Bayer mozaik ve Foveon 3 katman sensörü arasındaki farklar nelerdir?


11

Açlık kamera şeylere iştahımı doldurmak için Sigma web sitesine rastladım ve bu 3 katmanlı sensör malzemesini buldum.

Bunu gerçekten deneyimleri ya da araştırmaları ile açıklayan var mı?

Sadece bu sektördeki büyük markaya yönlendirildiğimden ve etkilendiğimden beri bu sigma SD15 veya sigma SD1 DSLR üzerinde kimse var mı?


teşekkürler çocuklar, bu kadar iyi görüş, görüş ve bilgi ile sular altında, tüm cevap iyi ve tatmin edici ...
Nazrul Muhaimin

Yanıtlar:


11

Bayer kameraların büyük çoğunluğu tarafından kullanılan sensör temelde onunla geldi Kodak Labs bilim adamı adıyla anılan bir Bayer filtre olarak bilinen 1, mavi 1 kırmızı ve yeşil 2 sensörleri ile sensörlerin iki tarafından iki ızgara olduğunu. Böyle bir sensörden gelen veriler daha sonra, 4 veri noktasını 3 renk birleşmesinin sonucunu veren bir piksele dönüştüren bir yıkım işleminden geçmelidir. İki yeşil alanın nedeni, insan gözünün yeşile daha duyarlı olduğu ve bu nedenle sistemde renk vurgulandığının bildirilmesidir.

Foveon tamamen beni büyüleyen model, daha geleneksel bir film tarzını takip etmek bir yaklaşımdır. Bu bağlamda, fikir, üç ana ışık bandının farklı dalga boylarında çalıştığı ve böylece sensör malzemesinin renkli filmin öncüsü olan farklı derinliklere nüfuz etmesidir. Bu durumda, mavi en az nüfuz eden ve en çok kırmızı olanıdır, bu nedenle katmanları istifleyerek, her fotoğraf sitesinde ana renklerin her birinin seviyesini tespit edebilirler. Sonuç olarak, teknoloji hareli desenini bir Bayer filtresiyle ilişkili demosaising algoritmalarından kaynaklanabilecek şekilde ortadan kaldırır ve daha doğru bir sonuç verir.

Foveon teknolojisi hakkında gerçekten heyecanlıyım ve Sigma'nın onu nereye götürdüğünü görmek için sabırsızlanıyorum. Sonunda bu sensörle APS-C kamera ürettiler, bu yüzden incelemeler ve numuneler nihayet vurduğunda onlara yakından bakacağım. Bununla birlikte, kamera üreticilerinin Bayer modeliyle çok iyi bir iş çıkardığını düşünüyorum, bu kanıtlanmış ve iyi anlaşılmış bir görüntü yakalama aracıdır ve bu genellikle çarpıcı sonuçlardan görülebilir. Foveon bunu aşarsa, nirvana fotoğrafçıyız. :)

Her neyse, farkları görmenize gerçekten yardımcı olacağını düşündüğüm bazı ilgili Wiki makalelerini bağladım.


2
Gerçek dünyada, foveon fotoğrafları gerçekten bayer fotoğraflarından çok farklı görünmüyor. Renk doygunluğu benzer, belki biraz daha iyi blues. Birincil farklılıklardan biri Foveon'daki renk hareli eksikliğidir ve diğeri nispeten düşük görüntü piksel sayısıdır (14mp en büyük Foveon'dur, 24mp ve ötesini FF, 80mp MF ile iterken). Bu tek renkli hareli foveonda elenmez (sadece renk hareli)! Sınırlı bir çözünürlüğe sahip herhangi bir cihaz, bir Foveon dahil olmak üzere nyquist sınırının ötesinde frekansları görüntülerken hareli ile karşılaşır.
jrista

2
@ jrista-- Foveon görüntülerinin görünümü ve hissi hakkında sizinle daha fazla anlaşamadım. Bir dp2 ve bir nikon d300'üm var ve her iki kamera ile 13x19 baskı ürettik (her ikisinden de tam çipli görüntüler kullanarak). Birincisi, hiç kimse farklı çözünürlüklerde alındıklarını söyleyemez ve ikincisi, insanlar kesinlikle farklı kameralar olduklarını söyleyemezler. Doygunluklar farklı, detay çözünürlüğü farklı - hisler sadece farklı. Bazı insanlar d300'ü, diğerleri dp2'yi-- duvarlarım sensör stili için bir Rorschach testi haline geldi.
mmr

2
@jrista - Kabul etmiyorum. İlk olarak, 14mp'nin APS-C sensöründe "düşük" olduğunu düşünmüyorum, Nikon'un 12mp tam kare kamerayı ittiğini ve çarpıcı incelemeler aldığını düşünmüyorum. Yine, megapiksel sayısının tüm hikaye olmadığını gösteren kanıtlar. İkincisi, Foveon teknolojisi Bayer modeline kıyasla bebeklik döneminde ve en azından iyi bir sonuç ve bazı durumlarda daha iyi sonuç veriyor. Bu çok heyecan verici. Burada bir teknolojiye alışmayalım, Sigma henüz Kodak'tan daha iyi bir şey üretebilir ve bu iyi bir şey.
John Cavan

1
Bir kamera satın almadan önce uzun zamandır BÜYÜK Foveon fanatiğiydim. Teknolojinin avantajlarını gerçekten çok seviyorum ve bence potansiyel var ... özellikle Canon ve Nikon bunu lisanslayabilirlerse. Endişem, Sigma'nın elinde olması. Onları 15.3mp APS-C'yi duyurmak yıllar aldı ve DP2 zorlukla baş edebildi. Teknoloji mükemmel olsa bile Sigma iyi çalışmaz ve bu teknolojinin kıyametini çok iyi heceleyebilir. Teknolojiyi lisansladıklarını görmek ve 21mp Foveon'u piyasaya sürmek için Canon gibi bir Juggernaut almak isterim. Bir kalp atışı alırım.
jrista

2
@jrista Yaklaşık 14 milyon fotoğraf sitesinden veya toplam 14 milyon renk algılayıcı elemandan mı bahsediyorsunuz? 14 milyon fotosite sahip bir Foveon sensörü, muhtemelen 24 MP Bayer'den daha iyi olan 14 milyon fotosite sahip bir Bayer'den çok daha iyi bir iş yapar ve bu nedenle günümüz standartlarına göre düşük çözünürlük değildir. Ancak böyle bir kamera (SD1) henüz piyasaya sürülmedi. 14 milyon renk duyusuna sahip ancak sadece 4,5 milyon fotosite (SD15 gibi) sahip bir Foveon sensörü, 14mp Bayer'den daha kötü sonuçlar verecektir.
Matt Grum

7

SD-9'dan beri birkaç yıldır Sigma DSLR'leri çekiyorum. Film SLR'lerinden dijitale geçerken sisteme girdim ve sıçrama yapmadan önce çok araştırma yaptım. Ben de Foveon çipine rastladım ve tasarımı bana kavramsal olarak Bayer tasarımından çok daha fazla ses getirdi; artı kameradan geldiğini gördüğüm görüntüleri çok beğendim.

Buradaki farkı düşünmenin yolu, geleneksel bir Bayer sensörünün gerçekten üç ayrı fotoğraf çekmesidir - biri yeşil, biri kırmızı, biri mavi. 14MP Bayer sensörü için yeşil fotoğraf 7 milyon piksele sahipken, kırmızı ve mavi görüntüler 3,5 milyon piksele sahiptir. Bu verilerin hiçbiri mekansal olarak çakışmaz; yani bir nesnenin sensör tarafından yakalandığı kadarıyla yalnızca bir piksel yüksek olması durumunda, renge bağlı olarak görüntülerden herhangi birinde kaybolabilir. Herhangi bir uzamsal konumda renk verilerinin 2 / 3'ü atılır. Bu nedenle, 14MP kameradan elde ettiğiniz çıktıda 14 milyon piksel olsa da, aslında resmin en ayrıntılı şekilde yeniden örneklenmiş ve büyütülmüş bir versiyonu olan 7 MP yeşil görüntü.

Foveon tarafında, görüntüdeki bir rengin "gizlenebileceği" yoktur, çünkü herhangi bir algılama konumunda, ışığın tüm spektrumu üç sensör katmanı tarafından yakalanır ve bu nedenle girişten büyük bir ihtiyaç yoktur. Sensörün gördüklerini çözmek için komşulardan.

Sonuç olarak, Foveon sensörleri, ince detayın gerçekten bir çeşit renk (renk hareli) olduğunu düşünmeye aldanmayacak ve yakalanan detay seviyesi sabittir, çünkü ince detaylar yanlışlıkla atılmaz. Herhangi bir noktada ışığın 2 / 3'ünü atan bayer sensörü bazen Foveon çipinin çözeceği ince ayrıntıları düşürebilir - yine sahne rengine bağlıdır.

Bir Bayer sensöründeki ayrıntı seviyesi değişken olduğundan, yakalanan detay kadar Foveon çipiyle karşılaştırmak çok zor olabilir - ancak kabaca bir kural, bir Foveon görüntüsünün, Foveon MP oranının 2 / 3'üne sahip Bayer kamera (veya sensör sayısı). Örneğin, yaklaşmakta olan SD1'in 46 milyon fotosite (sensör) sahip olduğu anlamına gelir, bu da 30MP'lik bir bayer görüntüsüne benzer ayrıntı seviyeleri bekleyebileceğiniz anlamına gelir. Ancak bu yine renk harmanı olmayan, filtrenin önünde AA filtresi olmayan bir görüntüdür (renk harmanı hakkında endişelenmediğinizde AA filtresine ihtiyacınız yoktur).

Orijinal Canon 5D ile Sigma SD-14'ü karşılaştıran bazı ilginç örnekleri burada görebilirsiniz:

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

Özellikle detayların nasıl değişebileceğini anlamak için renk hedeflerini çekerken neler olduğuna dikkat edin.

Peki tüm teknik şeyler bir yana, sensör ne işe yarıyor? Renkten bağımsız olarak her pikselde ve aynı çözünürlük seviyesinde tam spektrumu yakaladığı için, ince ton değişikliklerini gerçekten iyi yakaladığını düşünüyorum. Bu gerçekten güzel gökyüzü veya renk veya tonda kademeli değişiklikler olan başka bir şey anlamına gelir. Bu nedenle, tonlar arasındaki çok yumuşak geçişler nedeniyle B&W dönüşümü için gerçekten güzel görüntüler üretiyorlar.

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

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

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

(bu görüntülerin her birinin tam boyutlu sürümlerini bağlantılarda bulabilirsiniz).

Sensörün sorunları olduğu yerde, daha yüksek ISO ile - mevcut kameralar istendiğinde ISO 3200 yapabilir:

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

ancak gerçekten 800, çoğu çekim için daha gerçekçi bir sınırdır (S&B için çekim yapmıyorsanız ve daha sonra bu görüntüler gürültünün doğası nedeniyle gerçekten iyi durabilir).

Sigma kameraları fotoğrafçılığa başlayan insanlara gerçekten yönelik değil, çünkü çok fazla destek modu veya o türden şeyler sunmuyorlar ... bu yüzden sisteme girmeyi düşünüyorsanız bunun farkında olun. Sensörü kendiniz denemenin en kolay yolu Sigma DP-1 veya DP-2'dir, kameraların önceki sürümlerinin kullanımı daha yavaş olabilir, ancak hepsi size ayrıntı için iyi bir tat verecek ve görüntüleri renklendirecektir ele geçirmek.

Açıkçası tarafsız bir kaynak olmadığımı unutmayın, çünkü kameraları uzun süredir kullanmaktan zevk alıyorum. Bu nedenle, bir kamera almadan önce yapılacak bir diğer şey, sensörden görüntüleri daha ayrıntılı olarak incelemektir. Yukarıda bazılarını sağlarım ve genellikle Sigma kameralarını çektiğimde sitelerimi keşfedebilirim, ancak Sigma'nın burada ürettiği tüm kameralardan bir ton örnek görüntü bulabilirsiniz (ayrıca tam boyutlu görüntülerle):

http://www.pbase.com/sigmadslr

Ayrıca Carl Rytterfalk'ın blogunda bir sürü harika bilgi bulabilirsiniz:

http://www.rytterfalk.com/

Orada bir yerde indirebileceğiniz örnek RAW paketleri ve Sigma kameraları, lensleri ve Foveon sensörü hakkında çeşitli şeyler var. Videolarından herhangi birini izleyip izlemediğinizi görmek için harika bir fotoğrafçı ve çok hevesli.

EDIT: Carl az önce "Neden Sigma kullanıyorum" uzun bir yazı yazmış, doğrudan bu soru için geçerlidir:

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

Sebeplerinin özeti:

  1. Nüanslar (renkli)
  2. Yoğunluk
  3. Mikro kontrast
  4. Gerçek netlik
  5. Dinamik Aralık

Hangi daha fazla resim ile birlikte, bağlantıda daha ayrıntılı olarak giriyor.

Bahsetmeyi unuttuğum bir yan not, doğrudan sensörle ilgili değil, ancak Foveon çipini barındıran Sigma'ya özgü DSLR'ler hakkında - sadece kameradaki toz koruyucuyu çıkararak IR çalışması için kolayca kullanabilirsiniz ( kullanıcı tarafından çıkarılabilir ve herhangi bir alet kullanmadan yeniden yüklenir).


gerçekten güzel ve kapsamlı! tebrikler ...
Nazrul Muhaimin

Foveon hakkında söyleyeceğim tek şey ... blueslar gerçekten göze çarpıyor!
jrista

Bu görüntülerin hiçbirine herhangi bir son işlem uygulanmadığını, minimum veya hiç ayarlama yapılmadan RAW dönüştürücünün hemen dışında olduklarını not etmeliyim.
Kendall Helmstetter Gelner

5

Sigma için farklı ve yenilikçi bir şey denediğim için çok övgü var ve kağıt üzerinde Foveon sensörü çok iyi bir fikir. Bununla birlikte, Sigma'nın mevcut modeline 14 megapiksel sensörlü olduğu gibi her biri renge ve yoğunluğa duyarlı olan 4,6 milyon fotosit ile başvurma şekline katılmıyorum!

Eğer renk kanalları birbiriyle ilişkisiz olsaydı Bayer eşdeğerini elde etmek için fotosit sayısını üç ile çarpmak iyi olurdu. Ancak gerçek sahnelerde renk kanalları hafif korelasyondan güçlü korelasyona değişir. Aşağıdaki örneği alın:

5MP Foveon sensörünüz ve 15MP Bayer sensörünüz var. Her sensörde 5 milyon kırmızı piksel 5 milyon yeşil piksel ve 5 milyon mavi piksel bulunur. Büyük bir gri beton bloğuna oturmuş gri bir kedinin fotoğrafını çekiyorsunuz. Sahneden gelen ışığın tamamı gri olduğundan, her sensördeki kırmızı yeşil ve mavi piksellerin tümü aynı miktarda ışık alır. Ancak Foveon sensöründe, birbiri üzerinde üç özdeş okuma elde edersiniz ve bu çok kullanışlı değildir, sadece 5 milyon benzersiz veri değeri verir. Bayer sensöründe yanal olarak yer değiştirirler ve potansiyel 15 milyon benzersiz değer verir. Bayer imajının demografik olması bile gerekmez, bu yüzden çok daha fazla ayrıntı içerir.

Bu çok tutarlı bir örnektir, ancak ilişkili renk kanalları oldukça sık görülür ve bu yüzden Bayer enterpolasyonları çalışır. Sarı bir nesnenin fotoğrafını çekerken, kırmızı okuma size Foveon'un aksine yeşil bir piksel olmasa da yeşil okumanın ne olacağı hakkında bilgi verir.

Korelasyon nedeniyle gerçek dünya testlerinde çözünürlük, 3x Sigma iddiasına değil, Bayer'in 2 katından biraz fazladır. Bu, 4.6 milyon fotosite sahip mevcut amiral gemisi Foveon modelinin kabaca 10 megapiksel Bayer'e eşdeğer olduğu anlamına geliyor (yine de biraz farklı niteliklere sahip olacaklar, ancak Foveon'da renk Moire eksikliği). Bu Foveon'un 24MP 35mm DSLR'lerin biraz gerisinde kalmasına neden oluyor. Mevcut Foveon ayrıca, ışığın son katmana ulaşmak için yukarıdaki iki katmana nüfuz etmesi gerektiğinden düşük ışıkta da mücadele eder.

Gelecek:

Bu yüzden şu anki tavsiyem bir Bayer kamerayla gitmek olacak, ancak geleceğin neler olacağını görmek ilginç olacak. Uzun bir aradan sonra Sigma, SD1'i 15.4 milyon fotosite sahip ilan etti. Henüz bir çıkış tarihi yok, ancak bunu iyi bir vücutta çekebilirlerse, 24MP Nikon D3x'e para için ciddi bir koşu verecektir!

Madalyonun diğer tarafında Bayer kararları istikrarlı bir şekilde artar ve sadece ekonomi ile desteklenir (daha fazla insan Bayers'ı daha fazla sayıda yapar). Sensör çözünürlüğü arttıkça, lens netliğinde yapılan iyileştirmeler olmadan, Moire ve diğer Bayer yapıları çok daha az sorun haline gelir. Sonunda yeterince yüksek megapiksel sayısına sahip bir Bayer sensörü size Foveon ile aynı etkiyi verecektir, ancak pikseller yan yana değil.


1
Bayer sensöründe 7,5 milyon yeşil fotosit ve 3,75 milyon kırmızı ve yeşil fotosit var. Örneğiniz, tamamen nötr bir konunun maksimum miktarda veri vermesi açısından doğrudur, ancak bu örnekte bile kırmızı / yeşil / mavi sensörler arasında çakışma olmadığından, fark olduğunda demografik olarak bazı renklerin göründüğünü göreceksiniz. kedi ve arka plan arasındaki parlaklık. Ama gerçekte kaç şey gri ve kaç şey bir dereceye kadar renk gösteriyor? SD1 hakkında da yanılıyorsunuz, 45 milyon fotosite (farklı sensörler) sahip.
Kendall Helmstetter Gelner

Kendall burada doğrudur. 15mp Bayer ile, eşit sayıda kırmızı, yeşil ve mavi yerine 7.5 milyon yeşil ve her biri kırmızı ve mavi olan 3.75. Görme gücümüz yeşile daha duyarlı olduğu için bu mantıklı. Bayer'in kırmızı / mavi bilgilerden iki kat daha fazla yeşil bilgi toplamasının hiçbir şekilde zararlı olmadığını söylemem gerekmiyor. @Kendall: SD1'e gelince, Matt, 15.4 milyon FOTOĞRAF veya sensör üzerinde bağımsız ışığa duyarlı konumlara sahip olması açısından doğrudur. Her bir PHOTOSITE üç farklı rengi algılayabilir ve bunun için 46.2 milyon SENSELS vardır.
jrista

1
Sanırım diğer soruda megapiksel ve duyuları yeterince ele aldık. Kedi örneğime gelince, tamamen monoton bir sahneye sahip olmanın çok nadir bir olay olduğunu kabul ediyorum (cevapta kabul ettiğim bir nokta) ama aynı zamanda çoğu sahnede üç renk kanalınız olmayabilir. tam bir anlaşma, ancak muhtemelen birbirinizle yüksek derecede korelasyon gösteren renk kanallarına sahip olursunuz. Parlak camgöbeği, şok edici pembe ve parlak sarı ile çok cafcaflı bir sahneye sahip olabilirsiniz ve yine de Foveon fotoğraf sitesi başına iki özdeş okumaya sahip olabilirsiniz!
Matt Grum

2
Bater sensörü dozajlamanın renk kanallarını etkili bir şekilde örneklediğini söylemek doğru değil, uyarlanabilir homojenliğe yönelik enterpolasyon gibi algoritmalarda olanların çok daha karmaşık olduğunu ve gerçek görüntülerde meydana gelen renk kanalları arasında güçlü istatistiksel korelasyonları kullandığından çok daha iyi olduğunu söylemek doğru değil. sadece boşlukları dolduruyorum.
Matt Grum

1
Saf eflatun farklı yoğunluklarda geniş alanlarınız varsa, aslında her pikseldeki kırmızı ve mavi duyuların, kırmızı ve mavi eşit parçaların karışımı olduğu ile aynı değerleri kaydettiğini göreceksiniz. Evet, bir piksel genişliğinde bir dişiniz varsa, Bayer bunu göremez, ancak bir Bayer sensöründe üç kat fazla pikseliniz varsa, ipliği birden fazla pikselle kaplayabilmelidir. Her neyse, lens tarafından keskin bir şekilde çözülen bir piksel iş parçacığı gri kediler kadar nadir ...
Matt Grum
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.