拜耳马赛克和Foveon 3层传感器之间有什么区别?


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为了满足我对相机事物的渴望,我来到Sigma网站,发现了这3层传感器的东西。

任何人都可以根据他们的经验或对此进行研究吗?

因为我只是被引导并影响到这个行业的大品牌,所以有人对这款sigma SD15或sigma SD1 DSLR有所了解吗?


谢谢大家,它充斥着如此好的意见,见解和信息,所有答案都很好而且令人满意……
Nazrul Muhaimin 2011年

Answers:


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绝大多数相机使用的拜耳传感器基本上是两乘两格的传感器,其中有1个蓝色,1个红色和2个绿色传感器,称为拜耳滤镜,其名称是由柯达实验室的科学家命名的。然后,来自此类传感器的数据必须经过去马赛克处理,该过程将4个数据点转换为像素,从而给出3种颜色合并的结果。有2个绿色位置的原因是,据报道人眼对绿色更敏感,因此系统会强调颜色。

完全令我着迷的Foveon模型是遵循更传统电影风格的一种方法。在这种情况下,其思想是,三个主要的光带在不同的波长下工作,因此可以穿透传感器材料达到不同的深度,这是彩色胶片的前提。在这种情况下,蓝色的穿透力最小,红色的穿透力最大,因此通过堆叠图层,它们可以在每个照片位置检测每种原色的水平。结果,与与拜耳滤波器相关的去马赛克算法所产生的杂波图案相比,该技术消除了莫尔图案,并提供了更准确的结果。

我对Foveon技术感到非常兴奋,并期待看到Sigma的应用。他们终于生产了带有此传感器的APS-C相机,因此当评论和样品终于问世时,我将对其进行仔细研究。话虽如此,我认为相机制造商在拜耳(Bayer)模型上做得非常出色,这是一种行之有效且易于理解的图像捕获方式,从令人惊叹的结果中可以看出来。如果Foveon超出了这个范围,那么我们就是摄影必杀技。:)

无论如何,我在这两个文章上链接了一些相关的Wiki文章,我认为这些文章确实可以帮助您看到差异。


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在现实世界中,foveon照片看上去与Bayer照片没有太大区别。颜色饱和度相似,也许有点更好的蓝调。主要区别之一是Foveon中缺少彩色波纹,而另一个是相对较低的图像像素数(14mp是最大的Foveon,而我们将Bayer FF推至24mp或更高,与MF推至80mp。)在foveon上不会消除单色波纹(仅彩色波纹)!当成像频率超过其奈奎斯特极限时,任何具有有限分辨率的设备都会遇到波纹,包括Foveon。
jrista

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@ jrista--对于Foveon图片的外观和感觉,我再也不同意。我有dp2和nikon d300,并且用两台相机都制作了13x19的打印件(使用这两个相机的全片图像)。首先,没有人能说出它们是用不同的分辨率拍摄的;其次,人们肯定可以说出他们是不同的相机。饱和度不同,细节分辨率也不同–感觉不同。有些人喜欢d300,有些人喜欢dp2--我的墙已经成为罗夏(Rorschach)测试传感器风格的工具。
mmr 2011年

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@jrista-我不同意。首先,我认为APS-C传感器的14mp不会“低”,尼康正在推12mp的全画幅相机,它获得了令人赞叹的评价。再次有证据表明,百万像素并不是全部。其次,与拜耳模型相比,Foveon技术还处于起步阶段,并且至少可以产生同样好的效果,在某些情况下还可以更好。真是令人兴奋。我们不要在这里陷入技术束缚,Sigma可能会生产出比柯达更好的产品,这是一件好事。
约翰·卡文

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在我实际购买相机之前,我是一个对Foveon狂热的大迷很久了。我真的很喜欢这项技术的优点,并且我认为它有潜力...尤其是如果佳能和尼康可以许可的话。我担心这是在Sigma的手中。他们花了很多年才宣布推出 15.3mp APS-C,而DP2几乎无法起飞。即使这项技术非常出色,Sigma的执行效果也不佳,这很可能说明该技术的厄运。我很想看到他们授权使用该技术,并让像佳能这样的剑圣发布21mp的Foveon。我会心跳一跳。
jrista

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@jrista您是在谈论1400万个照相场所,还是1400万个总的色彩感应元素?具有1400万个照相点的Foveon传感器要比拥有1400万个照相点的拜耳要好得多,可能比24MP拜耳要好得多,因此按今天的标准,分辨率并不低。但是,此类相机(SD1)尚未发布。Foveon传感器具有1400万色感,但只有450万个感光部位(如SD15)的性能要比14mp的Bayer差。
Matt Grum

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自SD-9以来,我已经拍摄了Sigma DSLR多年。当我从胶片单反相机转向数字单反相机时,我就进入了系统,并在进行飞跃之前做了很多研究。我也遇到了Foveon芯片,从概念上讲,它的设计给我的感觉比拜耳的设计要好得多。另外,我真的很喜欢从相机看到的图像。

考虑这种差异的方法是,传统的拜耳传感器实际上会拍摄三张单独的照片-一张绿色,一张红色,一张蓝色。对于14MP拜耳传感器,绿色照片具有700万像素,而红色和蓝色图像则具有350万像素数据。这些数据在空间上都没有重叠;也就是说,如果一个物体被传感器捕获的高度只有一个像素,则它可能会根据颜色在任何一张图像中消失。在任何给定的空间位置,颜色数据的2/3被丢弃。因此,虽然您从14MP相机获得的输出中可能有1400万像素,但它实际上是图像的重新采样和放大版本,具有最大的细节-7 MP绿色图像。

在foveon一侧,图像中没有任何颜色可以“隐藏”,因为在任何给定的感应位置,三层传感器都可以捕获全部光谱的光,因此对输入的需求不再那么高。从邻居那里解决传感器看到的东西。

最终结果是Foveon传感器不会误以为精细的细节确实是某种颜色(波纹),并且捕获的细节水平是恒定的,因为不会偶然丢弃精细的细节。拜耳传感器在任何点抛弃2/3的光有时会掉落Foveon芯片能够分辨的细节-再次取决于场景颜色。

由于拜耳传感器中的细节水平是可变的,因此就捕获的细节而言,很难与Foveon芯片进行比较-但是一个粗略的经验法则是,Foveon图像将捕获与Foveon芯片大致相同的细节水平。具有2/3 Foveon MP额定值(或传感器数量)的拜耳相机。因此,例如即将推出的SD1拥有4600万个感光点(传感器),这意味着您可以期望获得与30MP拜耳图像相似的细节水平。但这又是没有滤色网的图像,滤色镜前没有AA滤镜(当您不用担心滤色网时,就不需要AA滤镜)。

您可以在此处看到一些有趣的示例,将原始的佳能5D与Sigma SD-14进行了比较:

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

尤其要注意拍摄色彩目标时会发生什么,以了解细节如何变化。

因此,除了所有技术资料外,传感器的性能如何?因为无论颜色如何,它都能捕获每个像素的全光谱和相同分辨率的图像,因此我认为它可以很好地捕获细微的色调变化。这意味着天空真好,或者其他任何颜色或色调逐渐变化的东西。这样,由于色调之间非常平滑的过渡,它们也可以为黑白转换产生非常漂亮的图像。

http://www.pbase.com/kgelner/image/90304998 替代文字

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

http://www.pbase.com/kgelner/image/108588990 替代文字

(可以在链接中找到每个图像的完整尺寸版本)。

传感器出现问题的地方是使用更高的ISO-当前相机在被询问时可以执行ISO 3200:

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

但实际上800对大多数拍摄来说都是一个现实的限制(除非您要为B&W拍摄,否则由于噪点的性质,这些图像可以很好地保持住)。

Sigma相机并非真正面向刚开始摄影的人,因为它们不提供很多辅助模式或类似性质的东西...因此,如果您打算进入系统,请注意这一点。自己尝试使用传感器的最简单方法是Sigma DP-1或DP-2,早期版本的相机使用起来可能较慢,但是所有这些相机都能为您提供细腻的细节和图像彩色效果捕获。

请注意,由于我很喜欢使用相机很长时间,因此我显然不是一个公正的人。因此,即使在拿到相机之前,要做的另一件事就是更详细地探索来自传感器的图像。我在上面提供了一些内容,您可以浏览我的网站,因为我通常只拍摄Sigma相机,但是您可以从Sigma生产的所有各种相机中找到大量示例图像(也可以找到完整尺寸的图像):

http://www.pbase.com/sigmadslr

您也可以在Carl Rytterfalk的博客中找到大量重要信息:

http://www.rytterfalk.com/

他在那里的某个地方有示例RAW包供您下载,以及有关Sigma相机,镜头和Foveon传感器的各种信息。他是一位出色的摄影师,而且非常热情,如果您观看他的任何视频,都会看到。

编辑:卡尔刚刚写了一篇长篇文章《为什么我要使用西格玛》,直接适用于这个问题:

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

他的原因摘要如下:

  1. 细微差别(彩色)
  2. 密度
  3. 微对比
  4. 真正的清晰度
  5. 动态范围

他将在链接中更详细地介绍该图像以及一些其他图像。

我忘了提一个注意事项,这并不是真正意义上的传感器,而是关于装有Foveon芯片的Sigma专用DSLR-您可以轻松地将它们用于红外工作,只需卸下相机上的防尘罩即可(为用户可移动而构建,无需任何工具即可重新安装)。


呃,真的很好,很全面!
恭喜

关于Foveon,我要说的一件事……布鲁斯确实脱颖而出!
jrista

我应该注意的是,这些图像都没有应用任何后期处理,它们几乎不需要调整就可以直接从RAW转换器输出。
Kendall Helmstetter Gelner 2011年

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我对西格玛(Sigma)尝试不同和创新的东西赞不绝口,从表面上看,Foveon传感器是一个很好的主意。但是,我不同意Sigma引用其460万个光敏像素(每个光敏像素对颜色和强度都敏感)的现有模型以及14百万像素传感器的方式!

如果颜色通道互不相关,则将照相站点的数量乘以三即可得到拜耳等效值。但是,在真实场景中,颜色通道从轻度相关到高度相关。请看以下示例:

您有一个5MP Foveon传感器和一个15MP Bayer传感器。每个传感器具有500万个红色像素,500万个绿色像素和500万个蓝色像素。您正在拍摄坐在大块灰色混凝土上的灰猫。由于来自场景的光都是灰色的,因此每个传感器中的红色,绿色和蓝色像素都接收相同数量的光。但是,在Foveon传感器中,您最终会得到三个相同的读数,但这并不太有用,仅提供500万个唯一数据值。在拜耳传感器中,它们横向移动,可提供1500万个唯一值。拜耳图像甚至不需要去马赛克,因此将包含更多细节。

这是一个非常人为的示例,但是相关的颜色通道确实经常发生,这就是为什么拜耳插值有效的原因。拍摄黄色物体时,红色读数会为您提供有关绿色读数的信息,尽管与Foveon不同,那里没有绿色像素。

在现实世界中,由于相关性,分辨率仅相当于Bayer的2倍多,而不是Sigma的3倍。这意味着当前具有460万个照相地点的旗舰Foveon模型大致相当于一个10兆像素的拜耳(尽管它们的质量仍然略有不同,例如,在Foveon中缺少彩色莫尔条纹)。这使Foveon落后于24MP 35mm单反相机。当前的Foveon在低光下也很挣扎,因为光必须穿透上方的两层才能到达最后一层。

未来:

因此,基于此,我目前的建议是使用拜耳相机,但是看看未来的发展会很有趣。经过漫长的休假之后,Sigma宣布了带有1540万个Photosite的SD1。目前还没有发布日期,但是如果他们能在一个像样的机身上实现这一目标,它将为24MP尼康D3x带来实惠!

另一方面,拜耳的决议案以稳定的步伐增长,并得到了简单的经济学的支持(越来越多的人正在大量生产拜耳)。随着传感器分辨率的提高,对透镜清晰度,莫尔条纹和其他拜耳伪像的相应改善都不再是问题。最终,具有足够高的百万像素数的Bayer传感器将为您提供与Foveon相同的效果,但是像素并排放置而不彼此重叠。


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在拜耳传感器中,您有750万个绿色photosite,以及375万个红色和绿色photosite。您的示例是正确的,因为一个完全中性的对象将提供最大的数据量,尽管即使在该示例中,由于红色/绿色/蓝色传感器之间没有重叠,当存在差异时,您可能会看到在混色中出现一些颜色猫和背景之间的亮度。但是实际上多少东西是灰色的,多少东西显示出某种程度的颜色?您也对SD1错了,它有4500万个photosite(不同的传感器)。
Kendall Helmstetter Gelner 2011年

肯德尔在这里是正确的。配备15英里每秒的拜耳,您将拥有750万个绿色,红色和蓝色各为3.75,而不是红色,绿色和蓝色的偶数。不过这是有道理的,因为我们的视力也对绿色更加敏感。我不一定要说拜耳收集到的绿色信息是红色/蓝色信息的两倍,这在任何方面都是不利的。@Kendall:对于SD1,Matt是正确的,因为它具有1540万个PHOTOSITES,或传感器上的各个感光位置。每个PHOTOSITE都能感应三种不同的颜色,因此有4620万个SENSELS。
jrista

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我认为我们在另一个问题中已经充分涵盖了百万像素与感测器。关于我的猫的例子,我接受具有完全单调场景的情况非常罕见(我在回答中接受这一点),但我还要继续说,在大多数场景中,您可能没有三个色彩通道完全一致,但是您可能具有彼此高度相关的颜色通道。您可能会看到一个非常扎眼的场景,包括明亮的青色,令人震惊的粉红色和发光的黄色,并且每个Foveon光敏站点仍然有两个相同的读数!
Matt Grum

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可以说,巴特尔传感器的去马赛克技术可以有效地对色彩通道进行采样,这是不公平的,自适应均匀性定向插值之类的算法所处理的事情要复杂得多,并且可以利用真实图像中色彩通道之间的强大统计相关性来做得比只是填补空白。
Matt Grum

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如果您有大范围的不同强度的纯品红色,那么您会发现每个像素上的红色和蓝色感官记录的值相同,因为品红色是相等数量的红色和蓝色的混合物。是的,如果您有一个宽度为一个像素的线程,则拜耳将看不到它,但是如果您的拜耳传感器中的像素数量是其三倍,则它应该能够覆盖一个以上的像素。无论如何,镜头锐利地分辨出的一个像素线和
灰猫
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