1片和3片—传感器的色彩捕捉 2000-12-07 00:00:00·
天译工作室·Yesky
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现在大多数的彩色数码相机,不管是专业还是普通相机都使用的是单片传感器成像传感器。为了在单片传感器上拍摄到彩色图象,通常都使用了色彩滤镜。有的则是直接将颜色涂在成像器上。
在传感器制造工艺中,把自身带有颜色(专业数码相机上通常为红色、绿色和蓝色)的滤镜被运用到传感器的表面以捕获不同的颜色,然后通过插补计算来来填补丢失的色彩值。
当24bit彩色图象在Adobe Photoshop上使用,图象文件必须包括红、绿、蓝3种颜色的数据。单CCD彩色滤镜不能全部记录下3种颜色的全部数据,因而就会有大量的色彩信息被丢弃。在曝光的时候,光点在落入每一个单独的像素点前先要经过红色、绿色或蓝色滤镜,所以大约有2/3的色彩信息被丢弃,也就是说,通过红色滤镜的光点中的红色被记录下来而绿色和蓝色就被红色滤镜吸收了。
换另一种方式来看,红、绿、蓝色彩位面就象是一个"洞",需要用不同颜色的光线来将它填满。但是在实际中,每个"洞"并没有被真实色彩填满,所以就需要"猜测",也就是运用插补计算。如例图所示,红色和蓝色通道是由25%真实像素和75%以内插值替换的像素替代的。绿色通道则是50%的真实值和内插值计算替换的。虽然不是每一个单芯片数码相机都是使用的这种精确度来设计的,但是它们所有的都使用了一些不同的变量和大量的插值计算。通常具有2/3的数据实际上都是人工制造的。
使用滤光镜的单芯片传感器
25%红色像素
50%绿色像素
25%蓝色像素
所以,举个例子,18MB、24bit彩色文件成像于6百万像素(2,000 x 3,000像素)的传感器,单芯片数码相机表现出大量因插值计算造成的效果。它获取6百万真实像素信息,然后再计算出12百万像素,
形成一个18百万像素以内插值替换的图象文件。 最后的彩色图象由1/3的真实像素和2/3以内插值替换的像素组成。一旦滤光镜没能正确的取样,那么以内插值替换计算出来的像素就会离正确值非常远,也就会造成严重的色彩偏离。
而另一方面,3芯片的相机是在图象拍摄时同时对3位面取样,因此它没有必要对图象做插补,所以图象就非常准确,顺便说一句,这样的图象放大后的效果也要比单芯片相机好。因为它的出发点好,也就是一开始就没有像素的丢失。另外,也节省了计算处理时间,因为相机不再需要通过计算来创建所有的像素。
带有分光棱镜的3芯片传感器
100%
红色像素
100%
绿色像素
100%
蓝色像素
Foveon的传感器感应到图象平面的每一个色彩点,消除了需要通过内插值替换来创建最终的图象,因此每一个色彩度取样都非常细微。Foveon相机拍摄到的图象几乎没有或仅有很微量的人工效果。