Foveon X3. Czy zrewolucjonizuje fotografię cyfrową?

Innowacyjna technologia X3 obiecuje jakość zdjęć cyfrowych porównywalną z materiałami światłoczułymi. Jak to działa?
Wstęp
Matryca CCD, to najważniejszy element każdego aparatu cyfrowego. Od niego przede wszystkim zależy jakość odwzorowywanych obrazów. Podstawowym parametrem określającym jakość CCD była do tej pory rozdzielczość wyrażana w ilości aktywnych, światłoczułych punktów (pikseli). Rozpiętość rozdzielczości CCD wykorzystywanych w aparatach cyfrowych jest duża. Proste aparaty dla początkujących mają matrycę o rodzielczości od 1 miliona pikseli (megapikseli). Najnowsze aparaty cyfrowe, jak na przykład Canon EOS D60 mają rozdzielczości rzędu 6 megapikseli. Rozdzielczość w megapikselach przekłada się oczywiście na maksymalną rozdzielczość pliku otrzymanego z takiego aparatu cyfrowego.



Okazało się jednak, że nawet matryca o dużej rozdzielczości nie gwarantuje jakości obrazu porównywalnej z kliszą fotograficzną.

Matryca jak telewizor i matryca jak klisza
W tradycyjnej matrycy CCD każdy punkt odbiera tylko jeden kolor. Dokładnie jeden element światłoczuły odbiera długość fali odpowiadającej filtrowi określonego koloru. Dlatego, żeby stworzyć kolorowy obraz potrzebne są punkty odbierające trzy kolory składowe - czerwony (Red), zielony (Green) i niebieski (Blue). Za pomocą tych trzech kolorów można oddać wszystkie pozostałe (no, prawie wszystkie). Piksele (a właściwie filtry) o różnych kolorach leżą obok siebie i w zależności od koloru padającego światła (odbitego od przedmiotów) są wzbudzane w odpowiedniej kombinacji. Tak to wygląda w uproszczeniu, w rzeczywistości w grę wchodzą różne konfiguracje kolorów na matrycy, oprogramowanie aparatu i wreszcie sposób zapisu obrazu. W podobny sposób działa kineskop telewizora. Można to obejrzeć przyglądając mu się z bliska.



Takie rozwiązanie ma swoje wady. Kolory nigdy nie są czyste. Gdy powiększymy zdjęcie możemy łatwo rozróżnić poszczególne plamki w różnych kolorach (jak na obrazach impresjonistów). Co gorsza nawet bez powiększania drobne szczegóły często otaczone są halo, czyli różnokolorową poświatą. Jak widać na ilustracji powyżej, każdy kolor zajmuje tylko część powierzchni matrycy. Tak więc najczęściej z trzech pikseli, na które pada promień światła pracuje jeden lub dwa. Aby nie powstała dziura w kolorze, oprogramowanie aparatu musi "dorobić" brakujące piksele. Proces taki nazywa się interpolacją. Mimo, że poprawia on odbiór zdjęcia (zachowany jest jednolity kolor), to źle wpływa ostrość i dokładność obrazu, gdyż dodane przez aparat elementy to jedynie uśrednienie. Obraz powstały na skutek interpolacji zawiera wiele pikseli, które w fotografowanej scenie nie istniały (bo zostały dodane przez oprogramowanie później). Takie "fałszywe" piksele noszą nazwę artefaktów. Mimo, że oprogramowanie aparatów cyfrowych jest coraz bardziej zaawansowane, to nie da się do końca uniknąć powstawania artefaktów.
Klisza fotograficzna zbudowana jest inaczej. Tu kolory ułożone są warstwami, dlatego nawet gdy przyglądamy się fotografii pod bardzo dużym powiększeniem nie możemy rozróżnić poszczególnych składowych koloru (chociaż widzimy kryształki emulsji fotograficznej).

Firma Foveon opracowała rewolucyjną technologię, która w matrycy CCD naśladuje budowę kliszy fotograficznej. Kolory w matrycy X3 ułożone są nie obok siebie, ale jeden na drugim - warstwami (patrz ilustracja).



Dzięki takiej konstrukcji każdy z pikseli w matrycy otrzymuje taką samą ilość światła. Podstawowe zalety to: bardziej nasycone i czyste kolory, brak efektu halo i znacznie mniejsza ilość artefaktów. Dodatkowo do obróbki zdjęcia w aparacie potrzebna jest o wiele mniejsza moc obliczeniowa (nie jest konieczna zaawansowana interpolacja). Dzięki temu można wyprodukować tańsze aparaty, szybciej zapisujące wykonane zdjęcia.
 
Komentarze
Polecane artykuły
Panasonic Lumix TZ200 - test praktyczny
16 Sie 2018
Jest tak mały i lekki, że można go nosić w kieszeni spodni, ale oferuje aż 15-krotny zoom optyczny z funkcją stabilizacji obrazu. Do tego mamy 1-calową matrycę 20 Mp, filmy 4K, świetny AF, ekran LCD i malutki wizjer oraz wiele inteligentnych trybów czy Wi-Fi i Bluetooth. Czego chcieć więcej w aparacie dla podróżnika? Sprawdziliśmy, jak w praktyce sprawuje się Panasonic Lumix TZ200.
2
Fujifilm X-T100 - test aparatu
8 Sie 2018
Fujifilm wie, jak robić małe, piękne aparaty, a najnowszy model X-T100 jest tego świetnym przykładem. Ze stylem w parze idą interesujące parametry: 24-megapikselowa matryca APS-C, odchylany o 180 stopni, dotykowy ekran LCD, duża wydajność pracy na baterii i niezła ergonomia. Sprawdziliśmy, jak X-T100 radzi sobie w praktyce.
1
Sigma Art z mocowaniem Sony E - pierwsze wrażenia i zdjęcia przykładowe
30 Lip 2018
Jesteście ciekawi, co do zaoferowania mają obiektywy Sigma Art z mocowaniem do Sony E? Sprawdziliśmy, jak w praktyce wypadają dostępne już w sprzedaży modele 20, 24, 35, 50 i 85 mm ze światłem f/1.4.
8
EIZO ColorEdge CG2730 - test monitora
27 Lip 2018
Ten profesjonalny 27-calowy monitor o rozdzielczości 2560 x 1440 px, z wbudowanym czujnikiem do automatycznej kalibracji, zaprojektowano do zastosowań w fotografii, grafice, druku i postprodukcji. Od zawsze monitory z serii CG wyznaczały najwyższe standardy obrazowania na rynku. Czy z tym modelem będzie podobnie? Sprawdźmy!
0