首先,有一点背景知识可以消除您的一些误会。
绝大多数彩色数码相机都具有拜耳滤镜,该滤镜用红,绿或蓝滤色镜掩盖每个像素。¹RAW数据不包含任何颜色信息,而仅包含每个像素的亮度值。
但是,RGB滤镜必须切掉三分之二的白光才能获得其成分。
并不是的。有很多绿色的光使其通过“红色”和“蓝色”滤镜。有很多“红色”光和很多“蓝色”光使其通过“绿色”滤光片。有一些“蓝色”光使其通过红色滤镜,反之亦然。“绿色”和“红色”滤光片所居中的波长彼此非常接近,“红色”通常在580nm至600nm之间,在“黄橙色”区域中比“红色”区域中的波长更多。典型的拜耳阵列中滤光片的“峰值”与我们描述为“红色”,“绿色”和“蓝色”的波长不对齐。
因此,从某种意义上说,我们的相机与RGB一样,实际上是YGV(黄绿紫)。我们的色彩再现系统(显示器,打印机,轮转印刷机等)是RGB,CMYK或其他颜色组合。
这模仿了人眼,其中我们的“红色”视锥细胞的中心位于565nm左右,这是一种绿色的黄色,而我们的“绿色”视锥细胞的中心位于540nm左右,这是绿色的,其中仅混入了黄色。有关人类视觉系统和我们的相机如何在电磁辐射光谱中我们称之为“光”的部分中创造“颜色”的更多信息,请参见:为什么红色,绿色和蓝色是光的原色?
滤色器之间没有硬性截止,例如科学仪器上使用的滤光器只能让很窄的波长带通过。这更像是我们在黑白胶片上使用的滤色片。如果我们在B&W胶片上使用红色滤镜,则所有绿色物体都不会消失或看起来完全是黑色的,就像硬截断一样。相反,绿色物体看起来比实际场景中同样亮的红色物体看起来更暗的灰色阴影。
就像人眼一样,几乎所有拜耳滤镜都包含的“绿色”像素是“红色”或“蓝色”像素的两倍。换句话说,每隔一个像素用“绿色”遮盖,其余一半在“红色”和“蓝色”之间分割。因此,一个20MP的传感器将具有大约10M的绿色,5M的红色和5M的蓝色像素。当相机的处理单元解释每个像素的亮度值时,用不同颜色遮罩的相邻像素之间的差异将用于插值红色,绿色和蓝色值(实际上对应于480、530和640纳米左右的某个位置)对于每个像素。另外,每种颜色的权重都大致等于人眼的灵敏度,因此“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。有些传感器类型(例如Foveon)确实具有三个彼此叠置的色敏层。但是制造商声称这样的传感器具有彼此堆叠的三个15MP层,是45MP传感器。实际上,这种布置产生的细节量与大约30MP的传统拜耳掩模传感器相同。Foveon型传感器的问题,至少到目前为止,在弱光环境下的噪声性能较差。
那么,为什么大多数数码相机都不使用CYM滤镜而不是RGB¹滤镜?主要原因是色彩精度,这是人类对不同波长的光的感知所定义的。使用CYM遮罩时,使用相邻像素的值准确地内插颜色值比使用“ RGB”遮罩时要困难得多。¹因此,您放弃了一点光敏度以提高色彩精度。毕竟,大多数最高级别的商业摄影都是通过可控的照明(例如,很容易添加光的人像摄影棚)或通过三脚架(允许更长的曝光时间来收集更多的光)完成的。专业摄影师的需求是推动技术发展的关键,然后才将技术运用于消费级产品。
¹除了大多数拜耳(Bayer)遮罩的“ RGB”相机的三种滤色镜外,它们的确是“蓝色-带紫色”,“绿色带黄色”和“黄色带绿色”之间的相似之处(模仿人眼最多)和“带有大量橙色的黄色”(对于CMOS传感器来说似乎更容易实现)。