Foveon传感器似乎应该能够产生更好的图像,因为它不像大多数数码相机那样依赖于单独的红色,绿色和蓝色像素。但是,配备Foveon传感器的相机几乎不存在。为什么?
(旁注:此问题是由Bayer Filter的答案启发而来的,Bayer过滤器可能会引起问题...)
Foveon传感器似乎应该能够产生更好的图像,因为它不像大多数数码相机那样依赖于单独的红色,绿色和蓝色像素。但是,配备Foveon传感器的相机几乎不存在。为什么?
(旁注:此问题是由Bayer Filter的答案启发而来的,Bayer过滤器可能会引起问题...)
Answers:
发生的事情是,Sigma购买了Foveon,并给他们施加了很大的压力,以生产一种实际上能够与标准DSLR传感器竞争的传感器。现在,西格玛正在制造整个相机和传感器,现在更多的精力放在生产引人注目的最终产品上。
去年,Sigma宣布推出SD1,该SD1使用APS-C(1.5倍作物)传感器和1500万个照相点。他们以计数方式将Sigma称为46兆像素传感器。他们还没有向媒体发布任何细节(至少我是这样),但是预计将在今年夏天发布。
仍在生产中的几种Sigma相机(DP1x,DP2s,SD15)使用的1.7X Foveon传感器具有450万个照相点(也就是14兆像素)。
归结为这一点:至少对于大多数人而言,空间分辨率(尤其是在绿色的颜色范围内)比颜色分辨率更为重要,尤其是在红色和蓝色中。我在上一个答案中包含的颜色响应曲线至少给出了造成这种情况的一些概念。
当以电子方式存储/显示的绝大多数图片为JPEG或MPEG格式时,这尤其重要。这些格式无论如何都支持将色度通道下采样到一半分辨率-并且(尤其是在MPEG的情况下)多数图片的存储方式。这样,将数据从Foveon传感器转换为JPEG或MPEG格式通常会浪费掉您收集的大量额外信息。
尽管收益不一定很大,但某些拜耳传感器相机(例如高端Leaf / Phase One相机)支持传感器移位以拍摄四张(固定对象)的图片,并且传感器移位到不同位置,因此最终图片中的每个像素都具有完整的色彩信息(绿色的位数仍然是红色或蓝色的两倍,因此仍然可以正常观看)。
Foveon传感器在理论上很棒,但实际上并不是一个令人信服的选择。它们的分辨率通常要低得多,并且只能通过将每个像素位置的3个传感器计数为单个像素来竞争。
Sigma仍在生产带有Foveon传感器的相机:http : //blog.sigmaphoto.com/2011/faqs-the-sigma-camera-and-its-foveon-x3-direct-image-sensor/
Foveon传感器发生的事情是Sigma在早期就采用了该技术,但是其他相机公司都不愿意这样做。
该状态一直持续到今天。Sigma不断发展相机,目前提供SD-15 DSLR和定焦大传感器紧凑型相机DP-1和DP-2。
但是最近,Foveon技术似乎一直在上升。正如另一篇文章所提到的那样,Sigma似乎即将在SD-1中发布经过改进的Foveon传感器,具有更好的噪声处理能力,并且其分辨率几乎超过了当今任何消费者的数码单反相机(尽管不是中画幅系统)。新的传感器大约为46MP,相当于拜耳的等效值,意味着大约30MP的细节与拜耳图像大致相等-也就是说,如果您从从SD-1转换的RAW拍摄了1500万像素的输出图像,并将其上采样到30MP,看起来与30MP拜耳映像相同。只有它还缺少拜耳传感器可能存在的颜色图案问题,并且在细节上具有更好的衰减。传统上,Foveon传感器具有较大的动态范围,并且在较低ISO时噪声也非常低,
那么,为取得这种进步而做出的更好的改变是什么?一方面是因为我们看到了Foveon不断进行研发的结果,另一方面是因为Sigma收购了Foveon,并使他们现在完全专注于生产更好的大型相机传感器。在Foveon尝试查看摄影市场的哪个细分市场可能会成为该技术的良好客户之前,结果目标分散了很多。
不仅从前几代传感器中获得了明显提高的分辨率,还显示了这种关注的结果,而且他们的技术被ESA选择用于火星:
很抱歉,我无法找到该新闻的其他消息来源。
因此,从根本上说,Foveon技术正在发生发展,其发展速度似乎比其他传感器技术要慢,但最终可能会比它们领先。我们需要看看新的传感器可以做什么,以查看近来Foveon技术的现状,因此,这可能是三个月后要回顾的重大问题。
如果您真的想要更多有关1500万Foveon输出图像的信息可以包含比30 MP拜耳输出图像更多的细节的信息,请阅读这篇文章,将4.7MP Foveon传感器与12MP Bayer输出图像进行比较(佳能5D ):
http://www.ddisoftware.com/sd14-5d/
尤其要注意颜色图表的分辨率并思考这个有趣的问题-一台15MP拜耳相机只有375万个检测红色的光点。因此,如果您像B&W摄影师一样使用传统的红色滤镜,则所有其他传感器都将被涂黑,并且现在您将使用3.75MP相机进行拍摄。同时,一个46MP Foveon传感器具有三层1500万个感光点(大致)检测到红色/绿色/蓝色,它并不关心您在其前面放置的过滤器,输出的每个像素将保存来自1500万个不同红色传感器的数据。
这似乎是一个任意情况,但是在诸如红色汽车或蓝天之类的东西中,色调会发生变化。
对于那些真正想知道Foveon在技术水平上发展的人,请阅读Foveon的最新专利,该专利基本上涵盖了SD-1传感器的基本原理:
http://www.freepatentsonline.com/y2010/0155576.html
最后要注意的是,某种形式的Foveon技术,即使不是真正的Foveon设计也似乎是成像的未来-索尼和其他公司也开始寻求专利来寻找分层传感器的专利。
有哪些已经为问题的Foveon传感器的两个问题等比空间分辨率的问题。这些都是Foveon关键概念所固有的:使用不同深度的硅的光谱吸收来分离颜色。
对于拜耳阵列,将使用精心选择的染料来创建不同的滤镜,以匹配所选的红色,绿色和蓝色原色。对于Foveon,这种区别完全基于硅的物理性质,这与市场营销材料通常显示的不一样。这导致两个问题。
首先,Foveon传感器记录的三种原色与人眼视锥细胞所响应的原色波长相距甚远,实际上,每个深度所响应的波长曲线的形状与我们的视觉差异很大。这意味着设备的本机色彩空间与sRGB和其他典型输出色彩空间(或人类视觉)的形状有所不同。该传感器在其颜色范围的某些部分记录“想象中的颜色”(我们无法真正看到的颜色),而该颜色范围的其他部分并未被完全覆盖。这不会显示为缺少颜色,而是显示为一种色盲(实际上有一个很好的类比,因为它实际上是相同的问题),
其次,低频红光在最深处被吸收,这不可避免地会导致一定程度的衰减,这意味着红色通道中的噪声更多。据我了解,Sigma相机的降噪通过更强烈地模糊红色通道来解决。我知道我的拜耳传感器相机在蓝色通道中显示出更多的噪点。我不确定这是拜耳或CMOS传感器固有的问题,还是Foveon 的双重问题。(我提出了自己的问题。)
这并不是说广泛使用的拜耳技术是完美的,甚至绝对优于Foveon。只是一切都有其妥协,而Foveon实际上却有些艰难。在噪声处理方面相应增加的情况下,可以通过在问题上扔更多像素来解决拜耳的主要问题(混叠,色彩分辨率)。到目前为止,这已经非常成功地解决了,当然,这与基于百万像素的营销非常吻合并非偶然。
更新(2011年5月):Sigma刚刚发布了新的“ SD1”型号,价格约为9,700美元,其成本与Pentax 645D中画幅相机类似,但具有APS-C尺寸的传感器。看看他们是否确实能够解决其中一些问题将会很有趣。我的猜测是他们可能拥有,但付出的代价使他们改变了目标市场。但是即使那样,我也不是很确定-最大ISO仍然是6400,比目前的拜耳传感器落后两档。(当然,还有待观察,如果他们只是简单地决定采用更保守的限制。如果没有对水晶球加倍凝视,就没有办法告诉我;我将在评论进入时再更新一次,如果我'
免责声明:我没有Foveon传感器相机(尽管我已经用过,而且很酷!)。我对技术不太了解。Sigma正在投入大量研究来解决或解决这些问题。
我认为,“没人”使用Foveon的最大原因与Foveon无关,而与Sigma有关。如果佳能或索尼收购了该技术而不是西格玛,那么它现在将成为主流,这是一个好主意。适马(Sigma)在这个领域是位玩家,规模太小,无法独自完成所有任务,而适马相机则具有一定的品味。
传感器很好...或者至少达到了45Mp Merrill版本。在后来的Quattro版本中,Sigma放弃了“纯粹”的方法,即在每个位置捕获三种颜色,这是一种折衷方案,在较低的层中使用较少的传感器。
但是传感器不是问题。任何使用它的人都知道它在低ISO方面表现出色,但是不如在高ISO下具有可比的REAL分辨率的拜耳传感器。
真正的问题是Sigma相机令人沮丧地缓慢且使用不便,特别是因为写入时间非常短。在可负担得起的数码相机的早期,我们对SD1感到很满意,但是一旦您习惯了尼康或佳能公司推出的优质数码单反相机的速度,就很难再等两分钟了将7张照片写入卡,直到完成,您才能检查曝光,并且不能充分利用相机的控件。
而且,相机制造商继续利用拜耳技术获得越来越多的性能。它使我想起了保时捷911。发动机的位置不正确,但是通过足够聪明的工程技术,汽车可以制造出更好的平衡性前置或中置引擎机器。