O serie de filtre de culoare ( un mozaic de filtre de culoare ) este o parte a matricei sensibile la lumină a unui fotodispozitiv care efectuează separarea spațială a culorii imaginii folosind senzori foto - pixeli matrici situati în spatele filtrelor de diferite culori. Fiecare element fotosensibil este acoperit de un filtru de lumină matrice.
| sistem | titlu | Descriere | dimensiunea elementului (pixeli) |
|---|---|---|---|
| filtru Bayer | Cel mai comun filtru RGB . 1 albastru, 1 roșu, 2 verzi | 2×2 | |
| RGBE | Unul dintre filtrele verzi a fost înlocuit cu unul de smarald . A fost folosit de Sony în matricea ICX456 de 8 megapixeli și în camera Sony CyberShot DSC-F828. [unu] | 2×2 | |
| CYYM | Cyan, 2 galben, magenta. Kodak. [2] | 2×2 | |
| CYGM | Albastru, galben, verde, violet. Folosit în unele camere Kodak. | 2×2 | |
| RGBW de la Bayer | unul dintre filtrele verzi a fost înlocuit cu unul alb, altfel similar cu filtrul Bayer standard. Câștigă ușor în fotosensibilitate și câștigă la latitudine fotografică cu aproximativ 1 pas. | 2×2 | |
| RGBW#1 | trei exemple de filtre Kodak RGBW , cu 50% alb. În comparație cu restul, ele câștigă în sensibilitatea la lumină și latitudinea fotografică și pierd în reproducerea culorilor. Ele diferă între ei prin algoritmii de procesare necesari și prin natura zgomotului structural ( ing. zgomot model ), creat de o perioadă spațială mare (comparativă cu filtrul Bayer tradițional) a structurii filtrului. S-a găsit aplicație în care este necesară o sensibilitate ridicată la lumină, iar informațiile de culoare sunt secundare: sisteme tehnice de televiziune, supraveghere video , DVR-uri auto . | 4×4 | |
| RGBW#2 | |||
| RGBW#3 | 2×4 | ||
| X-Trans | Zona de repetare X-Trans mai mare (6x6) reduce moiré-ul, permițând Fujifilm X-Pro 1 să elimine filtrul anti-moire și să îmbunătățească detaliile imaginii. | 6×6 |
Deoarece fiecare fotodiodă elementară a matricei este situată în spatele unui filtru de lumină elementar, captează doar informații despre luminozitatea pixelului său într-o imagine parțială separată de culori . Pentru a obține o imagine color într-unul dintre spațiile de culoare standard , aceste date trebuie interpretate folosind un proces numit debayerizare . În acest caz, pixelii care înregistrează culorile roșu, verde și albastru sunt separați, iar apoi informațiile sunt convertite într-un fișier de culoare. Interpolarea biliniară simplă nu este potrivită pentru aceasta, deoarece obiectele luminoase dobândesc o margine de culoare în acest caz. Producătorii de camere digitale și convertoare RAW folosesc proprii algoritmi adaptivi, de obicei promovați ca know-how de către producător . Cu toate acestea, algoritmii și setările majorității convertoarelor RAW se întorc la codul sursă al dcraw - un convertor cu sursă deschisă , pe care mulți autori de programe de conversie (de exemplu, SilkyPix) îl menționează cu sinceritate în documentația programului.
Anti-aliasing, anti-aliasing, estompare sau filtru trece-jos - oricare dintre aceste nume poate fi folosit în diferite surse.
Acest filtru este aplicat matricei înaintea filtrului de culoare. Scopul său principal este de a elimina moire din fotografii care apare la fotografierea așa-numitelor structuri obișnuite (elemente care se repetă frecvent). De exemplu, moiré-ul poate apărea pe un perete de cărămidă sau pe țesătura unei jachete, bluze etc. Cu cât este folosit un filtru anti-aliasing mai agresiv, cu atât este mai puțin probabil să provoace moiré, dar astfel de filtre au și un dezavantaj: ele estompează imaginea fotografiei și, la o examinare mai atentă, se dovedește a fi neclară, pătată (încețoșată). Adevărat, o diferență notabilă între fotografiile realizate cu și fără filtre apare numai atunci când utilizați optice clare și de înaltă calitate. Cu toate acestea, dezvoltarea camerelor digitale în direcția simplificării utilizării lor, dorința de a obține produsul final - un fișier jpg, fără a crește costul procesării direct în cameră, a dus la decizia de a folosi un filtru difuz. Aceasta a devenit o soluție de compromis, folosită acum pe scară largă. [3]
În ciuda faptului că filtrul de estompare este utilizat acum în marea majoritate a matricelor cu filtre color mozaic, în cursul anului 2013 a existat o tendință de eliminare a filtrelor anti-aliasing pentru a clarifica și detalia fotografiile. La început, producătorii au început să prezinte două modele ale camerelor lor, cu și fără filtre de estompare, iar apoi, odată cu reînnoirea liniei, au lansat un model fără filtru. De exemplu, Sony A7 și Sony A7R, Nikon D800 și Nikon D800E, Nikon D3300, Nikon D5300, Nikon D7100 etc. Fujifilm se deosebește în general în acest sens. Datorită senzorilor de filtru de culoare X-Trans, care sunt rezistenți la moiré datorită modelului special de filtru de culoare, aceștia au eliminat filtrul anti-aliasing. Pentax s-a remarcat prin faptul că a lansat o cameră Pentax K-3 cu un filtru anti-aliasing comutabil.
Cu mult înainte de asta, Kodak a produs și două camere, DCS Pro SLR/n și DCS Pro SLR/c [4] , care foloseau senzori fără filtru de spălare. [5] .
Strict vorbind, atenuarea acestui tip de artefact este opțională și poate fi compensată prin postprocesarea unei anumite imagini în conformitate cu obiectivele fotografului.
Filtrul Bayer este inițial nu numai prima variantă de aranjare a filtrelor pe matrice, ci și cea mai ușor variantă de filtru de procesat. Chiar și interpolarea biliniară rapidă oferă „rezultatul final” sub forma unei imagini RGB pline de culoare.
Spre deosebire de filtrul tradițional Bayer RGGB, cu filtre de culoare diferite, obținerea componentelor RGB ale fiecărui pixel necesită algoritmi mai complecși care să țină cont de valorile tuturor pixelilor din jur în anumite proporții. Cu toate acestea, redarea neideală a culorilor și pierderea a 2/3 din fluxul luminos de pe filtre i-au forțat pe dezvoltatori să caute posibile modificări în gama de filtre.
Dorința de a crește acuratețea culorii culorilor verzi a condus la dezvoltarea unui filtru RGEB în care jumătate din celulele verzi sunt înlocuite cu verde-albastru („smarald”, smarald englezesc ).
| G | R |
| B | E |
Imaginile realizate cu astfel de senzori se disting prin tranziții mai fine de culori albastre și frunziș verde. Este folosit în unele camere de Sony.
Filtrele CYGM sunt de asemenea folosite uneori :
| C | Y |
| G | M |
Acest filtru este interesant prin faptul că transmite aproximativ 2/3 din lumina incidentă, întârziend cu 1/3. Astfel, se realizează o creștere a fotosensibilității generale a matricei. Cu toate acestea, spațiul de culoare rezultat este mai rău decât cu un set de filtre RGB aditiv.
Filtrele RGBW în condiții normale de iluminare pancromatică oferă mai multă sensibilitate la lumină, dar o reproducere a culorilor mai proastă. La iluminarea aproape monocromatică, RGBW depășește RGGB în toate privințele datorită numărului mai mare de pixeli care percep lumina.
Problemele inerente filtrelor Bayer au fost concepute pentru a rezolva o nouă generație de matrici digitale fotosensibile - matricele X3 ale lui Foveon , în care fiecare pixel este format din trei straturi, fiecare dintre ele își percepe propria culoare.
Din 2008, este prea devreme să vorbim despre avantajele matricelor cu oglinzi dicroice în interiorul fiecărui pixel ( Matrice Nikon RGB ), deoarece acestea nu au părăsit stadiul de prototip. Cu toate acestea, este evident că matricele cu CFA vor avea singurul avantaj față de ele - fabricabilitatea.
Aceste deficiențe obiective, care au fost vizibile în special pe dispozitivele timpurii cu rezoluție scăzută, puterea filtrului trece-jos aleasă insuficient de precis și algoritmi de ascuțire destul de slabi, au condus la o opinie larg răspândită și persistentă despre deficiențele fatale ale fotografiei digitale în comparație cu filmul, și a dat naștere și altor legende, mai puțin evidente.
Filtrul Bayer și aranjarea elementelor de recepție a luminii în același plan provin din metoda raster a fotografiei color.
Cu toate acestea, spre deosebire de plăcile „ Autochrome ”, rasterul de pe matrice are o structură periodică regulată. Acest lucru duce uneori, cu parametri de echipament formal mai buni, la o opinie subiectivă despre „mai puțină naturalețe” a unei imagini color digitale în comparație cu cele de film, deoarece în natură structurile periodice sunt o raritate în comparație cu cele haotice.