Kodak představil nový typ barevného filtru pro snímače - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

20. června 2007, 00.00 | Dnes se podíváme na novinku ze světa digitální fotografie, která se týká snímačů. Kodak představil koncepci nového barevného filtru pro snímače, který by měl zlepšit kvalitu obrazu na vysokých citlivostech, a přinést tak menší úroveň šumu.

Dnes se podíváme na novinku ze světa digitální fotografie, která se týká snímačů. Kodak představil koncepci nového barevného filtru pro snímače, který by měl zlepšit kvalitu obrazu na vysokých citlivostech, a přinést tak menší úroveň šumu.

Co je barevný filtr?
Velmi zjednodušeně řečeno je snímač sám o sobě barvoslepý. Světlocitlivé buňky by reagovaly na jakoukoliv barvu a generovaly signál bez ohledu na barvu dopadajícího světla. Výsledný snímek by byl černobílý. Proto se používá barevný filtr, který na jednu konkrétní buňku propouští jednu konkrétní barvu. Výsledný obraz, resp. jeden bod snímku se pak vypočítává složením hodnot ze sousedních buněk, které zachytily jiné barvy.

Bayerův filtr

Nový typ barevného filtru od Kodaku
U naprosté většiny snímačů používaná Bayerova maska zřejmě dostane dalšího konkurenta. Rozložení barevného filtru na snímači, tak jak jej známe z většiny digitálních fotoaparátů, se Kodaku zřejmě nelíbí (i když právě Bayerovu masku vyvinul pan Dr. Bryce Bayer v laboratořích Kodaku v roce 1976), a tak vyvinul nový koncept rozložení filtrů, který má vylepšit kvalitu obrazu na vyšších citlivostech. Používání vysokých citlivostí i u kompaktů je současný trend. Ještě před dvěma lety jsme v kompaktech mohli zpravidla nastavit maximální citlivost ISO 400, ale nyní není výjimkou ani citlivost ISO 3200, kterou potkáme v mnoha kompaktech. Takřka "povinným" minimem je ISO 1000 nebo 1600. To samozřejmě přináší problém s digitálním šumem, protože z druhé strany působí také efekt zvyšování rozlišení, kdy na stejné ploše kvůli zvyšování počtu buněk klesá jejich velikost. A tím pádem i citlivost, takže se signál musí více zesilovat a více se tím projeví šum.
Není to první pokus o překonání Bayerovy masky. Sony často používá barevnou masku složenou nejen ze základních barev R (red), G (green) a B (blue), ale přidává i čtvrtou barvu E (emerald), tedy smaragdovou. Přidání bylo jednoduché, protože Bayerova RGB maska díky tvaru a uspořádání buněk používá na jednu čtveřici bodů jeden červený, jeden modrý a dva zelené filtry. Tedy vlastně RGBG. Sony jednoduše nahradilo druhou zelenou jinou barvou.

Vlevo RGBG, vpravo RGBE

Dalším rivalem je Foveon a jemu podobné technologie, které skládají barevné RGB filtry pod sebe. Jeden bod tedy dokáže rozlišit konkrétní barvu, nejen intenzitu barvy dané použitým filtrem.

Kodak chce problémy vyřešit přidáním bodů, které budou zachycovat pouze jas (tzn. bez barevných filtrů) bez ohledu na barvu světla. Dalo by se tedy říci, že tyto body budou "uvažovat černobíle". Díky tomu, že takovéto buňky zachycují všechny vlnové délky viditelného světla, tak na těchto buňkách získáme větší signál. Ten se nemusí tolik zesilovat, a tím pádem je slabší i šum. Aplikaci Kodak vidí jak u CCD, tak i u CMOS snímačů všeho druhu. Od fotomobilů přes digitální kompakty. První snímače budou hotové v prvním čtvrtletí roku 2008.

nahoře klasická Bayerova maska, dole ukázka toho, jak by mohl vypadat nový typ filtru

  
rozložení bodů může být různé

Proč citlivost zvyšovat?
Důvod je samozřejmě jen jeden. Nedostatek světla. Nutnost zvyšování citlivosti lze rozdělit na dvě různé motivace. Buď máme málo světla pro zachycení scény, a vychází nám tak dlouhý čas expozice, že bychom pohybem fotoaparátu snímek rozmazali, nebo chceme použít velmi krátký čas expozice pro zmrazení pohybu. Zatímco pro zachycení scény nám stačí časy expozice v řádech desetin sekundy (u ohnisek v řádu desítek mm), pro zmrazení pohybu potřebujeme spíše setiny sekund, nebo více. Proto i v relativně osvětleném prostoru musíme použít vysokou citlivost.

Praktické ukázky

Odkazy

::Tisková zpráva Kodaku
::Blog Kodaku o inovacích
::Bayerův filtr na Wikipedii