Megapiksele , kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach aparatów

MEGAPIKSELE, KOLORY I MEGAPIKSELE, KOLORY I SZUMY - CZYLI WSZYSTKO O SZUMY - CZYLI WSZYSTKO O MATRYCACH APARATÓWMATRYCACH APARATÓWŹródło: fotografuj.pl (Marcin Pawlak, Jarosław Zachwieja)

MEGAPIKSELE, KOLORY I SZUMY…MEGAPIKSELE, KOLORY I SZUMY…

Matryca fotograficznego aparatu cyfrowego pozwala na rejestrowanie obrazu rzutowanego przez obiektyw i pełni analogiczną funkcję jak dobrze znany film światłoczuły stosowany od lat w tradycyjnych aparatach analogowych.


Prosta matryca światłoczuła nie rejestruje informacji o barwie padającego światła, dlatego uzyskiwany obraz jest monochromatyczny.


Sposób pracy matrycy powoduje, że zapisany obraz ma nieciągłą strukturę – składa się z szachownicy punktów o zmiennej jasności.

Od szarości do koloruOd szarości do koloru

Dzięki zastosowaniu filtrów RGB możliwe jest rejestrowane informacji o barwie światła padającego na matrycę.


Fragment zdjęcia w postaci nieprzetworzonego zapisu danych z matrycy światłoczułej.

Na powiększonym fragmencie zdjęcia wyraźnie widać, iż filtry składowych RGB mają różną siłę oddziaływania.


Informacja o barwie pojedynczego punktu obrazu jest interpolowana na podstawie danych pochodzących z sąsiednich komórek matrycy


Po przekątnej, czyli matryce od FujiPo przekątnej, czyli matryce od Fuji

Oktagonalny układ elementów matrycy SuperCCD HR pozwala na lepsze wykorzystanie powierzchni sensora.

Po przekątnej, czyli matryce od FujiPo przekątnej, czyli matryce od Fuji

Wprowadzenie dodatkowych, niskoczułych punktów pozwoliło zwiększyć rozpiętość tonalną rejestrowanego obrazu.

Dwa razy więcej punktów – czy dwa Dwa razy więcej punktów – czy dwa razy lepiej?razy lepiej?

Schemat budowy matrycy Super CCD EXR oraz porównanie struktury starych wersji sensorów Super CCD z najnowszą.

Schemat parowania się fotodiod odczytujących barwy składowe o mniejszym i większym natężeniu światła.

Dwa razy więcej punktów – czy dwa Dwa razy więcej punktów – czy dwa razy lepiej?razy lepiej?

Producent twierdzi, że udało się w ten sposób zwiększyć powierzchnię pojedynczych fotoelementów, które mogą w ten sposób przechwytywać więcej światła.

Foveon – odmienny sposób na kolorFoveon – odmienny sposób na kolor

Matryca światłoczuła to nie tylko Matryca światłoczuła to nie tylko fotoelementyfotoelementy

W lustrzankach Sigmy filtr IR jest osobnym elementem i w razie potrzeby – np. przy fotografowaniu w podczerwieni – łatwo można go zdemontować.

Przed matrycą umieszczony jest filtr podczerwieni. Gdyby nie jego obecność, fotografie byłyby zafałszowane dodatkowym obrazem rejestrowanym w promieniowaniu niewidzialnym.

Przetwornik w okularachPrzetwornik w okularach

Zastosowanie mikrosoczewek pozwala zwiększyć powierzchnię aktywnie zbierającą światło padające na powierzchnię przetwornika aparatu.

Trzy matryce w jednej, czyli lustra Trzy matryce w jednej, czyli lustra zamiast filtrówzamiast filtrów

W układach trójprzetwornikowych zestaw pryzmatów dichroicznych rozdziela światło na trzy wiązki kierowane do osobnych matryc światłoczułych, odpowiadających za rejestrację składowych RGB. (fot.: wikimedia)


Dzięki temu rozwiązaniu każdy z fotoelementów otrzyma tę samą ilość światła, bez żadnych strat, gdyż światło padające na zestaw luster dichroicznych jest separowane na składowe poprzez odbicie promieniowania o określonej częstotliwości, a nie jego pochłanianie.


W rozwiązaniu Nikona elementy światłoczułe mają stosunkowo niewielką powierzchnię.


Przesunięcie poszczególnych linii przetwornika względem siebie pozwala lepiej zagospodarować powierzchnię sensora.

Sensor aparatu jak ludzkie okoSensor aparatu jak ludzkie oko

Różnica pomiędzy konstrukcją filtra stosowanego w matrycy bayerowskiej (z lewej) a Color Filter Array 2.0 (z prawej).

Poprzez połączenie ze sobą danych o barwach składowych (chrominancji) z informacjami o luminancji możliwe będzie odtworzenie obrazu o większej rozpiętości tonalnej i mniejszym zaszumieniu.

Sensor aparatu jak ludzkie okoSensor aparatu jak ludzkie oko

W zależności od budowy przetwornika obrazu oraz jego oprogramowania może zostać wykorzystany jeden z kilku wzorów matrycy.

Trzy zaprojektowane wzory pozwolą konstruować matryce o wysokiej precyzji obrazu, wymagające silnego procesora oraz takie, których sygnał będzie znacznie łatwiejszy do przetworzenia na gotowy obraz.

Spis treściSpis treści

Megapiksele, kolory i szumy… Od szarości do koloru Po przekątnej, czyli matryce od Fuji Dwa razy więcej punktów – czy dwa razy lepiej? Foveon – odmienny sposób na kolor Matryca światłoczuła to nie tylko fotoelementy Przetwornik w okularach Trzy matryce w jednej, czyli lustra zamiast filtrów Sensor aparatu jak ludzkie oko

Megapiksele , kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach aparatów

Documents

Transcript of Megapiksele , kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach aparatów