|
 Andrej
Macenauer, 2.6.2003
08:00 Dnes vßs seznßmφm
s principy snφmßnφ barevn²ch digitßlnφch
obraz∙. Prßv∞ tyto technologie umo₧≥ujφ rozliÜit
obrovskß mno₧stvφ barevn²ch odstφn∙, co₧ je
jedna z velk²ch p°ednostφ digitßlnφ
fotografie. NejΦast∞ji pou₧φvanou technikou jsou
sv∞tlocitlivß Φidla s barevnou filtraΦnφ
mozaikou. Pou₧φvajφ se vÜak i dalÜφ principy. ..
| |
| Z minul²ch fotoÜkol
v∞novan²ch digitßlnφ fototechnice vφme, ₧e zatφm
nejb∞₧n∞jÜφ CCD Φidlo vnφmß intenzitu
dopadajφcφho sv∞tla, nikoliv jeho barvu.
Nezßle₧φ na tom, zda pracuje v proklßdanΘm
re₧imu (odeΦφtß se vφce bun∞k najednou) nebo
v neproklßdanΘm re₧imu (dra₧Üφ a
kvalitn∞jÜφ Φidla). Princip prßce CCD Φidla byl
vysv∞tlen v Φlßnku Jak
funguje CCD Φidlo. V²stupem z ka₧dΘho
sv∞tlocitlivΘho Φipu je v₧dy signßl odpovφdajφcφ
urΦitΘ hodnot∞ na stupnici od ΦernΘ do bφlΘ t.j.
urΦitΘmu stupni ÜedΘ. NaÜt∞stφ lze tento problΘm
elegantn∞ obejφt pomocφ barevn²ch filtr∙, kterΘ
propustφ na sv∞tlocitlivΘ ploÜky Φidel jen
sv∞tlo urΦitΘ barvy nebo pomocφ optick²ch
hranol∙, kterΘ umφ bφlΘ sv∞tlo rozlo₧it na
jednotlivΘ barvy a ty pak snφmat samostatn∞.
Z Φlßnku barvy
v digitßlnφ fotografii vφme, ₧e ze
t°ech zßkladnφch barev ΦervenΘ, zelenΘ a modrΘ
slo₧φte jakoukoliv barvu. Najdete tam takΘ, co
je barevnß hloubka, bit a jak pomocφ bit∙
vyjßd°φte 16,8 mili≤n∙ barevn²ch odstφn∙, co₧ je
v souΦasnosti b∞₧n∞ pou₧φvanΘ rozliÜenφ.
| |
| Principy barevn²ch snφmaΦ∙
| |
| NejjednoduÜÜφm postupem je
nasnφmat t°i dφlΦφ obrazy tak, ₧e pou₧ijeme
v²m∞nnΘ filtry Φerven² (R), zelen² (G) a modr²
(B). Tento princip lze pou₧φt s ploÜn²m
Φidlem jen pro statickΘ snφmky. Je ukßzßn na
obr.1. | |
| |
 |
|
Obr.1 -
Princip v²m∞nn²ch filtr∙
| | |
| ╚ast∞jÜφ mo₧nostφ pou₧φvanou u
skener∙ je trojitΘ liniovΘ Φidlo, kde ka₧dß
linie mß sv∙j jednobarevn² filtr (RGB). Jednφm
p°echodem se se tak zφskajφ t°i soubory
obrazov²ch dat v dφlΦφch barvßch ΦervenΘ,
zelenΘ a modrΘ. Princip ukazuje obr. 2, kde
motor otßΦφ Üroubovicφ, po kterΘ se Φidlo
posouvß. | |
| |
 |
|
Obr.2 -
T°φ°ßdkovΘ liniovΘ Φidlo
| | |
| Snφmßnφ pohybujφcφch se p°edm∞t∙
vÜak vy₧aduje souΦasnΘ po°φzenφ vÜech t°φ
dφlΦφch snφmk∙ najednou. To lze vy°eÜit tak, ₧e
soustavou hranol∙ nejprve rozlo₧φme vstupujφcφ
sv∞tlo na Φervenou, zelenou a modrou slo₧ku. T°i
nezßvislß ploÜnß Φidla pak souΦasn∞ zaznamenajφ
obrazy ve t°ech barvßch. Jedin²m problΘmem
tohoto systΘmu je vysokß cena. Pou₧φvß se u
profesionßlnφch videokamer, v digitßlnφ
fotografii je to vÜak zßle₧itost v²jimeΦnß.
Princip je ukßzßn na obr.3.
| |
| |
 |
|
Obr.3 -
Uspo°ßdßnφ s t°emi Φidly
| | |
| Zdaleka nejb∞₧n∞jÜφm °eÜenφm,
kterΘ vyu₧φvß p°es 95 % digitßlnφ fotoaparßt∙ je
p°ed°azenφ barevnΘho filtru û mozaiky p°ed
ploÜnΘ Φidlo. Vzhledem k tomu, ₧e
sv∞tlocitlivΘ Φidlo je citlivΘ i na sv∞tlo
v infraΦervenΘ oblasti, kterΘ lidskΘ oko
nevidφ, p°ed°azuje se p°ed mozaiku jeÜt∞ vrstva
zachycujφcφ toto zß°enφ. Ka₧d² elementßrnφ prvek
Φidla m∙₧e dßt pouze jedinou hodnotu intenzity
sv∞tla. Proto ka₧d² prvek je p°ekryt jen jedinou
barevnou ploÜkou mozaiky. Ty majφ nejΦast∞ji
zabarvenφ RGBG (Φervenß-zelenß-modrß-zelenß).
Nev²hodou tohoto filtru je, ₧e dv∞ t°etiny
intenzity sv∞tla je pohlceno na filtru. Aby se
zv²Üila intenzita sv∞tla, kterΘ projde filtrem
na sv∞tlocitlivΘ prvky Φidla, zaΦφnajφ se
pou₧φvat mozaiky s dopl≥kov²mi barvami
(CMYO û azurovß, purpurovß, ₧lutß, bez barvy).
P°φklady pou₧φvan²ch kombinacφ vidφte na obr. 4.
| |
|
Obr.4 - Kombinace
barevn²ch filtr∙ na
mozaikßch | |
| |
 |
|
2R+4G+2B
| |
| |
 |
|
R+3G+B
| | |
| |
 |
|
2R+3G+2B
| |
| |
 |
|
R+2G+B
| | |
| Abychom zφskali kompletnφ
informaci o barv∞ a intenzit∞ sv∞tla
v danΘm mφst∞ obrazu, pot°ebujeme ·daje z
minimßln∞ t°ech bun∞k, pokryt²ch t°emi r∙zn∞
barevn²mi filtry. Tento princip je znßzorn∞n na
obr. 5. | |
| |
 |
|
Obr.5 -
Barevnß filtraΦnφ mozaika
| | |
| ╚asto se v uvßdφ, ₧e
vzhledem k tomu, ₧e teprve skupina
elementßrnφch bun∞k dßvß jeden pixel, je
skuteΦnΘ rozliÜenφ digitßlnφho fotoaparßtu
ΦtvrtinovΘ oproti udßvanΘmu rozliÜenφ Φidla. Jak
to je ve skuteΦnosti si povφme v p°φÜtφ
digiÜkole, kterß bude o interpolaci a kompresi
obrazov²ch dat.
| |
| V pr∙b∞hu tohoto roku se na
trhu objevil sv∞tlocitliv² Φip firmy Foveon,
kter² vyu₧φvß toho, ₧e sv∞tlo o r∙znΘ vlnovΘ
dΘlce pronikß do r∙znΘ hloubky sv∞tlocitlitlivΘ
vrstvy k°emφku. ╚idlo pak nemß ₧ßdnΘ filtry, ale
t°i sv∞tlocitlivΘ vrstvy. Pomocφ povrchovΘ
vrstvy je zaznamenßn obraz modrΘho sv∞tla.
V prost°ednφ vrstv∞ pak zelen² a
v t°etφ, nejspodn∞jÜφ vrstv∞, pak obraz
ΦervenΘho sv∞tlo. Tento princip je schΘmaticky
znßzorn∞n na obr. 6.
| |
|
|
| Podle test∙ Φidla publikovan²ch
na strßnkßch v²robce i test digitßlnφ zrcadlovky
Sigma SD9 na www.photo.net
ukazujφ, ₧e Φidlo funguje velmi dob°e. Hlavnφ
v²hodou je, ₧e z ka₧dΘ t°φvrstvΘ sv∞tlocitlivΘ
vrstvy dostaneme plnou informaci o barv∞ a
intenzit∞ sv∞tla.
| |
p°edchozφ
dφl:
Digièkola - Lekce 6: CMOS
Φidla a jejich
vlastnosti
nßsledujφcφ
dφl:
Digièkola - Lekce 8: Interpolace
a komprese obrazov²ch dat
| |
 |
|
|
| Digitßlnφ
fotoÜkola na FotoAparßtu.cz vznikß za podpory
spoleΦnosti Olympus.
Olympus je nejprodßvan∞jÜφ znaΦka digitßlnφch
fotoaparßt∙ v ╚R. Olympus na www.olympus.cz.
| |
|
| 
