RGGB – красный, дважды зелёный, синий

фильтр Байера

В Байеровской схеме каждый пиксель матрицы закрыт светофильтром одного из цветов RGB-синтеза, образуя подобие шахматной доски, в которой вместо белых клеток – зелёные, а вместо чёрных – поровну красные и синие. Избыток зелёных элементов обусловлен тем, что человеческое зрение наиболее чувствительно к зелёным оттенкам, кроме того, спектральная чувствительность ПЗС-матриц выше всего как раз в зелёном диапазоне спектра. Данная схема мозаичного светофильтра имеет обозначение R–G–B–G.

При съёмке получается изображение, состоящее из 50% зелёной составляющей исходного кадра, а также из 25% синей и из 25% красной составляющих. Снимок представляет собой разноцветную мозаику. И уже из этой мозаики создаётся полноцветное изображение, для чего производится интерполяция цвета примерно по следующей схеме: имеется синий пиксель, окружённый четырьмя зелёными и четырьмя красными. Берётся среднее значение между верхним и нижним зелёными пикселями, затем среднее между левым и правым. Далее из этих двух средних значений вычисляется третье и присваивается нашему синему пикселю в качестве зелёной составляющей. Подобная процедура повторяется с красными пикселями, после чего получается полноцветный пиксель.

 

ISO, Светочувствительность

Измеряется в единицах от ISO (International Organization for Standardization). В этих единицах обозначается чувствительность матрицы (по аналогии с плёнкой) к свету. Вспомним плёнку: бывает 100, 200, 300, 400 и т.д. Чем больше цифра, тем меньше требуется света для фиксации изображения на матрице.

Оптимальным диапазоном чувствительности матриц цифровых фотоаппаратов является 50 – 400 ISO. В зеркальных фотоаппаратах максимальная – не ниже 1600 (и до 3200).

Чем больше диапазон светочувствительности – тем больше вариантов для съёмки в разных условиях освещения.

Большая светочувствительность необходима при недостатке света или для быстрой фиксации снимка – например, движущегося объекта. Недостаток – высока вероятность появления «шумов» и уменьшается передача цветовых оттенков.

Малая светочувствительность необходима при ярком освещении (солнечный день) и обеспечивает лучшую цветопередачу. Вероятность появления «шумов» минимальна.

Необходимую светочувствительность все цифровые фотоаппараты могут устанавливать автоматически и в большинстве фотоаппаратов её можно устанавливать вручную.

 

Тип матрицы. CCD, CMOS, Super CCD SR, Super HAD CCD.

По принципу считывания накопленного заряда различают следующие типы матриц – CCD и CMOS.

· CCD или ПЗС - используют всю поверхность пикселя. Используется в большинстве любительских цифровых фотоаппаратов. Принцип работы таков: считывание информации происходит поочередно с каждого пикселя на процессор обработки, на что требуется определенное время и значительных энергозатрат.

· CMOS или КМОП - встречается реже, в основном, в зеркальных фотоаппаратах, большого размера (4/3” и «APS-С») и с высокой светочувствительностью.

Принцип работы: обработка информации и усиление сигнала производится в каждом пикселе за счет установленного в нем микропроцессора и последующей одновременной передачей на основной процессор.

Такая система дает нам низкое энергопотребление и значительно высокую скорость считывания информации с матрицы, позволяя добиться очень высокой скорости съемки – до 500 к/с, что очень актуально для видеокамер. Главным же недостатком такой схемы является то, что микропроцессор пикселя занимает значительную часть его светочувствительной области – до 70%, в связи, с чем при сравнимых размерах с CCD падает чувствительность матрицы, соответственно возрастает количество шумов. Также стоит отметить и ситуацию с ценой вопроса – производство CMOS матриц значительно дешевле, что становиться актуальным на больших размерах матриц.

Но все же на данный момент судить о возможности матриц по её типу (CCD или CMOS) не возможно. Есть много других важных характеристик и очень важный – производитель матрицы.

Причем производители нередко модернизируют матрицы, например CCD:

- FujiFilm разработала Super ССD SR – это развитие стандартных CCD для увеличения светочувствительности и динамического диапазона. Каждый пиксель матрицы состоял из двух фотоэлементов, один из элементов был меньшего размера и отличался низкой чувствительностью, благодаря чему «переполнение» его потенциальной ямы практически не происходило. Рядом располагался элемент большей площади, его чувствительность была значительно выше, равно как и риск «переполнения» его ямы. После того как информация с сенсора считывалась и обрабатывалась, при этой операции данные «малого» и «большого» фотоэлементов каждого из пикселей складывались. Таким образом, даже при «переполнении» большого фотоэлемента какую-то часть полезной информации можно было снять с малого фотоэлемента. И вместо яркой белой точки, наблюдаемой в матрицах классической конструкции, пиксель мог иметь вполне реальные значения цвета и яркости.

- Sony разработала матрицы Super HAD (Hole Accumulation Diode) CCD – эти матрицы отличаются тем, что у них используется не 3-х цветный фильтр (RGB – Красный, Зелёный, Синий), а 4-х цветный (добавляется Emerald – Изумрудный или Зелёно - Голубой).