Poradnik kupującego ABC fotografii – kompozycja
Strona główna  >  Teoria  >  Pojęcia fotograficzne  >  Megapiksele, kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach aparatów


Jeśli chcesz być na bieżąco z tym,
co dzieje się w świecie fotografii oraz otrzymywać informacje o nowych artykułach publikowanych w naszym serwisie, zapisz się do FOTOlettera.


Zapisz Wypisz

Porównywarka Porównywarka kompaktów Porównywarka kompaktów Porównywarka lustrzanek Porównywarka obiektywów
Czy wiesz, że ...
Jedną z postaci greckiego Kościoła Prawosławnego jest Święty Nikon?
Polecamy

Patagonia 2012

FotoGeA.com O fotografowaniu i podróşach

Akademia Fotoreportażu

FotoIndex

Chronoskron

Foto moon pl
 
Kurs Fotografii Warszawa

Megapiksele, kolory i szumy - czyli wszystko o matrycach aparatów
Autor: Marcin Pawlak, Jarosław Zachwieja



Po przekątnej, czyli matryce od Fuji
Przedstawiona na poprzedniej stronie konstrukcja matrycy Bayera, chociaż jest najczęściej spotykaną, nie jest jedyną stosowaną w aparatach cyfrowych. Firma Fujifilm zaproponowała zupełnie nowy sposób rozmieszczenia elementów światłoczułych na powierzchni sensora. W matrycach z serii SuperCCD pojedyncze komórki nie dość, że są ośmiokątne (zamiast tradycyjnych, prostokątnych), to jeszcze rozmieszczone zostały po przekątnej. Według producenta układ taki pozwala lepiej wykorzystać powierzchnię matrycy, dzięki zmniejszeniu odstępów pomiędzy pojedynczymi fotoelementami (ze względów technologicznych nie wypełniają one szczelnie całej powierzchni matrycy – są pomiędzy mini pewne odstępy). Układ zaproponowany przez Fujifilm komplikuje jednak obróbkę obrazu. Ponieważ rozmieszczenie elementów matrycy nie pokrywa się z układem pikseli obrazu, interpolować trzeba również informację o luminancji. Zaletą takiego rozwiązania jest za to możliwość uzyskania obrazu o większej szczegółowości.

Oktagonalny układ elementów matrycy SuperCCD HR pozwala na lepsze wykorzystanie powierzchni sensora.

Firma Fujifilm nie poprzestała jednak na modyfikacji układu elementów. Aby zwiększyć rozpiętość tonalną rejestrowanego obrazu, zastosowała dodatkowe elementy światłoczułe, pracujące z inną (mniejszą) czułością niż główne fotodiody przetwornika. Owe dodatkowe elementy rejestrują "niedoświetlony" obraz, pozwalając w ten sposób uzyskać dokładniejszą informację na temat "przepalonych" obszarów zdjęcia. Jest to rozwiązanie podobne do stosowanego w analogowych błonach o dużej rozpiętości tonalnej, w których również używane były dodatkowe warstwy światłoczułe o obniżonej czułości.

Wprowadzenie dodatkowych, niskoczułych punktów pozwoliło zwiększyć rozpiętość tonalną rejestrowanego obrazu.

Wspomniane zalety sprawiły, że aparaty Fujifilm zdobyły sobie w swoim czasie duże uznanie fotografów mody i specjalizujących się w dokumentowaniu ślubów. W tych zastosowaniach możliwość "uratowania" prześwietlonej jasnej kreacji jest nie do przecenienia.

Dwa razy więcej punktów – czy dwa razy lepiej?
Na targach Photokina 2008 firma Fujifilm zaprezentowała zupełnie nowy typ przetwornika o nazwie Super CCD EXR, który łączy zalety obydwu konstrukcji oraz je udoskonala. Choć nie został zaprezentowany jeszcze żaden model aparatu wyposażony w sensor tego typu producent zapewnia, że nowa konstrukcja już wkrótce udowodni swoją wyższość zarówno nad poprzednikami jak i nad tradycyjnymi matrycami CCD i CMOS opartymi o mozaikę Bayera. Ciekawe czy podobnie jak w przeszłości kolejna lustrzanka Fujifilm będzie bazowała na korpusie profesjonalnej lustrzanki Nikona (tym razem np. na D300)?

Schemat budowy matrycy Super CCD EXR oraz porównanie struktury starych wersji sensorów Super CCD z najnowszą.

W matrycach Super CCD EXR od razu rzuca się w oczy zmiana układu filtrów barwnych odpowiadających za to, które komórki światłoczułe będą odczytywały informacje o konkretnych barwach składowych. Zamiast mozaiki składającej się z punktów niebieskich i czerwonych otaczanych z czterech stron przez zielone, zastosowano budowę "pasiastą". Jak się jednak łatwo przekonać zmiana ta jest tylko pozorna.

Schemat parowania się fotodiod odczytujących barwy składowe o mniejszym i większym natężeniu światła.

Najważniejszą innowacją nowej matrycy jest rozdzielenie układów rejestrujących jaśniejsze i ciemniejsze partie obrazu z jednego układu podwójnego na dwa niezależne, ze sobą sąsiadujące. Dzięki temu informacja o kompletnej barwie ciemniejszych i jaśniejszych partii obrazu odczytywana jest z większej powierzchni przetwornika, niż miało to miejsce w sensorach typu SR. Co ważniejsze, zarówno układy typu A (odpowiadające za jasne partie obrazu) jak i B (odpowiadające za ciemne partie obrazu) są tej samej wielkości, co według producenta ma zwiększyć precyzję odczytu.
 
Taka zmiana w konstrukcji przetwornika wymaga oczywiście zastosowania zupełnie nowego procesora obrazu, który będzie dokonywał interpolacji (składania) sygnału pochodzącego ze wszystkich trzech składowych barwnych o dwóch różnych natężeniach – co w sumie daje sześć typów danych. Na potrzeby realizacji tego zadania opracowano odpowiedni procesor, którego rezultaty działania mają zapewnić maksymalny możliwy poziom detali w zarejestrowanym obrazie.

Schemat separacji informacji o barwie jaśniejszych i ciemniejszych obszarów zdjęcia.

Co osiągnięto stosując tak nietypową kombinację? Producent twierdzi, że udało się w ten sposób zwiększyć powierzchnię pojedynczych fotoelementów, które mogą w ten sposób przechwytywać więcej światła. Z pewnością pozwoliło to również uprościć proces produkcji, gdyż obecnie wszystkie elementy przetwornika mają te same rozmiary, a "dwuczęściowe" elementy SR miały z pewnością bardziej skomplikowaną budowę. Podobnie jak w matrycy SR, dzięki oktagonalnemu kształtowi, zagęszczono też rozmieszczenie elementów, dzięki czemu "jałowa przestrzeń", która nie przechwytuje informacji o świetle jest mniejsza niż w rozwiązaniach klasycznych. Ma to zarówno pozytywnie wpłynąć na rozpiętość tonalną zdjęć, jak i zmniejszyć poziom szumów rejestrowanych przez aparat.
 
Na praktyczną weryfikacje tych deklaracji przyjdzie jeszcze poczekać do momentu premiery pierwszych aparatów z opisywaną matrycą. Jedno co na pewno wiadomo, wobec ogromnego postępu jakiego dokonali wytwórcy klasycznych przetworników, nie będzie to zadanie proste.
Powrót do listy artykułów
Konkurs  Konkurs
Nocą wszystko wygląda inaczej

Pod osłoną nocy świat wygląda inaczej. Przenikają go miejskie światła, iluminacje budynków i głębia czerni. Fotografowanie przy słabym oświetleniu nie należy do najłatwiejszych, ale może przynieść fantastyczne, oryginalne efekty i wiele radości. Zabierzcie aparaty na nocną wyprawę i pokażcie, co uda Wam się uchwycić!
Nocą wszystko wygląda inaczej
 
Ostatnio dodane zdjęcie:
[30.11.2018]
Autor:
Ilona Idzikowska
 
Dodaj swoje zdjęcie
Przejdź do galerii
Poprzednie konkursy
Nagrody w konkursie

 


AKTUALNOŚCI | SPRZĘT | EDYCJA OBRAZU | TEORIA | PRAKTYKA | SZTUKA
Mapa serwisu mapa serwisu Reklama reklama Kontakt kontakt
Czas generacji: 0.1s.