เกิดอะไรขึ้นกับเซ็นเซอร์ Foveon

ดูเหมือนว่าเซ็นเซอร์ Foveonควรจะสามารถสร้างภาพที่ดีกว่าเพราะมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับพิกเซลสีแดง, สีเขียวและสีน้ำเงินแยกต่างหากที่มีอยู่ในกล้องดิจิตอลส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามกล้องที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ Foveon นั้นไม่มีความทนทานเลยทีเดียว ทำไม?

(หมายเหตุด้านข้าง: คำถามนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากคำตอบของตัวกรองไบเออร์ที่ตัวกรองไบเออร์อาจทำให้เกิดปัญหา ... )

สิ่งที่เกิดขึ้นคือ Sigma ซื้อ Foveon และสร้างแรงกดดันอย่างมากในการสร้างเซ็นเซอร์ที่สามารถแข่งขันกับเซ็นเซอร์ DSLR มาตรฐานได้ ตอนนี้ Sigma กำลังสร้างกล้องและเซ็นเซอร์ทั้งหมดแล้วก็มีความสนใจในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่น่าสนใจ

เมื่อปีที่แล้วซิกมาประกาศSD1ซึ่งใช้เซ็นเซอร์ APS-C (1.5X ครอบตัด) ที่มีรูปถ่าย 15 ล้านรูป วิธีที่พวกเขานับ Sigma เรียกมันว่าเซ็นเซอร์ 46 ล้านพิกเซล พวกเขาไม่ได้เปิดเผยรายละเอียดมากมายให้กับสมาชิกของสื่อมวลชน (อย่างน้อยฉัน) แต่คาดว่าจะเปิดตัวในช่วงฤดูร้อนนี้

ยังคงมีกล้อง Sigma หลายตัว (DP1x, DP2s, SD15) ในการผลิตซึ่งใช้เซ็นเซอร์ 1.7X Foveon ที่มี 4.5 ล้าน photosites (aka 14 ล้านพิกเซล)

อย่างน้อยที่สุดสำหรับคนส่วนใหญ่ความละเอียดเชิงพื้นที่ (โดยเฉพาะในช่วงสีเขียว) มีความสำคัญมากกว่าความละเอียดของสีโดยเฉพาะในสีแดงและสีน้ำเงิน เส้นโค้งการตอบสนองสีที่ฉันรวมไว้ในคำตอบก่อนหน้านี้อย่างน้อยก็ให้เหตุผลบางประการเกี่ยวกับเรื่องนี้

นี้มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกว้างใหญ่ส่วนใหญ่ของภาพที่เก็บไว้ / แสดงอิเล็กทรอนิกส์อยู่ใน JPEG หรือ MPEG รูปแบบ รูปแบบเหล่านี้รองรับการลดช่องสัญญาณ Chroma ลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของความละเอียดต่อไปและ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของ MPEG) นั่นเป็นวิธีการจัดเก็บภาพส่วนใหญ่ ดังนั้นการแปลงข้อมูลจากเซ็นเซอร์ Foveon ให้เป็นรูปแบบ JPEG หรือ MPEG โดยทั่วไปแล้วจะเป็นการทิ้งข้อมูลพิเศษที่คุณรวบรวมมา

แม้ว่าประโยชน์ที่ได้นั้นไม่จำเป็นมากนักกล้องไบเออร์บางตัว (เช่น high-end Leaf / Phase One's) รองรับการเลื่อนเซ็นเซอร์เพื่อถ่ายภาพต่อเนื่องสี่ภาพ ดังนั้นแต่ละพิกเซลในภาพสุดท้ายจึงมีข้อมูลสีเต็มรูปแบบ (และยังคงมีบิตสีเขียวเป็นสองเท่าสำหรับสีแดงหรือสีน้ำเงินดังนั้นจึงเหมาะสมอย่างยิ่งกับการมองเห็นปกติ)

เซ็นเซอร์ Foveon นั้นยอดเยี่ยมในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติมันไม่ใช่ตัวเลือกที่น่าสนใจ โดยทั่วไปแล้วจะมีความละเอียดต่ำกว่ามากและสามารถแข่งขันได้โดยการนับเซ็นเซอร์ 3 ตัวในแต่ละตำแหน่งพิกเซลเป็นพิกเซลเดี่ยว

ซิกมายังคงผลิตกล้องที่มีเซ็นเซอร์ Foveon: http://blog.sigmaphoto.com/2011/faqs-the-sigma-camera-and-its-foveon-x3-direct-image-sensor/

สิ่งที่เกิดขึ้นกับเซ็นเซอร์ Foveon ก็คือ Sigma นำเทคโนโลยีมาใช้ก่อนหน้านี้ แต่ บริษัท กล้องอื่น ๆ ก็ลังเลที่จะทำเช่นนั้น

รัฐนั้นยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ ซิกมายังคงพัฒนากล้องอย่างต่อเนื่องปัจจุบันมี SD-15 DSLR และกล้องคอมแพคเซนเซอร์ขนาดใหญ่ความยาวโฟกัสคงที่ DP-1 และ DP-2

อย่างไรก็ตามเมื่อเร็ว ๆ นี้เทคโนโลยี Foveon ดูเหมือนว่าจะมีการปรับตัวสูงขึ้น Sigma ดูเหมือนจะโพสต์โพสต์ใหม่อีกมากเซ็นเซอร์ Foveon ใน SD-1 ที่ได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นพร้อมกับการจัดการเสียงรบกวนที่ดีขึ้นและความละเอียดที่เหนือกว่า DSLR ผู้บริโภคทั่วไปทุกวันนี้ เซ็นเซอร์ใหม่นี้มีขนาดประมาณ 46 ล้านพิกเซลซึ่งแปลเป็นไบเออร์หมายถึงประมาณ 30MP โดยมีรายละเอียดเท่า ๆ กันสำหรับภาพไบเออร์ - นั่นคือถ้าคุณถ่ายภาพเอาท์พุท 15 ล้านพิกเซลจาก RAW ที่แปลงจาก SD-1 และเพิ่มขึ้นเป็น 30MP มันจะมีลักษณะเหมือนภาพ 30MP ไบเออร์ มันก็จะไม่มีปัญหารูปแบบสีที่เซ็นเซอร์ไบเออร์อาจมีและมีรายละเอียดที่ดีกว่า เซ็นเซอร์ Foveon มีช่วงไดนามิกที่กว้างและมีเสียงรบกวนต่ำมากที่ ISO ต่ำ

ดังนั้นสิ่งที่เปลี่ยนไปเพื่อสิ่งที่ดีกว่าที่อนุญาตให้มีความก้าวหน้าเช่นนั้น? ส่วนหนึ่งเป็นเพราะเราเห็นผลลัพธ์ของการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องที่ Foveon แต่เพราะ Sigma ซื้อ Foveon และให้พวกเขาจดจ่ออยู่กับการผลิตเซ็นเซอร์กล้องขนาดใหญ่ที่ดีขึ้น ก่อน Foveon พยายามที่จะดูว่าส่วนใดของตลาดการถ่ายภาพอาจทำให้ลูกค้าดีสำหรับเทคโนโลยีและผลลัพธ์ก็กระจัดกระจายในเป้าหมายมากขึ้น

ไม่เพียง แต่ผลลัพธ์ของการโฟกัสนี้ที่เห็นได้ในความละเอียดที่เพิ่มขึ้นอย่างมากจากเซ็นเซอร์ในรุ่นก่อนหน้านี้ แต่ยังรวมถึงเทคโนโลยีที่พวกเขาเลือกที่จะไปยังดาวอังคารโดย ESA:

http://translate.google.com/translate?hl=da&sl=ko&tl=en&u=http%3A%2F%2Fwww.styledb.com%2Fbbs%2Fboard.php%3Fbo_table%3DB08_news%26wr_id%3D102

ขออภัยสำหรับการแปลคร่าวๆฉันไม่สามารถหาแหล่งอื่น ๆ สำหรับข่าวนั้น

ดังนั้นโดยทั่วไปสิ่งที่เกิดขึ้นสำหรับเทคโนโลยี Foveon ก็คือมันยังคงมีการพัฒนาสิ่งที่ดูเหมือนว่าจะช้ากว่าเทคโนโลยีเซ็นเซอร์อื่น ๆ แต่สิ่งที่อาจจบลงด้วยการก้าวไปข้างหน้า เราจำเป็นต้องตรวจสอบสิ่งที่เซ็นเซอร์ใหม่สามารถทำได้เพื่อดูว่าสถานะของเทคโนโลยี Foveon ตั้งอยู่ที่ใดในปัจจุบันนี้ดังนั้นนี่อาจเป็นคำถามที่ยอดเยี่ยมสำหรับการทบทวนในเวลาสามเดือน

หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมว่าภาพเอาท์พุต Foveon 15 ล้านสามารถมีรายละเอียดมากกว่าภาพเอาต์พุต bayer 30 MP ได้อย่างไรอ่านบทความนี้เปรียบเทียบเซ็นเซอร์ Foveon 4.7MP กับ 12MP ไบเออร์หนึ่ง (Canon 5D ):

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

โดยเฉพาะอย่างยิ่งบันทึกความละเอียดของแผนภูมิสีและไตร่ตรองคำถามที่น่าสนใจนี้ - กล้องไบเออร์ 15MP มีเพียง 3,400,000 photosites ที่ตรวจจับสีแดง ดังนั้นหากคุณใส่ฟิลเตอร์สีแดงแบบดั้งเดิมเช่นช่างภาพ B&W ชอบที่จะใช้เซ็นเซอร์อื่น ๆ ทั้งหมดจะถูกทำให้เป็นสีดำและตอนนี้คุณกำลังถ่ายภาพด้วยกล้อง 3.75MP ในขณะเดียวกันเซ็นเซอร์ 46MP Foveon ที่มีสามชั้น 15 ล้าน photosites ตรวจจับสีแดง / สีเขียว / สีน้ำเงิน (คร่าวๆ) ไม่สนใจตัวกรองที่คุณใส่ไว้ด้านหน้าเซ็นเซอร์เอาต์พุตทุกพิกเซลจะเก็บข้อมูลจากเซ็นเซอร์สีแดง 15 ล้านตัวที่แตกต่างกัน

นั่นอาจดูเหมือนเป็นกรณีโดยพลการ แต่สิ่งที่เกี่ยวกับโทนสีจะเปลี่ยนไปในบางอย่างเช่นรถสีแดง - หรือท้องฟ้าสีฟ้า

สำหรับผู้ที่สงสัยว่า Foveon กำลังจะไปถึงระดับเทคนิคให้อ่านสิทธิบัตรล่าสุดจาก Foveon โดยทั่วไปครอบคลุมพื้นฐานของสิ่งที่อาจเป็นเซ็นเซอร์ SD-1:

http://www.freepatentsonline.com/y2010/0155576.html

สิ่งสุดท้ายที่ควรทราบก็คือรูปแบบของเทคโนโลยี Foveon แม้ว่าจะไม่ใช่การออกแบบ Foveon ที่ดูเหมือนว่าจะเป็นอนาคตของการถ่ายภาพ - สิทธิบัตรได้เริ่มมาจาก Sony และ บริษัท อื่น ๆ ก็มองหาวิธีการเซ็นเซอร์เลเยอร์

มีสองประเด็นที่ได้รับปัญหาสำหรับ Foveon เซ็นเซอร์อื่น ๆกว่าปัญหาของความละเอียดเชิงพื้นที่ สิ่งเหล่านี้ล้วนมีอยู่ในแนวคิดหลักของ Foveon: การใช้การดูดซับสเปกตรัมความลึกที่แตกต่างกันของซิลิคอนเพื่อแยกสี

ด้วยอาร์เรย์ของไบเออร์ฟิลเตอร์ที่แตกต่างกันนั้นถูกสร้างขึ้นด้วยสีที่คัดสรรมาอย่างดีเพื่อให้เข้ากับสีแดงเขียวและน้ำเงินที่เลือกไว้ ด้วย Foveon ความแตกต่างนั้นขึ้นอยู่กับฟิสิกส์ของซิลิกอนซึ่งไม่ตรงกับที่เป็นวัสดุการตลาดตามปกติ ซึ่งส่งผลให้ทั้งสองปัญหา

อย่างแรกสีหลักสามสีที่บันทึกโดยเซ็นเซอร์ Foveon นั้นอยู่ไกลจากความยาวคลื่นหลักที่เซลล์รูปกรวยของตามนุษย์ตอบสนองและอันที่จริงรูปร่างของเส้นโค้งความยาวคลื่นที่ความลึกแต่ละระดับตอบสนองแตกต่างจากวิสัยทัศน์ของเรามาก นั่นหมายความว่าพื้นที่สีดั้งเดิมของอุปกรณ์นั้นมีรูปร่างที่แตกต่างกันซึ่งเปลี่ยนจาก sRGB และพื้นที่สีเอาต์พุตทั่วไปอื่น ๆ หรือจากการมองเห็นของมนุษย์ เซ็นเซอร์บันทึก "สีในจินตนาการ" - ที่เรามองไม่เห็นจริง ๆ - ในบางช่วงของสีและส่วนอื่น ๆ ของช่วงสีไม่ครอบคลุมอย่างสมบูรณ์แบบ สิ่งนี้ไม่ได้แสดงว่าเป็นสีที่หายไปแต่เป็นสีตาบอด (การเปรียบเทียบมีจริงค่อนข้างดีเนื่องจากเป็นปัญหาเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ)

ประการที่สองแสงสีแดงความถี่ต่ำจะถูกดูดซับในระดับที่ลึกที่สุดซึ่งไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ในการลดทอนสัญญาณบางอย่างซึ่งหมายถึงสัญญาณรบกวนที่มากขึ้นในช่องสีแดง ดังที่ฉันเข้าใจแล้วการลดเสียงรบกวนในกล้อง Sigma เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้โดยการทำให้ช่องสีแดงเบลอรุนแรงยิ่งขึ้น ฉันรู้ว่ากล้องไบเออร์เซ็นเซอร์ของฉันมีการจัดแสดงด้วยระยะห่างที่กว้างและมีสัญญาณรบกวนมากกว่าในช่องสีฟ้า ฉันไม่แน่ใจว่าเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นกับเซ็นเซอร์ Bayer หรือ CMOS หรือเป็นปัญหาสองเท่าของFoveon (ฉันทำคำถามของมันเอง )

ไม่มีสิ่งใดที่จะกล่าวได้ว่าเทคโนโลยีของไบเออร์ที่แพร่หลายนั้นสมบูรณ์แบบหรือดีกว่า Foveon อย่างแน่นอน มันเป็นเพียงแค่ทุกสิ่งที่มีการประนีประนอมและ Foveon กลายเป็นจริงที่จะมีบางคนที่ยากลำบาก ปัญหาใหญ่ของไบเออร์ (aliasing, ความละเอียดของสี) สามารถแก้ไขได้โดยการขว้างพิกเซลให้มากขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว สิ่งนี้ได้ประสบความสำเร็จอย่างมากและแน่นอนว่ามันไม่มีอุบัติเหตุที่สอดคล้องกับการตลาดแบบพิกเซล

ปรับปรุง (พฤษภาคม 2554): ซิกมาเพิ่งประกาศรุ่น "SD1" ใหม่ราคาอยู่ที่ประมาณ $ 9,700 - เทียบได้กับค่าใช้จ่ายกับกล้อง Pentax 645D ขนาดกลาง แต่มีเซ็นเซอร์ขนาด APS-C มันน่าสนใจที่จะดูว่าพวกเขาสามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้หรือไม่ การเก็งกำไรของฉันคือพวกเขาอาจมี แต่ในราคาที่ทำให้พวกเขาเปลี่ยนตลาดเป้าหมาย แต่ถึงอย่างนั้นฉันก็ยังไม่แน่ใจ - ISO สูงสุดยังคงเป็น 6400 ซึ่งเป็นสองจุดหลังเซ็นเซอร์ภาพไบเออร์ในปัจจุบัน (ยังคงต้องดูแน่นอนถ้าพวกเขาเพียงแค่ตัดสินใจที่ จำกัด อนุรักษ์นิยมมากขึ้นโดยไม่ต้องจ้องมองที่ลูกบอลคริสตัลยากเกินไปไม่มีทางที่จะบอกได้ฉันจะอัปเดตสิ่งนี้อีกครั้งเมื่อบทวิจารณ์อยู่และถ้าฉัน '

_{ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: ฉันไม่มีกล้อง Foveon-sensor (แม้ว่าฉันเคยใช้แล้วมันก็เจ๋ง!) ฉันไม่ได้ติดตามเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด ซิกมากำลังทำการวิจัยมากมายเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้}

เหตุผลที่ดีที่สุด "ไม่มีใคร" ใช้ Foveon ฉันคิดว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับ Foveon และมีส่วนเกี่ยวข้องกับซิกม่าน้อยมาก หาก Canon หรือ Sony ซื้อเทคโนโลยีแทน Sigma ตอนนี้คงจะเป็นกระแสหลักแล้วแนวคิดพื้นฐานก็ดี ซิกมาเป็นผู้เล่นบิตในสาขานี้มีขนาดเล็กเกินไปที่จะทำด้วยตัวเองและกล้องซิกมาเป็นสิ่งที่ได้มา

เซ็นเซอร์ไม่เป็นไร ... หรืออย่างน้อยก็ขึ้นอยู่กับรุ่น 45Mp Merrill ด้วยรุ่นต่อมาของ Quattro Sigma ได้ละทิ้งวิธีการ "บริสุทธิ์" ในการจับภาพสามสีในแต่ละตำแหน่งเพื่อประนีประนอมโดยมีเซ็นเซอร์น้อยลงในชั้นล่าง

แต่เซ็นเซอร์ไม่ใช่ปัญหา ทุกคนที่ใช้มันรู้ว่ามันเก่งที่ ISO ต่ำ แต่ด้อยกว่าเซ็นเซอร์ไบเออร์ที่มีความละเอียด REAL ที่เทียบเท่าที่ ISO สูง

ปัญหาที่แท้จริงคือกล้อง Sigma ช้าและหงุดหงิดไม่สะดวกในการใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะเวลาเขียนช้าอย่างไร้เหตุผล ในวันแรก ๆ ของกล้องดิจิตอลราคาไม่แพงเรายินดีที่ SD1 แต่เมื่อคุณคุ้นเคยกับความเร็วของ DSLR ที่ดีจาก Nikon หรือ Canon มันยากที่จะกลับไปรออีกสองนาที เขียนถึง 7 ภาพในการ์ดและจนกว่าจะเสร็จสมบูรณ์คุณจะไม่สามารถตรวจสอบการเปิดรับแสงและคุณไม่ได้ใช้การควบคุมกล้องอย่างเต็มที่

ยิ่งไปกว่านั้นผู้ผลิตกล้องยังคงใช้ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีไบเออร์มากขึ้นเรื่อย ๆ มันทำให้ฉันนึกถึงปอร์เช่ 911 เครื่องยนต์อยู่ในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง แต่ด้วยวิศวกรรมที่ฉลาดพอที่จะทำให้รถสามารถจัดการได้เช่นเดียวกับด้านหน้าที่สมดุลที่ดีกว่าหรือเครื่องยนต์ขนาดกลาง