Attualmente, la maggior parte (tutte?) Le telecamere disponibili in commercio catturano la luce in tre canali di colore: rosso, verde e blu. Mi sembra che sarebbe molto utile avere una fotocamera con una gamma e una risoluzione spettrali maggiori, e quindi mi chiedo perché non siano disponibili fotocamere che catturano più di tre canali di colore.
Cosa intendo esattamente?
Ci sono state alcune domande nei commenti (poiché cancellati) su cosa intendevo dire, quindi vorrei dare una spiegazione migliore. La luce visibile varia da una lunghezza d'onda di circa 390-700 nm. Esiste un numero infinito di lunghezze d'onda tra questi due punti finali, ma l'occhio ha una capacità molto limitata di distinguerli, poiché ha solo tre fotorecettori di colore. Le curve di risposta per questi sono mostrate nella parte (a) della figura seguente. ( Versione più grande .) Questo ci consente di vedere colori diversi a seconda della frequenza della luce, poiché la luce a bassa frequenza avrà un effetto maggiore sui recettori blu e la luce ad alta frequenza avrà un effetto maggiore sui recettori rossi.
Un sensore digitale in una fotocamera funziona avendo i filtri davanti ai suoi pixel e di solito ci sono tre tipi di filtri. Questi sono scelti con curve di risposta il più vicino possibile alla figura (a) sopra, per imitare ciò che l'occhio umano vede.
Tuttavia, tecnologicamente parlando non c'è motivo per cui non siamo riusciti ad aggiungere un quarto tipo di filtro, ad esempio con un picco tra il blu e il verde, come mostrato nella figura (b). Nella prossima sezione spiegherò perché ciò sarebbe utile per la post-elaborazione delle fotografie, anche se non corrisponde a tutto ciò che l'occhio può vedere.
Un'altra possibilità sarebbe quella di aggiungere canali aggiuntivi nell'infrarosso o nell'ultravioletto, come mostrato nella figura (c), estendendo la gamma spettrale della telecamera. (Questo sarà probabilmente tecnicamente più impegnativo.)
Infine, una terza possibilità sarebbe quella di dividere la gamma di frequenze ancora più finemente, producendo una fotocamera con un'alta risoluzione spettrale. In questa versione, i soliti canali RGB dovrebbero essere costruiti in software partendo dai dati più dettagliati prodotti dal sensore.
La mia domanda è sul perché le DSLR non offrono comunemente nessuna di queste opzioni oltre a (a), e se ci sono telecamere disponibili che offrono una qualsiasi delle altre. (Sto chiedendo del tipo di fotocamera che useresti per scattare una foto - so che ci sono strumenti scientifici che offrono questo tipo di funzionalità.)
Perché questo sarebbe utile?
Ho giocato con la modifica di foto in bianco e nero, da scatti a colori realizzati con la mia reflex digitale. Trovo questo processo interessante perché quando si modifica una foto in bianco e nero i tre canali RGB diventano fonti di dati sulla scena. I colori reali che rappresentano sono in qualche modo quasi irrilevanti: il canale blu è utile soprattutto perché gli oggetti nella scena differiscono per la quantità di luce che riflettono in quella gamma di lunghezze d'onda e per il fatto che corrisponde a ciò che l'occhio umano vede come "blu" è molto meno rilevante.
Avere i tre canali offre molta flessibilità nel controllo dell'esposizione di diversi aspetti dell'immagine finale in bianco e nero. Mi è venuto in mente che un quarto canale di colore avrebbe dato ancora più flessibilità, e quindi mi chiedo perché una cosa del genere non esista.
Canali di colore extra sarebbero utili per la fotografia a colori e in bianco e nero e per lo stesso motivo. Costruiresti semplicemente ciascuno dei canali RGB nello stesso modo in cui costruisci ora un'immagine in bianco e nero, combinando i dati provenienti da canali diversi che rappresentano la luce di diversi intervalli di frequenza. Per la maggior parte degli scopi ciò verrebbe fatto automaticamente nel software, ma offrirebbe molta più flessibilità in termini di opzioni di post-elaborazione.
Come semplice esempio di come ciò possa essere utile, sappiamo che le piante sono molto riflettenti nel vicino infrarosso. Questo fatto viene spesso utilizzato per generare sorprendenti colpi di effetti speciali, in cui le piante sembrano di colore bianco brillante. Tuttavia, se nel tuo software di modifica l'immagine a infrarossi fosse un quarto canale, sarebbe disponibile per l'elaborazione delle immagini a colori, ad esempio modificando l'esposizione di tutte le piante nell'immagine, lasciando solo meno oggetti IR-riflettenti.
Nel caso dell'infrarosso capisco che ci sono ragioni fisiche per cui è difficile realizzare un sensore che non sia sensibile all'IR, quindi i sensori digitali di solito hanno un filtro di blocco IR davanti a loro. Ma dovrebbe essere possibile realizzare un sensore con una maggiore risoluzione spettrale nella gamma visibile, che consentirebbe gli stessi tipi di vantaggio.
Si potrebbe pensare che questa funzionalità sarebbe meno utile nell'era dell'elaborazione digitale, ma in realtà penso che sarebbe diventata una realtà in questo momento. I limiti di ciò che puoi fare digitalmente sono stabiliti dai dati disponibili, quindi immagino che una maggiore quantità di dati spettrali consentirebbe tecniche di elaborazione che non possono esistere affatto senza di essa.
La domanda
Vorrei sapere perché questa funzione non sembra esistere. Esiste un'enorme sfida tecnica nel realizzare un sensore con quattro o più canali di colore o la ragione è più legata alla mancanza di domanda per una tale funzione? I sensori multicanale esistono come sforzo di ricerca? O ho semplicemente torto su quanto sarebbe utile?
In alternativa, se esiste (o ha in passato), quali telecamere lo hanno offerto e quali sono gli usi principali? (Mi piacerebbe vedere immagini di esempio!)
