Les sites de scanlation se servent également de ce format, qui permet d'améliorer aisément la qualité des scans, souvent faible, et produire ainsi un épisode propre. On parle d'ailleurs dans le jargon des adeptes de scanlation de "raw" pour désigner l'épisode scanné en version originale.

Problèmes posés par les logiciels des constructeurs

Le format propriétaire des fichiers RAW n'est pour l'immédiat pas un gros problème pour l'utilisateur d'un système d'exploitation dominant, comme Microsoft Windows ou Mac OS X. Cependant, la pérennité de ces logiciels ne peut être garantie. De plus, c'est une barrière à son utilisation avec des systèmes d'exploitation libres comme Linux, pour lesquels les constructeurs ne fournissent pas ce genre de logiciel, bien qu'il existe des alternatives, comme UFRaw.

Afin de pallier les inconvénients des formats RAW propriétaires, le DNG a été proposé par Adobe Systems comme un format de fichier RAW ouvert et disponible.

Pour traiter ces fichiers sans le logiciel du constructeur

Apple prend en charge certains formats RAW de façon native dans son système d'exploitation OS X avec Aperçu et iPhoto, et propose régulièrement des mises à jour permettant d'étendre la compatibilité avec le format RAW à de nouveaux appareils photos. Microsoft a aussi intégré le format RAW dans Windows^[1] à partir de Windows Vista. Le freeware Konvertor, les logiciels commerciaux LightZone, Adobe Photoshop CS, Adobe Photoshop Lightroom, Apple Aperture et SilverFast lisent les fichiers RAW, mais ils ne sont pas les seuls. Aujourd'hui, une multitude de logiciels lisent le format RAW - pour n'en citer que quelques-uns  : Picasa, Bibble, PhaseOne, Silkypix, RawTherapee, darktable…

Depuis 1997, le logiciel dcraw écrit en langage C par Dave Coffin permet de lire les fichiers RAW de plus d'une centaine de modèles d'appareils photo, sans nécessiter l'emploi d'un système d'exploitation particulier. Il s'agit d'un logiciel utilisable en ligne de commande. Ce programme est diffusé comme logiciel libre, la portion de code source destinée au traitement des fichiers X3F (boîtiers Sigma utilisant un capteur tri-couche de marque Foveon) est sous licence GPL.

Ce logiciel dcraw a été porté en JavaScript (via le compilateur Emscripten), et une démonstration est disponible^[2], sur le site du développeur.

Le logiciel multiplate-forme UFRaw utilise quant à lui dcraw pour lire les fichiers RAW. Il peut être utilisé comme plugin du logiciel de traitement d'image GIMP ou indépendamment.

Descriptions de formats RAW

• X3F SIGMA Raw format documentation project
• Understanding What is stored in a Canon RAW .CR2 file, How and Why
• The Canon RAW (CRW) File Format

Bibliographie

• Patrick Moll, Le Format RAW : Développement et flux de production, Paris, Dunod,‎ 2011, 280 p. (ISBN 978-2100541119)

• Volker Gilbert, Développer ses fichiers RAW, Paris, Eyrolles,‎ 2009, 515 p. (ISBN 978-2212122831)

• Bernard Jolivalt, Le Raw, Paris, Pearson,‎ 2010, 224 p. (ISBN 978-2-7440-93180)

Références

1. ↑ http://www.zone-numerique.com/news-10906-windows-7-et-vista-voient-enfin-les-fichiers-raw-.html
2. ↑ sur le site de l'auteur

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