Quali sono le differenze tra il mosaico Bayer e il sensore a 3 strati Foveon?

Per riempire il mio appetito per la fame nelle fotocamere, mi sono imbattuto nel sito web di Sigma e ho trovato questo materiale per sensori a 3 strati.

Qualcuno può davvero spiegarlo in base alla propria esperienza o ricerca al riguardo?

Qualcuno ha una mano su questo sigma SD15 o sigma SD1 DSLR da quando sono stato diretto e influenzato solo dal grande marchio in questo settore?

Il sensore Bayer utilizzato dalla stragrande maggioranza delle fotocamere è fondamentalmente una griglia di sensori due per due con 1 sensore blu, 1 rosso e 2 verdi noto come filtro Bayer che prende il nome dallo scienziato dei Kodak Labs che lo ha inventato. I dati provenienti da tale sensore devono quindi passare attraverso un processo di demosaicing che converte i 4 punti dati in un pixel dando il risultato della fusione dei 3 colori. La ragione di 2 siti verdi è che l'occhio umano è segnalato per essere più sensibile al verde e quindi il colore è enfatizzato nel sistema.

Il modello Foveon , che mi affascina totalmente, è un approccio per seguire uno stile cinematografico più tradizionale. In questo contesto, l'idea è che le tre bande primarie di luce operino a diverse lunghezze d'onda e penetrino così il materiale del sensore a diverse profondità, premessa della pellicola a colori. In questo caso, il blu è il meno penetrante e il rosso di più, quindi impilando gli strati, possono rilevare in ogni sito fotografico il livello di ciascuno dei colori primari. La tecnologia, di conseguenza, elimina il modello di moiré che può derivare dagli algoritmi di demosaicing associati a un filtro Bayer e fornisce un risultato più accurato.

Sono davvero entusiasta della tecnologia Foveon e non vedo l'ora di vedere dove la porterà Sigma. Hanno finalmente prodotto e una fotocamera APS-C con questo sensore, quindi quando le recensioni e i campioni finalmente arrivano, li guarderò da vicino. Detto questo, penso che i produttori di fotocamere abbiano fatto un ottimo lavoro con il modello Bayer, è un mezzo collaudato e ben compreso per l'acquisizione di immagini e che può essere visto dai risultati spesso sorprendenti. Se il Foveon supera quello, siamo nel nirvana della fotografia. :)

Ad ogni modo, ho collegato alcuni articoli Wiki rilevanti sui due che penso ti aiuteranno davvero a vedere le differenze.

Ho girato Sigma DSLR per un certo numero di anni, dall'SD-9. Sono entrato nel sistema quando mi sono trasferito dalle reflex cinematografiche al digitale e ho fatto molte ricerche prima di fare il salto. Anch'io mi sono imbattuto nel chip Foveon e il suo design mi ha colpito molto più del design Bayer a livello concettuale; inoltre mi sono piaciute molto le immagini che ho visto provenire dalla fotocamera.

Il modo di pensare alla differenza qui è che un sensore Bayer tradizionale scatta davvero tre foto separate: una verde, una rossa, una blu. Per un sensore Bayer da 14 MP, la foto verde ha 7 milioni di pixel, mentre le immagini rosse e blu hanno 3,5 milioni di pixel di dati. Nessuno di questi dati si sovrappone spazialmente; vale a dire se un oggetto fosse alto solo un pixel catturato dal sensore, potrebbe svanire in una qualsiasi delle immagini a seconda del colore. In qualsiasi data posizione spaziale i 2/3 dei dati di colore vengono scartati. Quindi, mentre l'output che si ottiene da una fotocamera da 14 MP potrebbe contenere 14 milioni di pixel, è essenzialmente una versione ricampionata e ingrandita dell'immagine con il massimo dettaglio: l'immagine verde da 7 MP.

Dal punto di vista del foveon, non esiste un punto in cui un colore nell'immagine possa "nascondersi" perché in una data posizione di rilevamento, l'intero spettro di luce viene catturato dai tre strati di sensori e quindi non è necessario un grande input dai vicini per risolvere ciò che il sensore ha visto.

L'effetto finale è che i sensori Foveon non verranno ingannati nel pensare che i dettagli precisi siano in realtà una sorta di colore (colore moiré) e il livello di dettaglio acquisito è costante perché nessun dettaglio fine viene accidentalmente scartato. Il sensore bayer che scarta i 2/3 della luce in qualsiasi momento a volte può far cadere dettagli precisi che il chip Foveon risolverà - di nuovo dipende dal colore della scena.

Poiché il livello di dettaglio in un sensore Bayer è variabile, può essere molto difficile confrontarlo con il chip Foveon per quanto riguarda i dettagli acquisiti, ma una regola empirica è che un'immagine Foveon catturerà attorno allo stesso livello di dettaglio di un Telecamera Bayer con 2/3 della classificazione MP Foveon (o conteggio dei sensori). Quindi, ad esempio, la prossima SD1 ha 46 milioni di fotositi (sensori), il che significa che puoi aspettarti livelli di dettaglio simili a un'immagine bayer da 30 MP. Ma questa è di nuovo un'immagine senza effetto moiré colorato, senza filtro AA davanti al filtro (quando non ti preoccupi di effetto moiré colorato non hai bisogno di un filtro AA).

Puoi vedere alcuni esempi interessanti che confrontano la Canon 5D originale con la Sigma SD-14 qui:

http://www.ddisoftware.com/sd14-5d/

Soprattutto notare cosa succede quando si sparano obiettivi a colori per avere un'idea di come i dettagli possono variare.

Quindi, a parte tutto il materiale tecnico, con cosa fa bene il sensore? Poiché sta catturando l'intero spettro ad ogni pixel e lo stesso livello di risoluzione indipendentemente dal colore, penso che catturi davvero sottili cambiamenti tonali. Ciò significa cieli davvero carini, o qualsiasi altra cosa con graduali cambiamenti di colore o tono. In quanto tali, producono anche immagini davvero piacevoli per la conversione in bianco e nero, a causa delle transizioni molto fluide tra i toni.

http://www.pbase.com/kgelner/image/90304998

http://www.flickr.com/photos/kigiphoto/5308324073/in/set-72157625711613108/

http://www.pbase.com/kgelner/image/108588990

(le versioni full size di ciascuna di quelle immagini sono disponibili nei link).

Laddove il sensore ha avuto problemi, è con ISO più elevati - le telecamere attuali possono fare ISO 3200 quando viene chiesto:

http://www.flickr.com/photos/kigiphoto/4684772878/in/set-72157624236424558/

ma in realtà 800 è un limite più realistico alla maggior parte delle riprese (a meno che non si stia scattando in bianco e nero e quindi quelle immagini possano resistere davvero bene a causa della natura del rumore).

Le telecamere Sigma non sono realmente orientate verso le persone che iniziano con la fotografia, perché non offrono molte modalità di assistenza o cose di quella natura ... quindi state attenti a questo se state pensando di entrare nel sistema. Il modo più semplice per provare il sensore da solo è il Sigma DP-1 o DP-2, le versioni precedenti delle fotocamere possono essere più lente da usare ma tutte ti daranno un buon gusto per i dettagli e colorano le immagini catturare.

Nota che ovviamente non sono una fonte imparziale, dal momento che mi è piaciuto usare le telecamere per molto tempo. Quindi l'altra cosa da fare anche prima di ottenere una fotocamera è di esplorare le immagini dal sensore in modo più dettagliato. Ne fornisco alcuni sopra e puoi esplorare i miei siti mentre generalmente scatto solo fotocamere Sigma, ma puoi trovare una tonnellata di immagini di esempio da tutte le varie fotocamere che Sigma ha prodotto qui (anche con immagini full size da trovare):

http://www.pbase.com/sigmadslr

Inoltre puoi trovare tantissime informazioni fantastiche sul blog di Carl Rytterfalk:

http://www.rytterfalk.com/

Da qualche parte là dentro ha dei pacchetti RAW di esempio che puoi scaricare e varie cose che parlano di fotocamere Sigma, obiettivi e sensore Foveon. È un grande fotografo e molto entusiasta come vedrai se guardi qualcuno dei suoi video.

EDIT: Carl ha appena scritto un lungo post di "Why I use Sigma", che si applica direttamente a questa domanda:

http://www.rytterfalk.com/2011/01/20/why-i-choose-sigma/

Il riassunto delle sue ragioni sono:

1. Sfumature (a colori)
2. Densità
3. Micro contrasto
4. Nitidezza vera
5. Gamma dinamica

In cui approfondisce il collegamento, insieme ad altre immagini.

Una nota a margine che ho dimenticato di menzionare, che non riguarda direttamente il sensore, ma riguarda le DSLR specifiche di Sigma che ospitano il chip Foveon: puoi facilmente usarle per il lavoro IR anche rimuovendo la protezione antipolvere sulla fotocamera ( costruito per essere rimovibile dall'utente e si reinstalla senza strumenti).

Ho molti elogi per Sigma per aver provato qualcosa di diverso e innovativo, e sulla carta il sensore Foveon è un'ottima idea. Tuttavia non sono d'accordo con il modo in cui Sigma si riferisce al loro modello attuale con 4,6 milioni di fotositi (ognuno dei quali è sensibile al colore e all'intensità) in quanto hanno un sensore da 14 megapixel!

Moltiplicare il numero di fotositi per tre per ottenere l'equivalente di Bayer sarebbe ok se i canali di colore non fossero correlati tra loro. Tuttavia, nelle scene reali i canali di colore variano da leggermente correlati a fortemente correlati. Prendi questo esempio seguente:

Hai un sensore Foveon da 5 MP e un sensore Bayer da 15 MP. Ogni sensore ha 5 milioni di pixel rossi 5 milioni di pixel verdi e 5 milioni di pixel blu. Stai fotografando un gatto grigio seduto su un grosso blocco di cemento grigio. Poiché la luce proveniente dalla scena è tutta grigia, i pixel rosso verde e blu in ciascun sensore ricevono tutti la stessa quantità di luce. Tuttavia nel sensore Foveon si ottengono tre letture identiche l'una sull'altra, il che non è molto utile, fornendo solo 5 milioni di valori di dati unici. Nel sensore Bayer vengono spostati lateralmente dando un potenziale 15 milioni di valori unici. L'immagine di Bayer non avrebbe nemmeno bisogno del demosiacing, quindi conterrebbe molti più dettagli.

Questo è un esempio molto inventato, tuttavia i canali di colore correlati si verificano abbastanza spesso, ed è per questo che le interpolazioni Bayer funzionano. Quando si fotografa un oggetto giallo, la lettura rossa fornisce informazioni su quale sarebbe la lettura verde anche se a differenza del Foveon non vi è alcun pixel verde lì.

Nei test del mondo reale a causa della correlazione, la risoluzione equivale a poco più del doppio del Bayer, non all'affermazione 3x Sigma. Ciò significa che l'attuale modello di punta di Foveon con 4,6 milioni di fotositi equivale all'incirca a un Bayer da 10 megapixel (anche se avranno ancora qualità leggermente diverse, ad esempio la mancanza di colore Moiré nel Foveon). Ciò lascia Foveon in ritardo rispetto alle DSLR da 35 mm da 24 MP. L'attuale Foveon lotta anche in condizioni di scarsa luminosità poiché la luce deve penetrare due strati sopra per raggiungere lo strato finale.

Il futuro:

Quindi basandomi sul fatto che il mio consiglio attuale sarebbe quello di andare con una fotocamera Bayer, tuttavia sarà interessante vedere cosa riserva il futuro. Dopo una lunga pausa, Sigma ha annunciato l'SD1 con un 15,4 milioni di photosite. Non c'è ancora una data di uscita, ma se riescono a farlo in un corpo decente, darebbe alla Nikon D3x da 24 MP una corsa seria per i suoi soldi!

Dall'altro lato della medaglia, le risoluzioni di Bayer salgono a un ritmo costante e sono sostenute dalla semplice economia (più persone stanno facendo Bayer in numero maggiore). All'aumentare della risoluzione del sensore, senza i corrispondenti miglioramenti della nitidezza dell'obiettivo, Moire e altri artefatti Bayer diventano molto meno un problema. Alla fine un sensore Bayer con un numero di megapixel abbastanza alto ti darà lo stesso effetto del Foveon, ma con i pixel affiancati non uno sopra l'altro.