RAWは、デジタルカメラのイメージセンサーから直接キャプチャされた未処理または最小限に処理されたデータを含むデジタル画像フォーマットです。JPEGなどの一般的な画像フォーマットは圧縮を適用し、元の画像データの一部を破棄しますが、RAWファイルはカメラセンサーによって収集されたすべての元のデータを保持します。これにより、カメラがキャプチャしたデータの全範囲にアクセスできるため、後処理で大幅に柔軟性と制御が向上します。
RAWフォーマットは単一の標準化されたフォーマットではなく、カメラメーカーによって開発されたさまざまな独自のフォーマットを包含する一般的な用語です。各カメラメーカーには独自のRAWフォーマットがあり、Canonの.CR2、Nikonの.NEF、Sonyの.ARW、AdobeのDigital Negativeフォーマットの.DNGなどがあります。ファイル拡張子や特定のデータ構造の違いにもかかわらず、すべてのRAWフォーマットは圧縮されていない最小限に処理された画像データを格納するという同じ目的に役立ちます。
RAWで撮影する主な利点の1つは、JPEGファイルと比較してビット深度が向上していることです。JPEGファイルは通常、1色チャンネル（赤、緑、青）あたり8ビットに制限されていますが、RAWファイルは1チャンネルあたり12、14、または16ビットを含めることができます。この高いビット深度により、はるかに広い範囲の色と階調値が可能になり、アーティファクトを導入したり、詳細を失ったりすることなく、後処理で調整するためのより多くの余裕が得られます。
RAWファイルのもう1つの利点は、キャプチャ中に使用されたカメラ設定に関する情報（ISO、シャッター速度、絞り、ホワイトバランスなど）を含むメタデータが保持されることです。このメタデータはRAWファイル内に埋め込まれており、後処理ソフトウェアによって画像調整を最適化し、元のカメラ設定の記録を維持するために使用できます。
RAWファイルの柔軟性は、ホワイトバランスの調整に関して特に明らかです。RAWファイルにはカメラセンサーからの未処理のカラーデータが含まれているため、ホワイトバランスの設定は後処理で品質を大幅に低下させることなく簡単に変更できます。これは、ホワイトバランスがカメラ内処理中に画像に永続的に焼き付けられるJPEGファイルとは対照的です。
カメラセンサーでキャプチャできる輝度値の範囲を指すダイナミックレンジは、RAWファイルが優れているもう1つの領域です。RAWファイルは通常、JPEGファイルよりも広いダイナミックレンジを含み、ハイライトとシャドウの両方でより多くの詳細を保持できます。これは、写真家が画像の明るい領域または暗い領域の詳細を復元したい場合に特に役立ちます。
RAWファイルには多くの利点がありますが、考慮すべき欠点もあります。主な課題の1つは、JPEGファイルと比較してファイルサイズが大きいことです。RAWファイルには圧縮されていないデータが含まれているため、より多くのストレージスペースが必要になり、メモリカードをすぐにいっぱいにしてしまう可能性があります。さらに、RAWファイルを表示および編集するには、ほとんどの標準的な画像ビューアでは直接表示できないため、特別なソフトウェアが必要です。
RAWファイルを編集する場合、写真家はAdobe Lightroom、Capture One、DxO PhotoLabなど、幅広いソフトウェアオプションを使用できます。これらのプログラムは、露出、色、シャープネス、その他の画像パラメータを調整するための高度なツールを提供し、RAWファイル内に格納されたデータを最大限に活用します。これらのソフトウェアパッケージの多くには、特定のカメラモデルからのRAWファイルのレンダリングを最適化するカメラ固有のプロファイルも含まれています。
カメラメーカーが使用する独自のRAWフォーマットに加えて、Adobeによって開発されたDNG（Digital Negative）と呼ばれるオープンソースのRAWフォーマットもあります。DNGは、RAW画像データを格納するための標準化されたアーカイブフォーマットを提供するように設計されており、長期的な互換性を確保し、独自のフォーマットへの依存を軽減することを目的としています。一部のカメラメーカーはDNGをオプションのフォーマットとして採用していますが、他のメーカーは独自のRAWフォーマットを引き続き使用しています。
RAWファイルは画像品質と編集の柔軟性の点で大きな利点がありますが、すべての撮影状況に必要または実用的ではない場合があります。スポーツやイベント写真など、速度とシンプルさが優先される場合は、JPEGで撮影する方が効率的な選択になる可能性があります。さらに、一部の写真家は、特にカスタムカメラプロファイルの開発に時間を費やしている場合、カメラ内JPEG処理の外観を好む場合があります。
最終的に、RAWまたはJPEG（またはその両方）で撮影するかどうかという決定は、個々の写真家のニーズ、ワークフロー、個人的な好みに依存します。画像品質と後処理の柔軟性を 優先する人にとって、RAWで撮影すると、作業するための豊富なデータが提供され、より大きな創造的な制御が可能になります。ただし、写真家はファイル形式を決定する際に、ストレージ要件、編集時間、画像の目的などの要因も考慮する必要があります。
デジタルイメージング技術が進化し続けるにつれて、RAWフォーマットも進化し、さらに大きなビット深度、ダイナミックレンジ、その他の改善が提供される可能性があります。メーカーは、RAWデータの利点を維持しながらファイルサイズを削減する新しい圧縮技術を開発することもできます。将来の開発に関係なく、RAWファイルの機能と制限を理解することは、デジタル画像の品質と汎用性を最大限に活用したい写真家にとって不可欠です。
ファイル圧縮は冗長性を減らすことで、同じ情報がより少ないビットで済むようにします。どこまで圧縮できるかの上限は情報理論によって定められています。可逆圧縮の場合、その限界はソースのエントロピーです（シャノンの ソース符号化定理 と彼の1948年の独創的な論文 「通信の数学的理論」を参照）。非可逆圧縮の場合、レートと品質のトレードオフは レート歪み理論によって捉えられます。
ほとんどの圧縮プログラムには2つ の段階があります。まず、モデルがデータ内の構造を予測または公開します。 次に、コーダーがそれらの予測をほぼ最適なビットパターンに変換します。古典的なモデリング ファミリーはレンペル–ジブです。 LZ77 (1977) とLZ78 (1978)は、繰り返される部分文字列を検出し、生のバイトの代わりに参照を出力します。 コーディング側では、 ハフマン符号化 （元の論文 1952を参照）は、より可能性の高いシンボルに短いコードを割り当てます。 算術符号化 と 範囲符号化 は、エントロピー限界に近づけるためのよりきめ細かい代替手段であり、現代の 非対称数系（ANS） は、高速なテーブル駆動の実装で同様の圧縮を実現します。
DEFLATE（gzip、zlib、ZIPで使用）は、LZ77とハフマン符号化を組み合わせたものです。その仕様は公開されています： DEFLATE RFC 1951、zlibラッパー RFC 1950、およびgzipファイル形式 RFC 1952。Gzipはストリーミング用にフレーム化されており、明示的に ランダムアクセスを提供しようとはしません。PNG画像は、PNG仕様書によれば、DEFLATEを唯一の圧縮方法として標準化しています（最大32 KiBのウィンドウ）。 「圧縮方法0… deflate/inflate… 最大32768バイト」 および W3C/ISO PNG第2版。
Zstandard (zstd): 非常に高速な 解凍で高い圧縮率を実現するために設計された、新しい汎用圧縮プログラムです。この形式は RFC 8878 （ HTMLミラーも参照）および参照仕様書 GitHubで文書化されています。gzipと同様に、基本フレームは ランダムアクセスを目的としていません。zstdのスーパーパワーの1つは辞書です。コーパスからの小さなサンプルで、 多数の小さなファイルや類似のファイルで 圧縮を劇的に改善します（ python-zstandard辞書ドキュメント および Nigel Taoの実例を参照）。実装は、「非構造化」と「構造化」の両方の辞書を受け入れます （ディスカッション）。
Brotli: ウェブコンテンツ（例：WOFF2フォント、HTTP）に最適化されています。静的辞書と DEFLATEのようなLZ+エントロピーコアを組み合わせます。仕様は RFC 7932で、2WBITS−16のスライディングウィンドウ（WBITSは[10, 24]、1 KiB−16 Bから 16 MiB−16 Bまで）と、 ランダムアクセスを試みないことも記されています。Brotliは、ウェブテキストでgzipをしばしば上回り、高速にデコードします。
ZIPコンテナ: ZIPは、さまざまな圧縮方法 （deflate、store、zstdなど）でエントリを保存できるファイルアーカイブです。事実上の標準はPKWAREのAPPNOTEです（ APPNOTEポータル、 ホストされているコピー、およびLCの概要 ZIPファイル形式（PKWARE） / ZIP 6.3.3を参照）。
LZ4は、控えめな圧縮率で生の速度を目標としています。その プロジェクトページ （「非常に高速な圧縮」）と フレーム形式を参照してください。メモリ内キャッシュ、テレメトリ、または解凍がRAM速度に近い必要があるホットパスに最適です。
XZ / LZMAは、比較的遅い圧縮で密度（優れた圧縮率）を追求します。XZはコンテナです。 重労働は通常、LZMA/LZMA2（LZ77のようなモデリング+範囲符号化）によって行われます。 .xzファイル形式、 LZMA仕様（Pavlov）、およびLinuxカーネルのメモ XZ Embeddedについてを参照してください。XZは通常、gzipを上回り、高圧縮率の最新コーデックとしばしば競合しますが、エンコード時間は遅くなります。
bzip2は、 Burrows–Wheeler変換（BWT）、move-to-front、RLE 、およびハフマン符号化を適用します。通常、gzipよりも小さいですが遅いです。 公式マニュアル およびmanページ （Linux）を参照してください。
「ウィンドウサイズ」は重要です。DEFLATE参照は32 KiBしか遡れません （RFC 1951 およびPNGの32 KiBキャップ ここに記載）。Brotliのウィンドウは、約1 KiBから16 MiBの範囲です （RFC 7932）。Zstdは、レベルごとにウィンドウと検索深度を調整します （RFC 8878）。基本的なgzip/zstd/brotliストリームは、シーケンシャルデコード用に設計されています。基本形式は ランダムアクセスを約束しませんが、コンテナ（例：tarインデックス、チャンク化されたフレーミング、または形式固有のインデックス）でそれを階層化できます。
上記の形式は可逆です。正確なバイトを再構築できます。メディアコーデックはしばしば非可逆です。 より低いビットレートを達成するために、知覚できない詳細を破棄します。画 像では、古典的なJPEG（DCT、量子化、エントロピー 符号化）は ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1で標準化されています。音声では、MP3（MPEG-1 Layer III）とAAC（MPEG-2/4）は、知覚モデルとMDCT変換に依存しています（ ISO/IEC 11172-3、 ISO/IEC 13818-7、およびMDCTの概要 こちらを参照）。非可逆と可逆は共存できます（例：UIアセット用のPNG、画像/動画/音声用のWebコーデック）。
理論： シャノン 1948 · レート歪み · 符号化： ハフマン 1952 · 算術符号化 · 範囲符号化 · ANS. フォーマット： DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4フレーム · XZ形式. BWTスタック： Burrows–Wheeler (1994) · bzip2マニュアル. メディア： JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
結論：データと制約に合った 圧縮プログラムを選択し、実際の入力で測定し、 辞書とスマートフレーミングによる利点を忘れないでください。適切な組み合わせで、 より小さなファイル、より速い転送、より軽快なアプリを手に入れることができます—正確さや移植性を犠牲にすることなく。
ファイルの圧縮は、ファイルやファイルのサイズを減らすプロセスで、通常はストレージスペースを節約したり、ネットワークを介した伝送を高速化するために使用されます。
ファイルの圧縮は、データの冗長性を識別して削除することで機能します。それはアルゴリズムを使用して、元のデータをより小さいスペースでエンコードします。
ファイルの圧縮の主要な2つのタイプはロスレス圧縮とロッシー圧縮です。ロスレス圧縮では、元のファイルを完全に復元することができますが、ロッシー圧縮ではデータ品質の若干の損失を伴うより大きなサイズの削減が可能になります。
ファイルの圧縮ツールの人気の例はWinZipで、ZIPとRARを含む複数の圧縮形式をサポー トしています。
ロスレス圧縮では品質は変わりません。しかし、ロッシー圧縮では、それほど重要ではないデータを削除してファイルサイズをより大幅に削減するため、品質の低下が目立つことがあります。
はい、データの整合性の面では、特にロスレス圧縮ではファイルの圧縮は安全です。しかし、他のファイルと同様に、圧縮ファイルはマルウェアやウイルスの標的になる可能性があるため、常に信頼することができるセキュリティソフトウェアを用意しておくことが重要です。
ほぼすべてのタイプのファイルが圧縮可能であり、テキストファイル、画像、音声、動画、ソフトウェアファイルなどがあります。ただし、圧縮可能なレベルは、ファイルタイプによって大幅に異なることがあります。
ZIPファイルは、1つ以上のファイルのサイズを減らすためにロスレス圧縮を使用するファイル形式の一種です。ZIPファイルの中の複数のファイルは、実質的に1つのファイルにまとめられるため、共有も簡単になります。
技術的にははい、ですが 、さらなるサイズ縮小は最小限で、あるいは逆効果となる可能性があります。既に圧縮されたファイルを圧縮すると、圧縮アルゴリズムによって追加されたメタデータにより、そのサイズが増えることがあります。
ファイルを解凍するには、通常、解凍ツールやアンジッパーといったツール、例えばWinZipや7-Zipが必要です。これらのツールは、圧縮形式から元のファイルを抽出することができます。