詳細介紹
(廣州洋奕)現(xiàn)在的傳感器已經(jīng)是CMOS的天下。KDW-75-A1但無論CMOS還是CCD,作為感光器件本身,都有濾鏡。前面的被稱之為低通濾鏡,低通濾鏡有兩大作用:消除摩爾紋以及過濾電磁波普。當我們用機去拍攝屏幕的時候,KDW-75-A1還是會看到間隔均勻的明暗條紋,這就是摩爾紋,如果沒有低通濾鏡,這將會是很普遍的現(xiàn)象,當然低通濾鏡會犧牲一部分畫質(zhì),所以Nikon的D800有專門追求更高畫質(zhì)、取消了低通濾鏡的型號D800E。
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德國KDW-75-A1傳感器
感光器結(jié)構(gòu)是多層的
佳能曾經(jīng)推出過去掉低通、增強紅外波段的產(chǎn)品,用a表示天文
照片中星云的紅色都是紅外波段,肉眼看不到
另外一層過濾電磁波譜的濾鏡就更重要一些:過濾紅外線和紫外線UV。
感光元件本身能接收的光譜遠不止可見光,還包括紅外線紫外線等等。這方面單反相機領(lǐng)域都推出過去掉紅外低通、能曝光紅外線的天文機。經(jīng)過這兩道過濾之后才是可見光用來拍照。
德國VOLFA位移傳感器KDW-75-A1傳感器的色彩濾鏡
我們都知道紅綠藍RGB構(gòu)成三原色。但是對應(yīng)感光元器件來說,它還是“照單全收”的,所以必須給每個像素加上濾鏡。
當然不加濾鏡的傳感器也不是沒有,比如以前的柯達有無濾鏡CCD,適合天文攝影這種可以單色獨立濾鏡、長時間曝光后進行色彩、亮度通道的拼合。
Bayer型RGGB濾鏡排布方式
不同品牌的傳感器排布方式不同
所以下一個問題就變成了RGB像素怎么排列的問題。
因為像素一般來說都切割成四方的,RGB是三個顏色不是四個,富余的那個怎么辦?
還好我們?nèi)搜鄣母泄庠硎峭ㄟ^視錐細胞來感受顏色,學(xué)名叫做G蛋白耦合受體,它的發(fā)現(xiàn)在前幾年還獲得了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。研究發(fā)現(xiàn)人眼對綠光更敏感,所以多出來的那個像素也是綠色,這也就是RGGB排列的來歷。
當然不同的企業(yè)有自己的實現(xiàn)方式,比如富士的像素就不是四個一組,這不是關(guān)鍵,關(guān)鍵在于像素排列表R:G:B≈1:2:1的數(shù)字關(guān)系。
從RGGB排列中,用黃色Y替換G,變成了RYYB排列。熟悉打印、印刷的人都知道,Y,也就是黃色,并不是白光三元色之一,而是印刷色,怎么理解?
黃色可以看作是紅和綠的組合
這就是怎么看待黃色。這里我們把黃色可以看成是R+G。那么華為傳感器的RYYB就相當于R+(R+G)X2+B?顯然不能這么算。這要看優(yōu)化。
首先要確定的是我們拍照拍日光下應(yīng)該更多,那么G的進光量不能少,或者說不能少太多,華為給出的說法是進光量增加40%。
夜景下算法更重要
目前已知的夜視設(shè)備只有兩種:微光夜視儀和紅外夜視儀,機沒有紅外發(fā)射裝置,只能是被動接收。
那么更強的夜景能力,除了高感光度能力,是紅外波段增強?是Y濾鏡透光率更好?但這就又回到問題的初始:華為動了低通了嗎?
如果這么定制,應(yīng)該會大量增加成本。現(xiàn)在的夜景還是靠多幀拼合為主,打開攝像頭的那一刻開始其實機就開始了緩存,當用戶在屏幕上按下快門的瞬間T,這前后的十幾張HDR圖像進行拼合、處理,成就了更高的清晰度、更低的噪聲。
多出來的紅色怎么辦?
傳感器信息,那么顏色一定會很怪異,畫面會偏黃而綠色不足。但事實上這種情況并未發(fā)生,這背后是怎么實現(xiàn)的?
用標準色卡來分析RYYB的色彩表現(xiàn)與標準色的區(qū)別
很多評測里都可以看到色卡護照
其實要實現(xiàn)這一點并不難,有兩種靠譜的途徑。*種其實和照片打印、處理是一樣的,那就是通過ICC色彩描述文件來實現(xiàn)。
比如日光場景,華為只要用RGGB的傳感器和RYYB傳感器拍攝一樣的色彩圖片,就可以分析得到正常的顏色。
我們在很多評測里面都可以看到這個東西,那就是愛色麗的24色標準色塊,用標準色來比較獲得的顏色,得到攝像頭的色彩描述文件。
要知道的是,真實、標準的色彩并不好看,所有機都會優(yōu)化照片,所有的優(yōu)化都是建立在這套色彩標準流程體系之上的。
通過機器學(xué)習(xí)來掌握RYYB色彩傾向也不難
第二個辦法則稍微麻煩一些,需要用大量的圖片進行機器學(xué)習(xí),進而得到RGGB傳感器排列下色彩如何轉(zhuǎn)換成RGGB色調(diào)。
機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練量有幾十億張圖片的比對即可,這其實并不復(fù)雜。
判斷場景、目標,快速的使用針對性的優(yōu)化算法是今天高質(zhì)量拍照的基本功
當然我們說的只是在某個具體場景下使用的辦法,現(xiàn)如今機拍照,都用了場景識別功能。
也就是說拍月亮、拍夜空、拍風(fēng)景、拍人像這些不同場合,使用不同的優(yōu)化算法,是一套組合拳。所有企業(yè)都在這么做,華為的P30系列能獲得DXO的高分,也充分說明了它從感光設(shè)備到算法上的綜合實力已經(jīng)達到了水平。
廣州洋奕跟隨時代發(fā)展,以科技創(chuàng)新的企業(yè)文化在各大地區(qū)活躍,為稱重行業(yè)解決多種方案問題,提高各領(lǐng)域?qū)?/span>德國VOLFA位移傳感器KDW-75-A1的使用。