1. MEGAPIKSELE, KOLORY I SZUMY
- CZYLI WSZYSTKO
O MATRYCACH APARATÓW
Marcin Pawlak, Jarosław Zachwieja

2. Megapiksele, kolory i szumy - czyli
wszystko o matrycach aparatów
Matryca
światłoczuła nie
rejestruje informacji
o barwie padającego
światła, dlatego
uzyskiwany obraz
jest
monochromatyczny.

3. Megapiksele, kolory i szumy - czyli
wszystko o matrycach aparatów
Sposób pracy
matrycy
powoduje, że
zapisany
obraz ma
nieciągłą
strukturę –
składa się z
szachownicy
punktów o
zmiennej
jasności.

4. Od szarości do koloru
Pojedyncze elementy matrycy
światłoczułej rejestrują jedynie
natężenie padającego na nie światła.
W najpowszechniej spotykanym
rozwiązaniu przed każdym elementem
przetwornika umieszczony jest filtr
barwny w jednym z trzech kolorów
podstawowych: czerwonym (R),
zielonym (G) lub niebieskim (B).
Powoduje on, że dany element rejestruje
natężenie światła jedynie o ściśle
określonej barwie.

5. Od szarości do koloru
Duże powiększenie wyraźnie pokazuje, iż "surowy" obraz zapisany
przez matrycę aparatu nosi wyraźne "ślady" układu filtrów w postaci
dość regularnego wzoru.

6. Od szarości do koloru
Informacja o barwie pojedynczego punktu obrazu jest interpolowana na
podstawie danych pochodzących z sąsiednich komórek matrycy

7. Po przekątnej, czyli matryce od Fuji
Wprowadzenie
Oktagonalny układ
dodatkowych,
elementów matrycy
niskoczułych punktów
SuperCCD HR
pozwoliło zwiększyć
pozwala na lepsze
rozpiętość tonalną
wykorzystanie
rejestrowanego
powierzchni sensora.
obrazu.

8. Dwa razy więcej punktów – czy dwa
razy lepiej?
Schemat budowy matrycy Super CCD EXR oraz porównanie struktury starych
wersji sensorów Super CCD z najnowszą.
Schemat parowania się fotodiod odczytujących barwy składowe o mniejszym i
większym natężeniu światła.

9. Dwa razy więcej punktów – czy dwa
razy lepiej?
 Co osiągnięto stosując tak nietypową
kombinację? Udało się w ten sposób zwiększyć
powierzchnię pojedynczych fotoelementów,
które mogą przechwytywać więcej światła.

10. Foveon – odmienny sposób na kolor
 Choć rozwiązanie zastosowane przez Foveona gwarantuje bardzo wierne
odwzorowanie kolorów, zupełnie nie sprawdza się przy rejestracji słabo
oświetlonych scen.
 Kolejne warstwy sensorów pochłaniają na tyle dużo światła, że do ich grupy
znajdującej się na spodzie dociera go już zbyt mało.

11. Matryca światłoczuła to nie tylko fotolementy
Matryca to nie tylko szachownica detektorów i filtrów. Ponieważ elementy
światłoczułe rejestrują nie tylko widzialną część widma, przed matrycą
umieszczony jest filtr podczerwieni. Gdyby nie jego obecność, fotografie
byłyby zafałszowane dodatkowym obrazem rejestrowanym w
promieniowaniu niewidzialnym.

12. Przetwornik w okularach
Zastosowanie mikro soczewek
pozwala zwiększyć powierzchnię
aktywnie zbierającą światłopadające
na powieżchnię przetwornika aparatu

13. Trzy matryce w jednej, czyli lustra
zamiast filtrów
W układach trójprzetwornikowych zestaw pryzmatów
dichroicznych rozdziela światło na trzy wiązki
kierowane do osobnych matryc światłoczułych,
odpowiadających za rejestrację składowych RGB. (fot.:
wikimedia)

14. Trzy matryce w jednej, czyli lustra
zamiast filtrów
 Dzięki temu rozwiązaniu każdy z fotoelementów otrzyma tę samą ilość światła, bez
żadnych strat, gdyż światło padające na zestaw luster dichroicznych jest separowane na
składowe poprzez odbicie promieniowania o określonej częstotliwości, a nie jego
pochłanianie. Tym samym duży, pryzmatyczny separator RGB z kamer wideo zostanie
przeniesiony w miniaturowej wersji na powierzchnię samej matrycy.

15. Trzy matryce w jednej, czyli lustra
zamiast filtrów
pojedyncze fotoelementy mogą mieć dużo większą powierzchnię.

16. Sensor aparatu jak ludzkie oko
W zależności od budowy przetwornika obrazu oraz jego oprogramowania
może zostać wykorzystany jeden z kilku wzorów matrycy.

17. Spis treści
 Megapiksele, kolory i szumy - czyli wszystko o
matrycach a...
 Od szarości do koloru
 Po przekątnej, czyli matryce od Fuji
 Dwa razy więcej punktów – czy dwa razy lepiej?
 Foveon – odmienny sposób na kolor
 Matryca światłoczuła to nie tylko fotolementy
 Przetwornik w okularach
 Trzy matryce w jednej, czyli lustra zamiast filtrów
 Sensor aparatu jak ludzkie oko

18. Literatura
 Art. Megapiksele, kolory i szumy - czyli wszystko o
matrycach aparatów
Autor: Marcin Pawlak, Jarosław Zachwieja
http://www.fotografuj.pl/Article/Typy_matryc_apa
ratow_cyfrowych/id/33/page/1#content