MEGAPIKSELE, KOLORY I SZUMY - CZYLI WSZYSTKO
O MATRYCACH APARATÓW
Marcin Pawlak, Jarosław Zachwieja
Megapiksele, kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach aparatów
Matryca światłoczuła nie rejestruje informacji o
barwie padającego światła, dlatego uzyskiwany obraz jest monochromatyczny.
Megapiksele, kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach aparatów
Sposób pracy matrycy powoduje, że zapisany obraz ma nieciągłą strukturę – składa się z szachownicy punktów o zmiennej jasności.
Od szarości do koloru
Pojedyncze elementy matrycy światłoczułej rejestrują jedynie natężenie
padającego na nie światła.
W najpowszechniej spotykanym rozwiązaniu przed każdym elementem
przetwornika umieszczony jest filtr barwny w jednym z trzech kolorów
podstawowych: czerwonym (R), zielonym (G) lub niebieskim (B).
Powoduje on, że dany element rejestruje natężenie światła jedynie o ściśle
określonej barwie.
Duże powiększenie wyraźnie pokazuje, iż "surowy" obraz zapisany przez matrycę aparatu nosi wyraźne "ślady" układu filtrów w postaci dość regularnego wzoru.
Od szarości do koloru
Informacja o barwie pojedynczego punktu obrazu jest interpolowana na podstawie danych pochodzących z sąsiednich komórek matrycy
Od szarości do koloru
Po przekątnej, czyli matryce od Fuji
Oktagonalny układ elementów
matrycy SuperCCD HR
pozwala na lepsze wykorzystanie
powierzchni sensora.
Wprowadzenie dodatkowych, niskoczułych
punktów pozwoliło zwiększyć rozpiętość
tonalną rejestrowanego
obrazu.
Dwa razy więcej punktów – czy dwa 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 razy lepiej?
Co osiągnięto stosując tak nietypową kombinację? Udało się w ten sposób zwiększyć powierzchnię pojedynczych fotoelementów, które mogą przechwytywać więcej światła.
Foveon – odmienny sposób na kolor
Choć rozwiązanie zastosowane przez Foveona gwarantuje bardzo wierne odwzorowanie kolorów, zupełnie nie sprawdza się przy rejestracji słabo oświetlonych scen.
Kolejne warstwy sensorów pochłaniają na tyle dużo światła, że do ich grupy znajdującej się na spodzie dociera go już zbyt mało.
Matryca to nie tylko szachownica detektorów i filtrów. Ponieważ elementy światłoczułe rejestrują nie tylko widzialną część widma, przed matrycą umieszczony jest filtr podczerwieni. Gdyby nie jego obecność, fotografie byłyby zafałszowane dodatkowym obrazem rejestrowanym w promieniowaniu niewidzialnym.
Matryca światłoczuła to nie tylko fotolementy
Przetwornik w okularach
Zastosowanie mikro soczewek pozwala zwiększyć powierzchnię
aktywnie zbierającą światłopadające na powieżchnię przetwornika aparatu
Trzy matryce w jednej, czyli lustra zamiast filtrów
W układach trójprzetwornikowych zestaw pryzmatów dichroicznych rozdziela światło na trzy wiązki kierowane do osobnych matryc światłoczułych,
odpowiadających za rejestrację składowych RGB. (fot.: wikimedia)
Trzy matryce w jednej, czyli lustra zamiast filtrów
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. Tym samym duży, pryzmatyczny separator RGB z kamer wideo zostanie przeniesiony w miniaturowej wersji na powierzchnię samej matrycy.
Trzy matryce w jednej, czyli lustra zamiast filtrów
pojedyncze fotoelementy mogą mieć dużo większą powierzchnię.
Sensor aparatu jak ludzkie oko
W zależności od budowy przetwornika obrazu oraz jego oprogramowania może zostać wykorzystany jeden z kilku wzorów matrycy.
Spis treści
Megapiksele, kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach a...
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 fotolementy Przetwornik w okularach Trzy matryce w jednej, czyli lustra zamiast filtrów Sensor aparatu jak ludzkie oko
Literatura
Art. Megapiksele, kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach aparatów
Autor: Marcin Pawlak, Jarosław Zachwiejahttp://www.fotografuj.pl/Article/Typy_matryc_aparatow_cyfrowych/id/33/page/1#content
Top Related