Jakie są różnice między mozaiką Bayer a czujnikiem Foveon 3-warstwowym?

Aby zaspokoić mój apetyt na głód kamery, natknąłem się na stronę Sigmy i znalazłem te 3-warstwowe czujniki.

Czy ktoś może to naprawdę wyjaśnić na podstawie swoich doświadczeń lub badań na ten temat?

Czy ktoś ma rękę na tę sigmę SD15 lub sigma SD1 DSLR, ponieważ byłem skierowany i wpływał tylko na dużą markę w tej branży?

Bayer czujnik stosowany przez większość aparatów jest w zasadzie siatki dwa-dwóch czujników z 1 niebieska, 1 czerwony, zielony i 2 czujników znanych jako filtr Bayera nazwany naukowca Kodak Labs, które pojawiły się z nim. Dane z takiego czujnika muszą następnie przejść proces demozaikacji, który przekształca 4 punkty danych w piksel, dając wynik połączenia w trzech kolorach. Powodem 2 zielonych miejsc jest to, że ludzkie oko jest bardziej wrażliwe na zieleń, dlatego kolor jest podkreślony w systemie.

Model Foveon , który mnie całkowicie fascynuje, to podejście do bardziej tradycyjnego stylu filmowego. W tym kontekście chodzi o to, że trzy pierwotne pasma światła działają przy różnych długościach fal i w ten sposób penetrują materiał czujnika na różne głębokości, co jest założeniem filmu kolorowego. W tym przypadku niebieski jest najmniej przenikliwy, a najbardziej czerwony, więc układając warstwy, mogą wykryć w każdym miejscu fotograficznym poziom każdego z podstawowych kolorów. W rezultacie technologia eliminuje wzór mory, który może wynikać z algorytmów odkażania związanych z filtrem Bayera, i daje dokładniejszy wynik.

Jestem bardzo podekscytowany technologią Foveon i nie mogę się doczekać, aby zobaczyć, gdzie Sigma ją zabiera. W końcu wyprodukowali i aparat APS-C z tym czujnikiem, więc kiedy wreszcie trafią recenzje i próbki, przyjrzę się im z bliska. Powiedziawszy to, myślę, że twórcy aparatów wykonali bardzo dobrą robotę z modelem Bayer, jest to sprawdzony i dobrze rozumiany sposób rejestrowania obrazu, który można zobaczyć z często oszałamiających rezultatów. Jeśli Foveon przekroczy to, jesteśmy w nirwanie fotograficznej. :)

W każdym razie podłączyłem kilka odpowiednich artykułów Wiki na temat tych dwóch, które moim zdaniem naprawdę pomogą ci zobaczyć różnice.

Od SD-9 fotografuję lustrzanki Sigma od wielu lat. Wsiadłem do systemu, kiedy wychodziłem z lustrzanek filmowych na cyfrowy i przeprowadziłem wiele badań, zanim wykonałem skok. Ja też natknąłem się na układ Foveon, a jego konstrukcja uderzyła mnie o wiele więcej dźwięku niż projekt Bayera na poziomie koncepcyjnym; plus bardzo podobały mi się obrazy, które widziałem z kamery.

Sposobem na rozważenie różnicy jest to, że tradycyjny czujnik Bayera robi trzy osobne zdjęcia - jedno zielone, jedno czerwone, jedno niebieskie. W przypadku matrycy Bayera o rozdzielczości 14 MP zielone zdjęcie ma 7 milionów pikseli, a czerwone i niebieskie obrazy mają 3,5 miliona pikseli danych. Żadne z tych danych nie pokrywają się przestrzennie; to znaczy, jeśli obiekt miałby tylko jeden piksel wysokości zarejestrowany przez czujnik, mógłby zniknąć na dowolnym obrazie w zależności od koloru. W dowolnej lokalizacji przestrzennej odrzuca się 2/3 danych koloru. Tak więc, chociaż sygnał wyjściowy z aparatu 14 MP może zawierać 14 milionów pikseli, jest to w zasadzie ponownie próbkowana i powiększona wersja obrazu z największymi szczegółami - zielony obraz 7 MP.

Po stronie foveon nie ma miejsca, w którym kolor na obrazie mógłby się „ukryć”, ponieważ w dowolnym miejscu wykrywania pełne spektrum światła jest przechwytywane przez trzy warstwy czujników, więc nie ma tak dużej potrzeby ze strony wejścia od sąsiadów, aby rozwiązać problem z czujnikiem.

Efektem końcowym jest to, że czujniki Foveon nie zostaną oszukane na myślenie, że drobny szczegół to naprawdę jakiś rodzaj koloru (mora kolorów), a poziom przechwyconych szczegółów jest stały, ponieważ żaden drobny szczegół nie zostaje przypadkowo odrzucony. Czujnik Bayera odrzucający 2/3 światła w dowolnym momencie może czasami upuścić drobiazgowe szczegóły, które układ Foveon rozpozna - ponownie zależy to od koloru sceny.

Ponieważ poziom szczegółów w czujniku Bayera jest zmienny, porównanie z układem Foveon może być bardzo trudne, jeśli chodzi o uchwycenie szczegółów - ale ogólna zasada jest taka, że ​​obraz Foveon uchwyci ten sam poziom szczegółowości co Kamera Bayer z 2/3 oceny Foveon MP (lub liczby czujników). Na przykład nadchodzący SD1 ma 46 milionów stron zdjęciowych (czujników), co oznacza, że ​​możesz spodziewać się podobnego poziomu szczegółowości, jak w przypadku obrazu bayera 30MP. Ale to znowu obraz bez mory kolorowej, bez filtra AA przed filtrem (gdy nie martwisz się o mory kolorowe, nie potrzebujesz filtra AA).

Oto kilka interesujących przykładów porównujących oryginalnego Canona 5D z Sigmą SD-14:

http://www.ddisoftware.com/sd14-5d/

Zwróć szczególnie uwagę na to, co dzieje się podczas fotografowania kolorowych obiektów, aby zrozumieć, jak różne mogą być szczegóły.

Pomijając wszystkie kwestie techniczne, z czym czujnik dobrze sobie radzi? Ponieważ rejestruje pełne spektrum przy każdym pikselu i ten sam poziom rozdzielczości niezależnie od koloru, myślę, że bardzo dobrze rejestruje subtelne zmiany tonalne. Oznacza to naprawdę ładne niebo lub cokolwiek innego ze stopniowymi zmianami koloru lub tonu. Jako takie generują naprawdę ładne obrazy do konwersji czarno-białej, ze względu na bardzo płynne przejścia między tonami.

http://www.pbase.com/kgelner/image/90304998

http://www.flickr.com/photos/kigiphoto/5308324073/in/set-72157625711613108/

http://www.pbase.com/kgelner/image/108588990

(wersje pełnych rozmiarów każdego z tych obrazów można znaleźć pod linkami).

Tam, gdzie czujnik miał problemy, jest z wyższym ISO - obecne kamery mogą wykonać ISO 3200, gdy zostanie wyświetlone pytanie:

http://www.flickr.com/photos/kigiphoto/4684772878/in/set-72157624236424558/

ale tak naprawdę 800 jest bardziej realistycznym ograniczeniem dla większości zdjęć (chyba że robisz zdjęcia czarno-białe, a wtedy te zdjęcia mogą wytrzymać naprawdę dobrze ze względu na charakter szumu).

Aparaty Sigma nie są tak naprawdę zorientowane na ludzi rozpoczynających fotografię, ponieważ nie oferują wielu trybów wspomagania lub rzeczy tego rodzaju ... więc pamiętaj o tym, jeśli myślisz o dostaniu się do systemu. Najprostszym sposobem na samodzielne wypróbowanie czujnika jest Sigma DP-1 lub DP-2, wcześniejsze wersje kamer mogą być wolniejsze w użyciu, ale wszystkie dają dobry gust w szczegółach i kolorowanie zdjęć zdobyć.

Pamiętaj, że oczywiście nie jestem bezstronnym źródłem, ponieważ od dawna lubię korzystać z kamer. Inną rzeczą, którą należy zrobić jeszcze przed zakupem aparatu, jest bardziej szczegółowe badanie zdjęć z czujnika. Udostępniam niektóre powyżej i możesz przeglądać moje witryny, ponieważ generalnie fotografuję tylko aparaty Sigma, ale możesz znaleźć mnóstwo przykładowych zdjęć ze wszystkich różnych aparatów Sigma tutaj (również z pełnowymiarowymi zdjęciami do znalezienia):

http://www.pbase.com/sigmadslr

Ponadto możesz znaleźć mnóstwo świetnych informacji na blogu Carla Rytterfalka:

http://www.rytterfalk.com/

Gdzieś tam ma przykładowe pakiety RAW, które można pobrać, i różne rzeczy mówiące o aparatach Sigma, obiektywach i czujniku Foveon. Jest świetnym fotografem i bardzo entuzjastyczny, bo zobaczysz, jeśli obejrzysz któryś z jego filmów.

EDYCJA: Carl właśnie napisał długi post „Dlaczego używam Sigmy”, który bezpośrednio odnosi się do tego pytania:

http://www.rytterfalk.com/2011/01/20/why-i-choose-sigma/

Podsumowanie jego powodów to:

1. Niuanse (w kolorze)
2. Gęstość
3. Mikro kontrast
4. Prawdziwa ostrość
5. Zakres dynamiczny

Który szczegółowo omawia pod linkiem, wraz z kilkoma zdjęciami.

Z jednej strony zapomniałem wspomnieć, że tak naprawdę nie chodzi bezpośrednio o czujnik, ale dotyczy lustrzanek cyfrowych specyficznych dla Sigmy, w których znajduje się układ Foveon - możesz łatwo użyć ich do pracy w podczerwieni, po prostu usuwając osłonę przeciwpyłową z kamery ( zbudowany w taki sposób, że może być usuwany przez użytkownika i instalowany ponownie bez żadnych narzędzi).

Mam wiele pochwał dla Sigmy za próbowanie czegoś innego i innowacyjnego, a na papierze czujnik Foveon to bardzo dobry pomysł. Nie zgadzam się jednak ze sposobem, w jaki Sigma odnosi się do ich obecnego modelu z 4,6 milionami stron (każde z nich jest wrażliwe na kolory i intensywność), podobnie jak 14-megapikselowy czujnik!

Pomnożenie liczby zdjęć przez trzy, aby uzyskać ekwiwalent Bayera, byłoby w porządku, gdyby kanały kolorów nie były ze sobą skorelowane. Jednak w rzeczywistych scenach kanały kolorów różnią się od lekko skorelowanych do silnie skorelowanych. Weź następujący przykład:

Masz czujnik Foveon 5MP i czujnik Bayera 15MP. Każdy czujnik ma 5 milionów czerwonych pikseli, 5 milionów zielonych pikseli i 5 milionów niebieskich pikseli. Fotografujesz szarego kota siedzącego na dużym bloku szarego betonu. Ponieważ światło pochodzące ze sceny jest szare, czerwone, zielone i niebieskie piksele w każdym czujniku otrzymują tę samą ilość światła. Jednak w czujniku Foveon uzyskuje się trzy identyczne odczyty jeden na drugim, co nie jest zbyt przydatne, dając jedynie 5 milionów unikalnych wartości danych. W czujniku Bayera są one przemieszczane z boku, co daje potencjalnie 15 milionów unikalnych wartości. Obraz Bayera nie wymagałby nawet demazowania, więc zawierałby o wiele więcej szczegółów.

Jest to bardzo wymyślny przykład, jednak skorelowane kanały kolorów występują dość często i dlatego interpolacje Bayera działają. Podczas fotografowania żółtego obiektu czerwony odczyt informuje o tym, jaki byłby zielony odczyt, chociaż w przeciwieństwie do Foveona nie ma tam zielonego piksela.

W rzeczywistych testach ze względu na korelację rozdzielczość odpowiada nieco ponad 2x Bayerowi, a nie 3-krotnemu twierdzeniu Sigmy. Oznacza to, że obecny flagowy model Foveon z 4,6 milionami stron internetowych jest w przybliżeniu równy 10 megapikselowemu Bayerowi (chociaż nadal będą miały nieco inne cechy, na przykład brak koloru Moire w Foveon). To sprawia, że ​​Foveon pozostaje w tyle za lustrzankami cyfrowymi 24 MP 35 mm. Obecny Foveon zmaga się również w słabym świetle, ponieważ światło musi przeniknąć dwie warstwy powyżej, aby dotrzeć do ostatniej warstwy.

Przyszłość:

Opierając się na tym, moja obecna rada byłaby zgodna z aparatem Bayera, jednak interesujące będzie zobaczenie, co przyniesie przyszłość. Po długiej przerwie Sigma ogłosiła SD1 z 15,4 milionami stron internetowych. Nie ma jeszcze daty premiery, ale jeśli zdołają to zrobić w przyzwoitym ciele, dałoby to 24MP Nikon D3x poważną ucieczkę za te pieniądze!

Po drugiej stronie monety rezolucje Bayera idą w stałym tempie i są poparte po prostu ekonomią (więcej ludzi produkuje Bayerów w większej liczbie). Wraz ze wzrostem rozdzielczości czujnika, bez odpowiedniej poprawy ostrości obiektywu, mory i inne artefakty Bayera stają się znacznie mniejszym problemem. W końcu czujnik Bayera z wystarczająco dużą liczbą megapikseli da ci taki sam efekt jak Foveon, ale z pikselami obok siebie, nie na sobie.