Budowa matryc w aparatach cyfrowych.

Opublikowano: 19-11-2009 w kategorii sprzęt. Tags: , , , , ,

 

 

Zacznę ten artykuł przewrotnie, ale zgodnie z prawdą: PRODUCENCI NAS OSZUKUJĄ.

 

Matryce o rozdzielczości 12mpx tak naprawdę mają czterokrotnie mniejszą rozdzielczość, a każdy piksel, który widzimy na ekranie tak naprawdę nie istnieje, tylko jest wytworem, połączeniem kilku sąsiadujących punktów na matrycy. Brzmi to jak matrix, ale to prawda. A dlaczego?

 

Otóż każdy punkt światłoczuły na matrycy (dla uproszczenia nazwijmy go pikselem) widzi jedynie intensywność światła, lecz nie widzi koloru. Im więcej światła na niego pada, tym większy posiada on ładunek, ale nie posiada on żadnych informacji o kolorze. Wszystkie matryce w aparatach są czarno-białe. Zdjęcia kolorowe powstają tylko dlatego, że producenci matryc nakładają farbę na każdy z tych pikseli. Jeden jest czerwony, drugi niebieski i dwa są zielone. Dzięki temu dany piksel przepuszcza tylko określony kolor i połączenie tych kolorów podstawowych daje nam odpowiedni odcień z całej widzialnej palety barw. Sposób uzyskiwania kolorowych zdjęć jest raczej mało wyrafinowany, ale skuteczny. Niestety tyczy się to tylko zdjęć kolorowych.

 

bayer

 

Na ilustracji powyżej widać typowe ułożenie elementów światłoczułych na matrycy. Rzeczą zwracającą uwagę jest podwójna ilość elementów zielonych. Przyczyna leży w percepcji oka ludzkiego, które jest bardzo wrażliwe na długość fal odpowiadającą światłu zielonemu, jak również związane jest to z faktem, że światło zielone odpowiada w dużej mierze za luminancję zdjęcia, a oko ludzkie jest przede wszystkim wrażliwe na zmiany luminancji (jasności) a dopiero w drugiej kolejności na zmiany chromatyczne (kolor). A na to wszystko wpadł w 1975r. Bryce Bayer, pracownik firmy Kodak. Dlatego od tej pory takie ułożenie elementów światłoczułych nazywa się mozaiką Bayera (bayer pattern). Rozwiałem więc podejrzenia jakoby fabryka aspiryny na to wpadła.

 

Tak więc jeden piksel na zdjęciu potrzebuje aż 4 pikseli matrycy, aby móc odzwierciedlać kolor. Czyli, jak wspomniałem na początku, matryca 12mpx powinna nam dawać zdjęcie o rozmiarach 4mpx (około 2150x1400px) lecz producenci sztucznie interpolują zdjęcie do rozmiarów ok.4300×2800, czyli zwiększają jego pole czterokrotnie. Algorytmy odpowiedzialne za interpolację zdjęcia doskonale sobie radzą z fotografią kolorową, gdyż jest to fotografia wykonywana najczęściej. Gorzej jest z fotografią czarno-białą.

 

Gdy tylko dokonuje się konwersji do zdjęcia czarno-białego, to zaczynają pojawiać się dziwne, niechciane efekty. Wszelkie różnice w naświetleniu poszczególnych kanałów kolorów dają o sobie znać i bardzo trudno jest uzyskać zdjęcie czarno-białe, które będzie miało szeroką rozpiętość tonalną, łagodne gradienty i brak artefaktów.

 

Każda matryca w aparacie jest w stanie produkować zdjęcia czarno-białe o niebywałej ostrości i jakości, jednak pod warunkiem, że producent nie pomaluje jej w kolorowe kropki. Niestety takich aparatów powstało bardzo mało. Istnieją czarno-białe cyfrowe ścianki do średniego formatu, jednak są one dość drogie i dość stare (toporna obsługa) a w segmencie lustrzanek małoobrazkowych jedynie, z tego co wiem, Kodak wypuścił prawie dekadę temu model DCS 760M: aparat bazujący na korpusie Nikona F5 i posiadający matrycę 6mpx. Jakość ich zdjęć jest do dzisiaj bardzo dobra, lecz tych aparatów wyprodukowano około 100 sztuk, więc bardzo trudno je dostać, a gdy tylko się pojawiają na sprzedaż to cena dochodzi do $5000-6000. Jest to jeden z wielu powodów dla których zaczynam poważnie rozważać powrót do czarno-białej fotografii na filmie.

1 Komentarz »

  1. Mam podobny problem, z którym zmagam się od dłuższego czasu (robię zdjęcia dokumentacyjne b-w). Częściowym rozwiązaniem jest wywołanie RAW-ów w dcrawie bez demozaikowania i wypełnienie niebieskich i czerwnych pikseli informacją z zielonych. Najlepiej użyć tu jakiegoś zgrabnego algorytmu (ja używam najczęściej Lanczosa), który pozwoli jeszcze trochę podostrzyć wynik. Otrzymane efekty to nie to samo, co zdjęcia robione matrycą b-w, ale i tak są o niebo lepsze od tego, co można uzyskać przy standartowych procedurach. Pozdrawiam – M.S.

    Comment by mirek — 08-12-2009 @ 03:36:56

TrackBack URL

Dodaj komentarz


2.8 akt aparat aparaty ccd CMOS DX dynamic range fotograf fotografia fotografik fuji Fuji S5 FX hasselblad iPhone jaskinia kamera kopalnia kradzież matryca moda modelki muzeum nano nikkor nikon Nikon D3 Nikon D200 obiektyw orange ostrość plagiat plener portret sesje zdjęciowe tamron telefon toyota umowa video woda wyzwalacz radiowy zdjęcia zenitar