En række farvefiltre ( en mosaik af farvefiltre ) er en del af den lysfølsomme matrix af en fotoenhed, der udfører rumlig farveseparation af billedet ved hjælp af fotosensorer - matrixpixel placeret bag filtre med forskellige farver. Hvert lysfølsomt element er dækket af et array-lysfilter.
| ordning | titel | beskrivelse | elementstørrelse (pixels) |
|---|---|---|---|
| Bayer filter | Det mest almindelige RGB- filter. 1 blå, 1 rød, 2 grønne | 2×2 | |
| RGBE | Et af de grønne filtre er blevet udskiftet med et smaragdgrønt . Det blev brugt af Sony i 8-megapixel ICX456-matrixen og i Sony CyberShot DSC-F828-kameraet. [en] | 2×2 | |
| CYYM | Cyan, 2 gule, magenta. Kodak. [2] | 2×2 | |
| CYGM | Blå, gul, grøn, lilla. Brugt i nogle Kodak-kameraer. | 2×2 | |
| Bayers RGBW | et af de grønne filtre er udskiftet med et hvidt, ellers ligner det standard Bayer filter. Vinder en smule i lysfølsomhed og vinder i fotografisk breddegrad med omkring 1 stop. | 2×2 | |
| RGBW#1 | tre eksempler på Kodak RGBW- filtre, med 50 % hvid. Sammenlignet med resten vinder de i lysfølsomhed og fotografisk breddegrad og taber i farvegengivelse. De adskiller sig indbyrdes i de nødvendige behandlingsalgoritmer og i arten af den strukturelle støj ( eng. pattern noise ), skabt af en stor (sammenlignet med det traditionelle Bayer-filter) rumlige periode af filterstrukturen. Fundet applikation, hvor høj lysfølsomhed er påkrævet, og farveinformation er sekundær: tekniske tv-systemer, videoovervågning , bil DVR'er . | 4×4 | |
| RGBW#2 | |||
| RGBW#3 | 2×4 | ||
| X-Trans | Det større X-Trans-gentagelsesområde (6x6) reducerer moiré, hvilket gør det muligt for Fujifilm X-Pro 1 at fjerne anti-moire-filteret og forbedre billeddetaljerne. | 6×6 |
Da hver elementær fotodiode i matrixen er placeret bag et elementært lysfilter, fanger den kun information om lysstyrken af dens pixel i et delvist farvesepareret billede. For at få et farvebillede i et af standardfarverum , skal disse data fortolkes ved hjælp af en proces kaldet debayerization . I dette tilfælde adskilles de pixels, der registrerer røde, grønne og blå farver, og derefter konverteres informationen til en farvefil. Simpel bilineær interpolation er ikke egnet til dette, da lyse objekter får en farvekant i dette tilfælde. Producenter af digitale kameraer og RAW-konvertere bruger deres egne adaptive algoritmer, normalt annonceret som knowhow af producenten . Algoritmerne og indstillingerne for de fleste RAW-konvertere går dog tilbage til kildekoden for dcraw - en open source- konverter , som mange forfattere af konverterprogrammer (for eksempel SilkyPix) ærligt nævner i programdokumentationen.
Anti-aliasing, anti-aliasing, sløring eller lavpasfilter - et hvilket som helst af disse navne kan bruges i forskellige kilder.
Dette filter anvendes på matrixen før farvefilteret. Dens hovedformål er at eliminere moiré i fotografier, der opstår ved optagelse af såkaldte regulære strukturer (hyppigt gentagne elementer). Moiré kan for eksempel forekomme på en murstensvæg eller på stoffet i en jakke, bluse osv. Jo mere aggressivt anti-aliasing-filter der bruges, jo mindre sandsynligt er det, at det forårsager moiré, men sådanne filtre har også en ulempe: de sløre billedet af fotografiet og ved nærmere undersøgelse vise sig at være sløret, udtværet (sløret). Sandt nok opstår der kun en mærkbar forskel mellem fotografier taget med og uden filtre, når du bruger skarp optik af høj kvalitet. Udviklingen af digitale kameraer i retning af at forenkle deres brug, ønsket om at få det endelige produkt - en jpg-fil, uden at øge omkostningerne ved behandling direkte i kameraet, førte til beslutningen om at bruge et diffust filter. Dette blev en kompromisløsning, der nu er meget brugt. [3]
På trods af at sløringsfilteret nu bruges i langt de fleste matricer med mosaikfarvefiltre, har der i løbet af 2013 været en tendens til at eliminere anti-aliasing-filtre for at skærpe og detaljere fotografier. Først begyndte producenterne at præsentere to modeller af deres kameraer, med og uden sløringsfiltre, og derefter, med fornyelsen af serien, udgav de en model uden filter. Eksempelvis Sony A7 og Sony A7R, Nikon D800 og Nikon D800E, Nikon D3300, Nikon D5300, Nikon D7100 osv. Fujifilm skiller sig generelt ud i denne henseende. Takket være deres X-Trans farvefiltersensorer, som er modstandsdygtige over for moiré på grund af det specielle farvefiltermønster, har de elimineret anti-aliasing-filteret. Pentax udmærkede sig ved, at de udgav et Pentax K-3 kamera med et omskifteligt anti-aliasing filter.
Længe før det producerede Kodak også to kameraer, DCS Pro SLR/n og DCS Pro SLR/c [4] , som brugte sensorer uden udvaskningsfilter. [5] .
Strengt taget er reduktion af denne type artefakter valgfri og kan kompenseres for ved at efterbehandle et specifikt billede i overensstemmelse med fotografens mål.
Bayer-filteret er i første omgang ikke kun den allerførste variant af arrangementet af filtre på matrixen, men også den nemmeste filtervariant at behandle. Selv hurtig bilineær interpolation giver det "endelige resultat" i form af et fuldfarve RGB-billede.
I modsætning til det traditionelle Bayer RGGB-filter, med forskellige farvefiltre, kræver opnåelse af RGB-komponenterne for hver pixel mere komplekse algoritmer, der tager højde for værdierne af alle omgivende pixels i bestemte proportioner. Men den ikke-ideelle farvegengivelse og tabet af 2/3 af lysstrømmen på filtrene tvang udviklerne til at lede efter mulige ændringer i rækken af filtre.
Ønsket om at øge farvenøjagtigheden af grønne farver førte til udviklingen af et RGEB-filter, hvor halvdelen af de grønne celler er erstattet af grøn-blå ("smaragd", engelsk smaragd ).
| G | R |
| B | E |
Billeder taget ved hjælp af sådanne sensorer er kendetegnet ved jævnere overgange af blå farver og grønt løv. Det bruges i nogle kameraer af Sony.
CYGM-filtre bruges også nogle gange :
| C | Y |
| G | M |
Dette filter er interessant, fordi det transmitterer ca. 2/3 af det indfaldende lys og forsinker 1/3. Således opnås en stigning i den samlede lysfølsomhed af matrixen. Det resulterende farverum er dog værre end med et additivt RGB-filtersæt.
RGBW-filtre under normale pankromatiske lysforhold giver mere lysfølsomhed, men dårligere farvegengivelse. I belysning tæt på monokromatisk overgår RGBW RGGB i alle henseender på grund af det større antal pixels, der opfatter lys.
Problemerne i Bayer-filtre blev designet til at løse en ny generation af digitale lysfølsomme matricer - Foveons X3-matricer , hvor hver pixel består af tre lag, som hver opfatter sin egen farve.
Fra 2008 er det for tidligt at tale om fordelene ved matricer med dikroiske spejle inde i hver pixel ( Nikon RGB matrix ), da de ikke har forladt prototypestadiet. Det er dog indlysende, at matricer med CFA vil have den eneste fordel i forhold til dem - fremstillingsevne.
Det var disse objektive mangler, som især var mærkbare på tidlige enheder med lav opløsning, utilstrækkeligt præcist valgt lavpasfilterstyrke og ret svage skærpningsalgoritmer, der førte til en udbredt og vedvarende mening om de fatale mangler ved digital fotografering sammenlignet med film, og gav også anledning til andre, mindre åbenlyse sagn.
Bayer-filteret og arrangementet af lysmodtagende elementer i samme plan stammer fra rastermetoden til farvefotografering.
Men i modsætning til " Autochrome "-pladerne har rasteret på matrixen en regelmæssig periodisk struktur. Dette fører nogle gange, med formelt bedre udstyrsparametre, til en subjektiv holdning om "mindre naturlighed" af et digitalt farvebillede sammenlignet med film, da periodiske strukturer i naturen er en sjældenhed sammenlignet med kaotiske.