新相机的 RAW

索尼最新发布的 a7M5，如果你第一时间拍摄 RAW 图像，并尝试用 Lightroom 打开编辑，会发现 Lightroom 尚未支持，为了在 Adobe 正式更新之前在软件中打开 RAW，可以通过 LibRAW 和 DNG 曲线救国。只要新相机的 RAW 文件没有发生特别大的变化（比如新的 HQ 压缩），该方法是相对通用的。

Lightroom 无法打开 a7M5 的 RAW

RAW 的必要组成部分

相机的 RAW 数据主要分两部分，RAW 数据和附加数据。

RAW 数据

第一是 RAW 数据本身，即每个像素输出的一个数字，对于绝大多数全画幅相机来说，它应当是一个二维数组，每个位置上是一个 14 位的码值。在 Python 里，可以放进一个形状为 (h, w) 的 numpy array，类型为 uint16。

这样的数组可能很大，比如一个 33MP 的图片，需要占用 63 MB 空间。因此，需对其进行压缩。最常见的压缩是位打包，每个码值的范围是 0–16383，只需 14 个比特，却占用了一个 16 位无符号整数（2 个字节）。可以将 4 个 14 位打包进 7 个字节。另外的压缩方式还有 DNG 采用的 JPEG 或 JXL 的无损模式，以及佳能、索尼、尼康各自开发的压缩算法。对 RAW 进行有损压缩是相对少见的，比如索尼被诟病已久的 Compressed 选项，和在 a7M5 上最新推出的 Compressed HQ 选项。这些都是不同的压缩算法，如何从压缩后的数据解码出原始数组是“解 RAW”的最主要工作。

好在以 LibRAW 为代表的开源库可以高效的完成这一步，即便 a7M5 上把 ARW 版本号刷到了 6.0.0，增加了 HQ 压缩选项，但 Lossless 模式还是和以往一样的，LibRAW 依旧可以正确解码。

于是，我们便轻松得到了所需的最关键数据：RAW Data 数组。此处我们使用 rawpy，一个 LibRAW 的 Python 包装。

with rawpy.imread(image_path) as raw:
    raw_image = raw.raw_image.copy()

附加数据

光有 RAW Data 是看不到正确颜色的图片的，只代表了传感器某种程度上的原始输出，并无色彩信息。要转换到常见的各种色彩空间，还需要至少一个矩阵，描述了如何从传感器的 RAW RGB 空间转换到 XYZ 或 sRGB 这些标准空间。

对于由相机产生的 RAW 文件，可以在 EXIF 里找到相关的矩阵，比如索尼就是放在 0x7800 ID 的 EXIF MakerNote 中。这个矩阵的源空间，目标空间，转换方向各有不同，不过好在这种数据在同一品牌内是具有连贯性的，a7M5 的矩阵和近几代的机身大概是以一样的格式放在一样的位置，LibRAW 可以识别并将其转换到标准的样式。

相似的，白平衡信息、黑电平和白电平也都能在 EXIF 中找到并由 LibRAW 取出。

with rawpy.imread(image_path) as raw:
    raw_matrix = raw.rgb_xyz_matrix[:3, :3]
    raw_wb = raw.camera_whitebalance
    black_levels = raw.black_level_per_channel
    white_level = raw.white_level

重新组装成 RAW 文件

ACR 等第三方软件读取原始 RAW 文件后，发现这是由它未知的相机拍摄的，数据库中没有该相机的附加数据（比如 D65 和 A 光下的两个色彩转换矩阵），因此拒绝解码。

虽然我们也没有这两个矩阵，但对于当前拍摄光源，我们有一组相机自己产出的转换矩阵，由于 ACR 是采用插值策略，只需在 D65 和 A 光的色彩转换矩阵里都填这一个，无论怎么插值之后，必定也是这个矩阵，就实现了当前光源下的颜色还原。

现在，我们需要将刚才提取的 RAW Data 数组和这些附加信息重新组装成一个 RAW 文件供第三方软件识别和读取，这里选择 DNG 格式，这是一种通用 RAW 格式。

DNG 格式至少需要以下内容：

  • RAW Data 数组：刚才已经提取出来
  • 黑、白电平：直接使用提取的值
  • Color Matrix：等同于 Rawpy 中的 rgb_xyz_matrix
  • As Shot Neutral：这个是用来白平衡的，物理含义是中性色在 RAW 中的码值，等于白平衡增益的倒数，即 1/camera_whitebalance 。

此处的 Color Matrix 和 As Shot Neutral 都是以两个整数按照分子，分母的顺序保存浮点数的，需要进行一些转换，比如变成 x/10000 的样式。

t = DNGTags()
t.set(Tag.BlackLevel, black_level)
t.set(Tag.WhiteLevel, white_level)
t.set(Tag.ColorMatrix1, cm1)
t.set(Tag.ColorMatrix2, cm2)
t.set(Tag.AsShotNeutral, as_shot_neutral)

有了这些必要内容之后，就可以组装成 DNG 格式，此处选用的库是 PiDNG，虽然已经长期没有维护，但还是勉强可用的。DNG 可选 JPEG 压缩，PiDNG 使用了一个 C 语言的库来完成，如果用无压缩选项的话，PiDNG 就是纯 Python 的。

r = RAW2DNG()
r.options(t, path="", compress=False)
r.convert(image, filename=output_dng_path)

至此，我们成功将一个由 a7M5 拍摄的 RAW 图像，转换成了通用的 DNG 格式，可以导入 Lightroom 正确的编辑（除了调整白平衡外），虽然非常简陋，但在 Adobe 正式更新之前，应应急还是没问题的。

转换后，能够正确打开 DNG