为什么主流传感器不使用CYM滤波器代替RGB? - 空宝网


为什么主流传感器不使用CYM滤波器代替RGB?

绝大多数彩色数码相机都有一个拜耳滤镜,用滤色镜遮住每个像素:红色,绿色或蓝色。¹RAW数据不包括任何颜色信息,但仅包含每个像素的亮度值。

然而,RGB滤光片必须切掉三分之二的白光才能得到它们的成分。
并不是的。有很多绿灯使它通过“红色”和“蓝色”过滤器。有很多“红色”灯光和一些“蓝色”灯光使它通过“绿色”滤镜。有一些“蓝色”光线使它通过红色滤光片,反之亦然。“绿色”和“红色”滤波器的中心波长彼此非常接近,“红色”通常介于580nm和600nm之间,比“红色”更像是“黄橙色”区域。典型拜耳阵列中滤波器的“峰值”与我们描述为“红色”,“绿色”和“蓝色”的波长不对齐。

这模仿了人眼,我们的“红色”锥体以565nm为中心,这是一个黄绿色,而不是我们的“绿色”锥体,以540nm为中心,绿色只有一些黄色混合。更多关于人类视觉系统和我们的相机如何在我们称之为“光”的电磁辐射光谱部分中创造“颜色”,请参阅:为什么红色,绿色和蓝色是光的原色?

滤光片颜色之间没有硬截止,例如科学仪器上使用的滤光片只允许非常窄的波段通过。它更像是我们在B&W胶片上使用的滤色镜。如果我们使用带有B&W胶片的红色滤镜,所有的绿色物体都不会消失或看起来完全变黑,因为它们会产生硬截止。相反,绿色物体看起来比实际场景中同样明亮的红色物体看起来更暗灰色。

与人眼一样,几乎所有拜耳滤镜都包含两倍于“红色”或“蓝色”像素的“绿色”像素。换句话说,每隔一个像素用“绿色”掩盖,剩下的一半用“红色”和“蓝色”分开。因此,20MP传感器将具有大约10M绿色,5M红色和5M蓝色像素。当相机的处理单元解释每个像素的亮度值时,使用不同颜色掩盖的相邻像素之间的差异用于内插红色,绿色和蓝色值(实际上对应于480,530和640纳米附近的某处)对于每个像素。每种颜色另外加权到大致人眼的灵敏度,所以“红色”

将每个像素的单色亮度值转换为每个像素的内插RGB值的过程称为去马赛克。由于大多数相机制造商使用专有算法来执行此操作,因此使用第三方RAW转换器(如Adobe Camera RAW或DxO Optics)将产生与使用制造商自己的RAW转换器略有不同的结果。有一些传感器类型,例如Foveon,它们有三个颜色敏感层叠在一起。但制造商声称这种传感器具有三个相互堆叠的15MP层,是一个45MP传感器。实际上,这种布置产生与大约30MP传统拜耳掩模传感器相同的细节数量。Foveon型传感器的问题,至少到目前为止,在低光环境下噪声性能较差。

那么为什么大多数数码相机都不使用CYM滤镜代替RGB¹滤镜呢?主要原因是由人类对不同波长的光的感知所定义的颜色精确度。使用CYM掩模时使用相邻像素的值比使用“RGB”掩模时更精确地插值颜色值要困难得多.¹因此,您放弃一点光敏感度来获得颜色精确度。毕竟,最高级别的大多数商业摄影要么采用受控照明(例如可以轻松添加光线的肖像工作室),要么采用三脚架(允许更长的曝光时间来收集更多光线)。而专业摄影师的需求正是驱动技术的动力,然后才能找到消费级产品。

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