Re: Snímače - masky a filtry
Plnobarevné senzory
Foveon X3
Koncept Foveon X3 vychází z patentu společnosti Foveon z října 1999. Zakládá na principu kinofilmu, tedy snímání světla třemi fotosenzitivními vrstvami - jedné pro modrou, druhé pro zelenou a třetí pro červenou barvu.
http://www.abload.de/img/4026-foveonx3794rbf.gif
- alt. link -
Foveon tedy na rozdíl od všech předchozích konceptů snímá pro každý pixel 100% barevné informace, takže není použita žádná interpolace (debayer), ani rozostřující low-pass filter. Dalšími výhodami jsou nulové barevné moire (všechny tři barvy jsou snímány v jednom bodu, takže barevné moire může vycházet principielně pouze z radiálního šíření světelných paprsků z objektivu) a nulový barevný alias. Zvýšený je také dynamický rozsah.
Vlivem tří senzorů "pod sebou" je denzita jednotlivých bodů nižší, takže Foveon nabízí nižší výstupní rozlišení, než mozaikové senzory, za to však s 3x přesnější barevnou informací. Bližší srovnání zde
Menší nevýhodou je nižší citlivost na červenou barvu vlivem uložení červených senzorů v nejhlubší vrstvě. To je kompenzováno vyšším množstvím fotosenzitivního substrátu pro tento kanál.
http://www.abload.de/img/450px-absorption-x35b1t.png
- alt. link -
Zajímavá je situace se šumem - ten je z principu nižší, než u mozaikových filtrů, ale v praxi lze pozorovat výraznější nárůst s vyšším ISO, než u mozaikových filtrů (jde o záležitost související s výrobními technologiemi spíše než se základním principem masky)
Foveon X3 využívá Sigma v DSLR SD-9, SD-10 a SD-14 + v chystaném kompaktu DP-1.
Novější verze (použité v SD-14 a DP-1) jsou doplněny o microlenses pro snížení šumu a luminančního aliasu.
- výhody
- plné barevné rozlišení
- nulová interpolace
- bez OLPF
- vyšší dynamický rozsah
- nižší jasový šum (v praxi záleží na implementaci a ISO)
- nevýhody
- nižší výstupní rozlišení
- vyšší výrobní náklady
Full-color organic sensor (OCMOS)
Obdoba Foveonu založená na organických barvivech, pochází od Fuji. První informace se objevily v březnu minulého roku (v té době byla Fuji na úrovni prototypů se zeleným barvivem). Finální produkt byl předběžně přislíben na dobu tří-čtyř let od plnění patentu (jsme zhruba v polovině čekací doby).
Krom vysokého barevného rozlišení slibuje Fuji i trojnásobnou citlivost oproti standardním senzorům roku 2006.
Dichroic mirror-based full-color sensor
Další plnobarevný senzor pochází z dílen Nikonu. Rozložení barevných senzorů je sice mozaikovité, ale světlo, které na ně dopadá, pochází ze stejného "paprsku" (využití technologie microlens) a je mezi ně rozděleno systémem dichroických zrcadel:
http://www.abload.de/img/dichroic_sensor210xgf.gif
- alt. link -
Výhody budou obdobné jako u Foveonu, nebo organického senzoru Fuji, ale varianta Nikonu se kvůli dichroickým zrcadlům zdá být výrazně komplikovanější a dražší na výrobu.
Pokud jsem na něco zapomněl, zmiňte, doplním :-)
Re: Snímače - masky a filtry
Hasselblad emuluje Foveon prostřednictvím Bayerova filtru a mikro-piezo motoru
http://www.abload.de/img/h3dii-39msycc.png
Hasselblad uvádí novou DSLR H3DII-39MS využívající tradiční 39M CCD s Bayerovým filtrem, která je ale vybavena piezo motorem pro posun čipu. Díky tomu umožňuje realizovat čtyřnásobnou expozici, přičemž každý snímek je pořízen s posunem CCD o jeden pixel bayerova filtru, čímž jsou pro každý bod získány všechny tři barevné vzorky, podobně jako u Foveonu (nebo filmu), čímž je eliminována potřeba demosaic interpolace a až trojnásobně zvýšena barevná přesnost:
http://www.abload.de/img/h3dii-39mssa0.jpg
oficiální press release:
http://www.hasselblad.co.uk/news/has...shot-dslr.aspx
Re: Snímače - masky a filtry
Re: Snímače - masky a filtry
Fuji uvádí Super CCD EXR
Upravené rozložení barev v masce, senzory o dvou úrovních citlivosti...
http://www.dpreview.com/news/0809/08...ujifilmEXR.asp
Re: Snímače - masky a filtry
Zajímavá ukázka od Zeisse:
bílý čtvereček: velikost pixelu 12MP zrcadlovky
vlevo (7.): bod, jak ho dokážou vykreslit nejlepší objektivy
vpravo (8.): jak se tentýž bod vykreslí na senzoru po průchodu low-pass filtrem bayerovy masky
http://img1.abload.de/img/lpofdesf7on.png
Re: Snímače - masky a filtry
mám takovou kacířskou myšlenku, proč se vlastně snímá v RGB? nejde udělat buňka, že by snímala všechno najednou? (třeba by to vykoplo hexa číslo nebo ta něco) odpadlo by mnoho problémů :D
Re: Snímače - masky a filtry
O tom jsem přemýšlel už kolikrát, ale vždycky jsem toho nechal, protože mi bylo jasné, že o tom již přede mnou přemýšlelo mnoho jinačích mozků a výsledek se přesto nedostavil :)
Ono v podstatě kompletní spektrum v rámci jedné buňky snímá foveon nebo dichroický senzor nikonu. Vím, že jsou to stále tři senzory (R/G/B) v jedné buňce, ale to je právě ten problém. Není senzor, kterž by dokázal sejmout kompletní barvu i jas zároveň.
Spíš mě zaráží, proč tu nebyl alespoň pokus o inspiraci lidským okem. Pokud se nepletu, jsou v něm tyčinky a čípky, jedny snímají jas, druhé barvu. Pokud by tu byl někdo, komu je dobře znám princip, na kterém funguje to snímání celého barevného spektra, možná by nám to pomohlo objasnit, proč nelze něco podobného i "vyrábět"
V souvislosti s tím mě taky kolikrát napadlo, jestli by pro senzor, který by nebyl plochý, ale konkávní, nebylo jednodušší navrhovat optiku. Neřešilo by to některé optické vady snáze místo toho, aby musely být řešeny na úrovni optiky?
Re: Snímače - masky a filtry
Myšlenka zajímavá, leč ani lidské oko nemá jednu buňku pro celé spektrum, ale ono RGB;) (a to jsem ani nemusel moc hledat :p )Stejně to funguje u filmů-3vrstvy citlivé na různou vlnovou délku.
Citace:
Původně odeslal
no-X
V souvislosti s tím mě taky kolikrát napadlo, jestli by pro senzor, který by nebyl plochý, ale konkávní, nebylo jednodušší navrhovat optiku.
To bys ale pak nesnímal plochou plochu, ale plochu zakřivenou stejně jako senzor. Takže bys musel korigovat tuto vlastnost. Mno a myslíš, že i pokud by to fungovalo, bylo by jednodušší vyrobit křivý čip? :p
To sou zase nápady navečer..
EDIT: Btw díky za podnět, právě jsem zjistil, že oko má 130M buněk pro jas a 7M pro barvu:-o :)
Re: Snímače - masky a filtry
Citace:
Původně odeslal
berraneck
To bys ale pak nesnímal plochou plochu, ale plochu zakřivenou stejně jako senzor. Takže bys musel korigovat tuto vlastnost.
Jsi si jistý? Právě že tato vlastnost (zklenutí pole, zkreslení a některé formy astigmatismu) jsou redukovány právě proto, že obraz promítáme na rovinu, přičemž v případě promítání na nelineární médium, by je nebylo třeba korigovat (otázka je, jestli by jiné nevynikly)
Je mi jasné, že veškeré výzkumy a vývoj by musel začít znovu, protože se 150 let ubíral jiným směrem. Ale naprostá většina korekcí vnáší do optické sestavy další defekty a kazí bokeh (nejprimitivnější 100 let staré objektivy mají co se bokehu týče nejdokonalejší Gaussův profil). Toho by se bylo možné oprostit.
Jinak s tím okem je to velmi zajímavé... k čemu jsou tedy pak jasové buňky? Jen proto, abychom lépe viděli v šeru?
Re: Snímače - masky a filtry
odstavec 1) Jo máš pravdu, myslel sem to tak že všechny dnešní objektivy a znalosti optiky vychází z potřeby promítat na rovnou plochu. Z hlediska optiky by to bylo jistě jednodušší, ale složitost výroby zakřiveného čipu by byla o tolik vyšší, že by to bylo (dnes) nerealizovatelné. U filmu to samozřejmě takový problém není, třeba dírkové komory či panoramatické kamery se staví i se zakřiveným filmem, ale pouze v jedné ose(tedy nevím o tom, že by existoval či někdo zkoušel stavit aparát s filmem zakřiveným jako část koule).
odstavec 2) Jasně, ideální objektiv je pouze dírka, resp. bod-ale tady narážíme na vlnové vlastnosti světla a lom na hraně. Symetrické objektivy jsou další ideál, ale mají určité tebou jmenované vady. V dnešní době maličkých snímačů to vadí, před 100lety, kdy se dělaly kontaktní kopie z filmu to vůbec nevadilo. Takže zase narážíme, proto budeme objektiv korigovat-ale tady už se zobrazením odchylujeme od přirozených vlastností zobrazení(bokeh..). Vždy je to kompromis, záleží jaký výsledek potřebuješ.
odstavec 3) Přesně tak, čípky jsou řádově méně citlivější na světlo, v noci proto barevně nevidíš(myslím za přirozeného světla, či spíše tmy). A ve tmě vetšinou člověk barevně ani vidět nepotřeboval, proto se takto vyvinul:)
Všechno toto mne přivádí na myšlenku, jaký by asi byl šum černobílého digitálního aparátu? :)
/konec OT :)
Re: Snímače - masky a filtry
Citace:
Spíš mě zaráží, proč tu nebyl alespoň pokus o inspiraci lidským okem. Pokud se nepletu, jsou v něm tyčinky a čípky, jedny snímají jas, druhé barvu.
já myslel, že na nějakym takovym principu by měl fungovat super CCD, ale zase tolik jsem to nezkoumal.
říkal jsem si, že by šel udělat čip s jedním typem buněk a měnit jen filtry, které by propoštěly jen určitou vlnovou délku...
Re: Snímače - masky a filtry
Citace:
Původně odeslal
Vinc Black
já myslel, že na nějakym takovym principu by měl fungovat super CCD, ale zase tolik jsem to nezkoumal.
přibližně jo, jsou tam 2typy buněk- jedny citlivější, druhé méně. mělo by to zvětšovat dynamický rozsah čipu, prakticky to tak i funguje, ale současné CMOS čipy už dosahují podobného rozsahu takže tam velká výhoda není. nemluvě o dalších vlastnostech, které jsou v konkrétních případech překonané (Fuji S5 vs Nikon D300)..
Citace:
Původně odeslal
Vinc Black
říkal jsem si, že by šel udělat čip s jedním typem buněk a měnit jen filtry, které by propoštěly jen určitou vlnovou délku...
to určitě, ale takové řešení by bylo pro barevnou fotografii použitelné pouze pro statické objekty:( a černobílý digitál by asi marketingové oddělení nepropustilo:-D
Re: Snímače - masky a filtry
Citace:
Původně odeslal
Vinc Black
já myslel, že na nějakym takovym principu by měl fungovat super CCD, ale zase tolik jsem to nezkoumal.
říkal jsem si, že by šel udělat čip s jedním typem buněk a měnit jen filtry, které by propoštěly jen určitou vlnovou délku...
To už tady v podstatě je - jen se neposouvají tři různobarevné filtry, ale jeden bayerův (o pár postů výš) :-)
Re: Snímače - masky a filtry
Jako další v pořadí si vlastní verzi Foveonu patentovalo Sony:
http://www.freepatentsonline.com/y2009/0303371.html
Welcome to the copyshop...
schéma z patentu Foveonu:
http://www.abload.de/img/foveondiode1jzj.gif
schéma z patentu Sony:
http://www.abload.de/img/sony_sensoravw1.png
:eek:
Re: Snímače - masky a filtry
Objevila se řada názorů na celou situaci a je to docela zajímavé...
1. Sigma po odkoupení Foveonu zapomněla prodloužit příslušný patent, Sony toho využilo a zlikviduje Sigmu :rolleyes:
2. Trochu pozitivnější verze: Patent obsahuje oproti verzi Sigmy jeden rozdíl, který se týká vyčítání a zpracování po vrstvách, což by mělo zlepšit poměr signál/šum. Spekulace zakládá na tom, že mohlo jít o výměnu technologií mezi Sigmou a Sony, takže by Foveon (s nižším šumem) pro Sigmu mohlo vyrábět Sony.
3. Jde čistě o záležitost Sony, která si patentovala technologie související s vyčítání po vrstvách(?)... to se ale jeví nepravděpodobně.
Re: Snímače - masky a filtry
Další patent Foveonu:
MULTI-COLOR CMOS PIXEL SENSOR WITH SHARED ROW WIRING AND DUAL OUTPUT LINES
http://www.google.com/gwt/x?wsc=pr&w...&ct=pg1&whp=30
http://www.freepatentsonline.com/20100155576.pdf
vypadá to na plnobarevný jednovrstvý senzor(?)
//oprava: je tradičně vícevrstvý