Вы обязательно должны понимать принципы работы сенсора, так как разрешение и качество цифрового изображения по большей ча­сти определяется именно этим устройством. Конечно, объектив, ко­торый «собирает» и передает изображение на сенсор, играет не менее важную роль, но оптические технологии постоянно развиваются, на­чиная с момента создания первого увеличительного стекла (которое использовали для чтения) еще в XIII веке. Даже такие недавние раз­работки, как асферические (не сферические) объективы и оптика, соз­данные специально для цифровых фотоаппаратов, не более чем со­вершенствуют применение хорошо понятных законов.

Цифровой сенсор — совсем другое дело. Первый CCD-сенсор был создан около тридцати лет назад, а в 1986 году компания Kodak пред­став ил а первый мегапиксельный сенсор (с неимоверным количеством пикселей — 1,4 миллиона). Технология развивалась в нескольких направлениях, самым важным из которых для фотографов является увеличение разрешения и снижение цены. В настоящее время су­ществуют сенсоры с 16 миллионами пикселей и даже больше, а стоимость их производства упала настолько, что фотоаппараты с разрешением до 8 мегапикселей или более стоят гораздо дешевле 1000 долл. Можно рассчитывать, что за время выхода в свет этой книги количество пикселей удвоится, а цена снизится наполовину

Самые интересные разработки связаны с технологией, используе­мой в сенсоре Foveon ХЗ, — первом сенсоре, способном захватить лю­бой из основных цветов света в любой пиксельной позиции. Сенсоры стандартного цифрового фотоаппарата захватывают только часть изображения и для «угадывания» значения отсутствующих пикселей используют математический процесс, называемый интерполяцией (он будет более подробно описан далее).

На рис. 6 показана часть CCD-сенсора размером шесть нашесть пикселей. Полный сенсор 6-мегапиксельной камеры содержит око­ло 3000 столбцов и 2000 строк пикселей, но этот массив, в сущности, идентичен части, показанной на рисунке. На рис. 6 сенсор разделен на два слоя. Серый нижний слой содержит реальные детекторы света, которые захватывают фотоны, несущие информацию о каждом пик­селе. Цветной верхний слой состоит из фильтров, каждый из которых пропускает красный, зеленый или синий свет и задерживает осталь­ные. Благодаря наличию фильтров каждый из 6 миллионов пикселей в конкретном месте сенсора способен регистрировать интенсивность только одного из трех цветов.

 

Рис. 6. Типичный сенсор состоит из чувствительного массива и последо­вательности фильтров, упорядоченных в виде мозаичного узора

 

Конечно, пиксель, предназначенный для регистрации зеленого света, может оказаться недостаточно «везучим», чтобы получить зеленый свет. На этот пиксель может прийтись синий или красный

оттенок. К счастью, при наличии 6 миллионов пикселей зеленый свет получит достаточное количество пикселей с зеленым фильтром. Это же касается остальных цветов. Используемые в фотоаппаратах алгоритмы «просматривают» окружающие пиксели и с некоторой точностью вычисляют недостающие значения. Эти «восстановленные» пиксели и сохраняются на карте памяти при записи изображения в виде файла JPEG или TIFF. (Сохранение данных в неинтерполированном формате RAW выполняется иначе. Принцип записи файлов в данном формате рассматривается в главе 4, «Форматы файлов для цифровой фотокамеры».)

По ряду причин, погребенных в недрах науки о цветах, пиксели сенсорного массива не подчиняются строгому чередованию красно­го, зеленого и синего цветов. Они расположены в виде узора Байера (см. рис. 6): в одной строке чередуются красные и зеленые пиксе­ли, в следующей — синие и зеленые. При этом преобладает зеленый цвет, что объясняется физиологией восприятия света глазом — он намного чувствительнее к зеленому излучению. Так, в монохромных мониторах компьютеров темные углы черных экранов часто кажутся зелеными. В некоторых сенсорах в целях улучшения цветокоррекции установлено чередование полностью зеленых пикселей с короткими пикселями, чувствительными к сине-зеленому, или так называемому изумрудному цвету.

Поделиться в: Предыдущий материал ЗАДНЯЯ ПАНЕЛЬ ФОТОКАМЕРЫ
Следующий материал ОТ ПЛЕНКИ К ЦИФРЕ