今年的蘋果開發者大會（WWDC 2016）上，蘋果向開發者和用户介紹了新一代iOS系統的諸多新功能。在眾多改進中有一個項目並未得到足夠重視：iOS 10首次開始支持系統級的RAW格式照片拍攝、圖像處理功能。幾天的WWDC日程中，蘋果安排了多場講座介紹與RAW相關的內容，向開發者詳細講述了iOS 10實現RAW格式支持的具體方式，因此本文將重點關注這項更新。
什麼是RAW？
在了解iOS 10對RAW格式支持的相關內容前，我們自然要先來了解一下這種格式的來龍去脈。
我們知道，數字成像設備使用傳感器來拍攝圖像。光線通過鏡頭組件照射到傳感器上被轉化為電流信號，信號傳送到圖像處理芯片（ISP）中進行必要的運算，得到的數據則被存儲在設備的存儲器中。這就是各種拍照設備（手機、相機、攝影機等）拍攝圖像的典型處理流程。
在這一流程中，傳感器向ISP輸送的信號就是RAW數據，也就是"原始"數據。RAW數據是傳感器每個像素受到光照後的反饋信號集合，一般還包括拍攝者按下快門時設定的拍攝參數（如ISO、白平衡等）。由於傳感器的每個像素一般是單色的，所以RAW數據記錄下的也都是單色信息集合。
ISP接收到RAW數據後，經過反拜耳運算（將單色像素插值為彩色像素）、鏡頭參數糾偏、色彩空間應用、曝光和色温調整、對比度和色調調節、減噪等一系列操作後輸出常用的JPG、TIFF等圖像格式。簡單來説，ISP就是對傳感器的RAW格式數據進行了一次圖像後期處理，而處理過的圖像是無法還原出原始的RAW數據的。
既然ISP的工作實質上相當於我們常説的"PS"，一個顯而易見的事實就是並不是每一次的"PS"都會足夠完美。受限於算法、芯片性能、處理時間限制等約束，ISP的圖像處理結果經常會有種種缺陷。此外，拍攝者也往往希望在拍攝後重新調整諸如白平衡、ISO等照片參數，同時不影響圖像的質量。要解決這些問題，簡單的做法就是直接保存傳感器輸出的RAW格式圖像，在後期使用圖像處理程序慢慢手工調整以實現最佳效果。因此，專業相機大都支持RAW格式圖像記錄，以滿足攝影師的挑剔需求。
iOS 10如何實現系統級RAW支持？
隨着智能手機取代普通數碼相機成為大眾主要的圖像拍攝設備，越來越多的用户開始希望在手機上實現RAW格式圖像的拍照和處理。在用户的呼聲中，Android平台首先提供了通用的RAW格式拍照功能，如今新一代Android智能手機大都可以在拍照時選擇以RAW輸出並保存。
iOS 10對RAW格式的支持則分為拍照和處理兩大部分。其中，部分iOS設備可以在拍照時輸出RAW格式照片；更多的一些設備則可以對RAW格式照片進行後期處理。接下來我們對這兩大部分的內容進行分別探討。
iOS 10的RAW格式拍照功能
iOS 10系統負責拍照的應用程序控件名為"AVCapturePhotoOutput"。任何應用使用拍照功能時均需調用該控件。在使用新一代1200萬像素攝像頭的設備上（包括iPhone 6s／6s Plus、iPhone SE、iPad Pro 9.7），AVCapturePhotoOutput控件可以選擇RAW格式輸出，具體方式為在該控件的輔助控件AVCapturePhotoSettings中設定rawPixelFormatType一項。
啟用RAW格式輸出功能後，應用從AVCapturePhotoOutput接口中就可以獲取以Adobe DNG（業界通用的RAW數據格式）編碼的RAW圖像了。按下快門後，RAW圖像會先保存在設備內存中，根據應用的需要選擇進行下一步處理或者直接將DNG文件保存在閃存中。
除了單獨輸出RAW格式圖像外，應用也可以選擇讓設備同時輸出RAW格式和經過ISP處理過的圖像格式（如JPG、TIFF）。這一功能在專業相機上很常見，意義在於既能讓拍攝者快速預覽照片效果，又可以存儲未經修改的原始傳感器數據。此外，使用包圍曝光（用不同曝光參數連續拍攝多張照片）功能時也可以輸出RAW格式圖像。
RAW格式的文件體積要比常見的JPG格式大得多，一張1200萬像素照片佔用的空間可以達到20M字節以上。但值得注意的是，RAW格式圖像記錄的信息要比JPG格式豐富許多：JPG格式圖像的動態範圍被限制到了7檔左右，而iPhone 6s使用的1200萬像素攝像頭輸出的RAW數據實際可以達到9檔；JPG圖像通常使用sRGB標準色域，但RAW格式記錄的色域範圍甚至超過了Adobe RGB廣色域標準。通過對RAW圖像的適當後期處理，用户事實上可以獲得比JPG拍攝流程更好的圖像畫質，這也是iOS 10支持RAW拍攝最顯而易見的好處。
iOS 10的RAW格式後期處理功能
保存RAW格式照片後，接下來的工作自然是對這一格式進行後期處理。原始的RAW數據不經處理是無法正確形成圖像的，只有經過合適的後期流程，RAW格式的優勢才能真正體現出來。
在過去，攝影師用相機拍攝RAW格式照片後都會傳輸到PC上使用專業應用（如Adobe Photoshop Lightroom）來做後期工作，這一流程對攝影師的專業技能要求很高。iOS 10為了讓更多普通用户能方便地利用RAW格式，特別提供了一套系統級的RAW後期處理應用程序接口。
在iOS 10中，應用可以調用CoreImage框架來處理各種圖像格式。在使用A8、A9芯片的iOS設備上（iPhone 5／5s／5c、iPad mini 2／3、iPad 4不在支持之列），CoreImage框架支持Adobe DNG格式的處理流程。
應用可以通過filterWithImageData或filterWithImageURL控件來創建RAW格式圖像的處理對象，並使用CoreImage內建的參數來調整圖像。CoreImage框架集成了常用的圖像處理算法和參數調整功能，所以開發者不需要自行開發算法就可以在應用中實現對RAW的處理。蘋果在圖像後期處理算法領域享譽業界，因此CoreImage的圖像處理效果也是值得信賴的。
如果開發者自己有更優秀的算法，還可以通過imageWithExtent:inputFormat:outputFormat:options:roiCallback:processor:控件來插入自己的後期算法和濾鏡，取代CoreImage內建的流程。CoreImage內建算法在處理圖像時只能使用sRGB或Display P3色彩空間，但使用第三方算法時，開發者可以通過imageByColorMatchingWorkingSpaceToColorSpace和imageByColorMatchingColorSpaceToWorkingSpace控件應用更多的色彩空間選項，如Adobe RGB、NTSC甚至ACES、Rec.2020等。此外，開發者還可以應用優秀的噪點控制濾鏡、反拜耳算法、白平衡調整算法等來提升圖像處理效果。支持第三方算法大大增強了iOS 10處理RAW格式圖像的靈活性和專業性，使其擁有了不輸於PC的RAW格式處理潛力。
CoreImage支持標準的Adobe DNG格式，也就意味着數百款使用這一格式保存RAW圖像的專業相機都可以在新一代iOS 10設備中實現後期流程。由於支持RAW拍照的Android手機也都使用該格式記錄圖像，所以這些手機拍攝的照片也可以在iOS 10設備上進行處理。蘋果還特別增強了CoreImage框架的性能，通過Metal語言使用GPU來加快運算速度，以提升RAW後期流程的使用體驗。在蘋果的努力下，開發者可以輕易製作出功能強大、效果出色的RAW格式後期處理應用，使iOS設備成為專業級的RAW圖像處理平台。
需要注意的是，iOS 10對RAW格式的大小支持有一定限制：2GB內存及以上的設備支持1.2億像素的圖像，而1GB內存的設備最多支持6千萬像素；此外，使用第三方算法和濾鏡時應用支持的最大圖像也是6千萬像素。
iOS 10支持RAW對用户的意義
通過對RAW格式拍照功能的支持，蘋果事實上進一步增強了新一代iOS設備在拍照方面的優勢。使用RAW格式記錄照片可以保留更多細節，用户無需更新手機就能拍到畫質更出色的照片。
而iOS 10為RAW格式後期處理提供的完整支持框架則是一項殺手鐗級別的功能。在這套框架支持下，iOS中流行的圖像處理應用只需簡單升級就可以變身為專業級別的RAW後期處理平台，為用户帶來效果出色、使用方便的後期流程。
希望iOS 10發佈後，第三方應用能儘快跟進升級，加入對RAW格式和處理流程的支持。在蘋果和開發者的推動下，未來RAW格式或許不再是專業用户的專屬，而會惠及更多的普通用户，幫助他們更好地記錄生活中的精彩瞬間。
資料來源：雷鋒網
作者/編輯：王強
什麼是RAW？
在了解iOS 10對RAW格式支持的相關內容前，我們自然要先來了解一下這種格式的來龍去脈。
我們知道，數字成像設備使用傳感器來拍攝圖像。光線通過鏡頭組件照射到傳感器上被轉化為電流信號，信號傳送到圖像處理芯片（ISP）中進行必要的運算，得到的數據則被存儲在設備的存儲器中。這就是各種拍照設備（手機、相機、攝影機等）拍攝圖像的典型處理流程。
在這一流程中，傳感器向ISP輸送的信號就是RAW數據，也就是"原始"數據。RAW數據是傳感器每個像素受到光照後的反饋信號集合，一般還包括拍攝者按下快門時設定的拍攝參數（如ISO、白平衡等）。由於傳感器的每個像素一般是單色的，所以RAW數據記錄下的也都是單色信息集合。
ISP接收到RAW數據後，經過反拜耳運算（將單色像素插值為彩色像素）、鏡頭參數糾偏、色彩空間應用、曝光和色温調整、對比度和色調調節、減噪等一系列操作後輸出常用的JPG、TIFF等圖像格式。簡單來説，ISP就是對傳感器的RAW格式數據進行了一次圖像後期處理，而處理過的圖像是無法還原出原始的RAW數據的。
既然ISP的工作實質上相當於我們常説的"PS"，一個顯而易見的事實就是並不是每一次的"PS"都會足夠完美。受限於算法、芯片性能、處理時間限制等約束，ISP的圖像處理結果經常會有種種缺陷。此外，拍攝者也往往希望在拍攝後重新調整諸如白平衡、ISO等照片參數，同時不影響圖像的質量。要解決這些問題，簡單的做法就是直接保存傳感器輸出的RAW格式圖像，在後期使用圖像處理程序慢慢手工調整以實現最佳效果。因此，專業相機大都支持RAW格式圖像記錄，以滿足攝影師的挑剔需求。
iOS 10如何實現系統級RAW支持？
隨着智能手機取代普通數碼相機成為大眾主要的圖像拍攝設備，越來越多的用户開始希望在手機上實現RAW格式圖像的拍照和處理。在用户的呼聲中，Android平台首先提供了通用的RAW格式拍照功能，如今新一代Android智能手機大都可以在拍照時選擇以RAW輸出並保存。
iOS 10對RAW格式的支持則分為拍照和處理兩大部分。其中，部分iOS設備可以在拍照時輸出RAW格式照片；更多的一些設備則可以對RAW格式照片進行後期處理。接下來我們對這兩大部分的內容進行分別探討。
iOS 10的RAW格式拍照功能
iOS 10系統負責拍照的應用程序控件名為"AVCapturePhotoOutput"。任何應用使用拍照功能時均需調用該控件。在使用新一代1200萬像素攝像頭的設備上（包括iPhone 6s／6s Plus、iPhone SE、iPad Pro 9.7），AVCapturePhotoOutput控件可以選擇RAW格式輸出，具體方式為在該控件的輔助控件AVCapturePhotoSettings中設定rawPixelFormatType一項。
啟用RAW格式輸出功能後，應用從AVCapturePhotoOutput接口中就可以獲取以Adobe DNG（業界通用的RAW數據格式）編碼的RAW圖像了。按下快門後，RAW圖像會先保存在設備內存中，根據應用的需要選擇進行下一步處理或者直接將DNG文件保存在閃存中。
除了單獨輸出RAW格式圖像外，應用也可以選擇讓設備同時輸出RAW格式和經過ISP處理過的圖像格式（如JPG、TIFF）。這一功能在專業相機上很常見，意義在於既能讓拍攝者快速預覽照片效果，又可以存儲未經修改的原始傳感器數據。此外，使用包圍曝光（用不同曝光參數連續拍攝多張照片）功能時也可以輸出RAW格式圖像。
RAW格式的文件體積要比常見的JPG格式大得多，一張1200萬像素照片佔用的空間可以達到20M字節以上。但值得注意的是，RAW格式圖像記錄的信息要比JPG格式豐富許多：JPG格式圖像的動態範圍被限制到了7檔左右，而iPhone 6s使用的1200萬像素攝像頭輸出的RAW數據實際可以達到9檔；JPG圖像通常使用sRGB標準色域，但RAW格式記錄的色域範圍甚至超過了Adobe RGB廣色域標準。通過對RAW圖像的適當後期處理，用户事實上可以獲得比JPG拍攝流程更好的圖像畫質，這也是iOS 10支持RAW拍攝最顯而易見的好處。
iOS 10的RAW格式後期處理功能
保存RAW格式照片後，接下來的工作自然是對這一格式進行後期處理。原始的RAW數據不經處理是無法正確形成圖像的，只有經過合適的後期流程，RAW格式的優勢才能真正體現出來。
在過去，攝影師用相機拍攝RAW格式照片後都會傳輸到PC上使用專業應用（如Adobe Photoshop Lightroom）來做後期工作，這一流程對攝影師的專業技能要求很高。iOS 10為了讓更多普通用户能方便地利用RAW格式，特別提供了一套系統級的RAW後期處理應用程序接口。
在iOS 10中，應用可以調用CoreImage框架來處理各種圖像格式。在使用A8、A9芯片的iOS設備上（iPhone 5／5s／5c、iPad mini 2／3、iPad 4不在支持之列），CoreImage框架支持Adobe DNG格式的處理流程。
應用可以通過filterWithImageData或filterWithImageURL控件來創建RAW格式圖像的處理對象，並使用CoreImage內建的參數來調整圖像。CoreImage框架集成了常用的圖像處理算法和參數調整功能，所以開發者不需要自行開發算法就可以在應用中實現對RAW的處理。蘋果在圖像後期處理算法領域享譽業界，因此CoreImage的圖像處理效果也是值得信賴的。
如果開發者自己有更優秀的算法，還可以通過imageWithExtent:inputFormat:outputFormat:options:roiCallback:processor:控件來插入自己的後期算法和濾鏡，取代CoreImage內建的流程。CoreImage內建算法在處理圖像時只能使用sRGB或Display P3色彩空間，但使用第三方算法時，開發者可以通過imageByColorMatchingWorkingSpaceToColorSpace和imageByColorMatchingColorSpaceToWorkingSpace控件應用更多的色彩空間選項，如Adobe RGB、NTSC甚至ACES、Rec.2020等。此外，開發者還可以應用優秀的噪點控制濾鏡、反拜耳算法、白平衡調整算法等來提升圖像處理效果。支持第三方算法大大增強了iOS 10處理RAW格式圖像的靈活性和專業性，使其擁有了不輸於PC的RAW格式處理潛力。
CoreImage支持標準的Adobe DNG格式，也就意味着數百款使用這一格式保存RAW圖像的專業相機都可以在新一代iOS 10設備中實現後期流程。由於支持RAW拍照的Android手機也都使用該格式記錄圖像，所以這些手機拍攝的照片也可以在iOS 10設備上進行處理。蘋果還特別增強了CoreImage框架的性能，通過Metal語言使用GPU來加快運算速度，以提升RAW後期流程的使用體驗。在蘋果的努力下，開發者可以輕易製作出功能強大、效果出色的RAW格式後期處理應用，使iOS設備成為專業級的RAW圖像處理平台。
需要注意的是，iOS 10對RAW格式的大小支持有一定限制：2GB內存及以上的設備支持1.2億像素的圖像，而1GB內存的設備最多支持6千萬像素；此外，使用第三方算法和濾鏡時應用支持的最大圖像也是6千萬像素。
iOS 10支持RAW對用户的意義
通過對RAW格式拍照功能的支持，蘋果事實上進一步增強了新一代iOS設備在拍照方面的優勢。使用RAW格式記錄照片可以保留更多細節，用户無需更新手機就能拍到畫質更出色的照片。
而iOS 10為RAW格式後期處理提供的完整支持框架則是一項殺手鐗級別的功能。在這套框架支持下，iOS中流行的圖像處理應用只需簡單升級就可以變身為專業級別的RAW後期處理平台，為用户帶來效果出色、使用方便的後期流程。
引用非專業用户對照片的後期處理需求不高，如果只是拍照分享在社交網絡，沒有長期保存的需要，那麼流行的JPG格式已經綽綽有餘。相比之下，RAW格式更適合記錄有紀念意義、藝術價值的照片。iPhone用户可以根據自己的需求在拍照時開關RAW記錄模式，在節省存儲空間和提升畫質之間找到平衡。
而對於專業用户來説，iOS 10可以讓他們手中的iPhone、iPad成為外出拍攝時不錯的單反相機伴侶設備。單反拍攝的RAW圖像可以通過相機連接套件直接導入iOS 10設備進行預覽編輯，需要時甚至可以現場出圖。通過iOS 10的RAW流程支持，蘋果會進一步增強自己在專業圖像領域的影響力。
希望iOS 10發佈後，第三方應用能儘快跟進升級，加入對RAW格式和處理流程的支持。在蘋果和開發者的推動下，未來RAW格式或許不再是專業用户的專屬，而會惠及更多的普通用户，幫助他們更好地記錄生活中的精彩瞬間。
資料來源：雷鋒網
作者/編輯：王強
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