Разрешение матрицы.

Матрица состоит из множества отдельных светочувствительных элементов - пикселей, каждый такой элемент формирует одну точку на изображении. Чем больше разрешение матрицы, тем выше детализация получаемого снимка. Кол-во пикселей на матрице называется разрешением матрицы и измеряется в мега пикселях (миллионах пикселях). Каждый такой пиксель воспринимает свет и преобразует его в электрический заряд (чем ярче свет - тем сильней заряд). Поскольку используется информация только о яркости света, картинка получается черно-белой. Чтобы она была цветной, ячейки покрывают цветными фильтрами. В большинстве матриц каждый пиксель покрыт красным, синим или зеленым фильтром, так называемые RGB фильтры (Red – красный, Green – зеленый, Blue –синий). Фильтр пропускает в ячейку лучи только своего цвета, поэтому каждый пиксель, для процессора фотоаппарата, имеет либо красный, либо зеленый, либо синий цвет и яркость этого цвета. Эти три цвета являются основными, а все остальные цвета получаются путем смешения основных. Процессор рассчитывает цвет каждого пикселя анализируя информацию с соседних с ним пикселей.

Расположение фильтров бывает различным, но наиболее распространен так называемый фильтр Баера, когда применяются светофильтры трёх основных цветов в следующем порядке:

Зелёных ячеек в два раза больше, чем ячеек других цветов. Это связано с особенностями человеческого зрения, наиболее чувствительного именно к зелёной области спектра. Потеря данных в этой области была бы наиболее заметна. В модифицированном фильтре Байера, RGBE, одна из зёленых ячеек заменена светло-голубой (E-изумрудной, англ. emerald), что даёт лучшую цветопередачу. (технология разработанная SONY).

Как происходит расчет цвета пикселей.

Есть матрица состоящая из красных, зеленых и синих пикселей

↓

когда мы фотографируем изображение

↓

сигнал с матрицы, для процессора будет выглядеть как сигнал от красных, зеленых и синих пикселей с различной яркостью

↓

после обработки, процессор вычисляет цвет каждого отдельного пикселя, используя информацию о других цветах с соседних ячеек и формирует цифровое изображение

Как видно на картинке, это изображение получилось более размытым, чем исходное. Такой эффект связан с потерей части информации в результате прохождения света через цветовые фильтры и обработкой изображения процессором. Для исправления размытости процессор фотоаппарата автоматически повышает чёткость изображения. Дополнительно, в этот момент процессор может применить и другие операции: изменить контрастность, яркость, подавлять цифровой шум и т. д. в зависимости от модели аппарата. Многие из этих функций производятся фотоаппаратом автоматически, более дорогие модели имеют возможность дополнительной, ручной корректировки.

Так же существуют матрицы RGBW (добавлен White- белый), в них добавлены пиксели не имеющие цветового фильтра, свет попадает на пиксель беспрепятственно и он дает более сильный сигнал (такие матрицы выпускает KODAK).

Использование такого пикселя позволяет получать более яркое изображение в условиях недостаточного освещения, но при этом возможны потери мелких цветовых деталей, т.к. существует области 2х2 пикселя, где есть только два цвета, например белый и синий или белый и зеленый и т.д, что затрудняет корректный расчет цвета.