Tại sao máy ảnh kỹ thuật số được cho là chịu nhiều quang sai màu hơn máy ảnh phim?


15

Điều gì làm cho máy ảnh kỹ thuật số dễ bị quang sai màu hơn máy ảnh phim?

Tôi đã đọc điều này tại nhiều trang web, nhưng những lời giải thích khác nhau, từ những gì tôi nghĩ rằng những giải thích ít đáng tin cậy hơn như "máy ảnh kỹ thuật số có độ phân giải cao làm cho nó nổi bật hơn" đến những âm thanh đáng tin cậy hơn liên quan đến các bộ lọc màu trước cảm biến tạo ra một nguồn khác ngoài quang sai ngoài những gì ống kính đã tạo ra.

Có bất kỳ sự thật trong tuyên bố ở nơi đầu tiên, và nếu vậy tại sao đó là trường hợp?


3
Cung cấp một nguồn, điều này nghe có vẻ như một huyền thoại ngớ ngẩn. Đó là ống kính gây ra hiện tượng giảm sắc độ chứ không phải cảm biến. Có một số vấn đề do ma trận của Bayer, nhưng tôi sẽ không gọi đó là "sự thay đổi màu sắc". Sự giảm sắc tố được tạo ra khi ống kính hội tụ các bước sóng ánh sáng khác nhau khác nhau.
Olin Lathrop

2
Tôi không thể cung cấp các nguồn chính xác nơi ban đầu tôi đọc về nó (Cách đây một thời gian), nhưng một tìm kiếm nhanh cho nó đã cho vô số kết quả tương tự: 1 2 3 4 . Nó rất có thể là một huyền thoại như tôi đã viết trong câu hỏi, nhưng nếu vậy nó lan rộng
Hugo

2
có thể bởi vì hình ảnh máy ảnh phim hầu hết được xem ở mức ánh sáng phản chiếu 15x10cm trong ánh sáng ấm cúng, trong đó người xem có hình ảnh lớn trong khi hầu như tất cả các bức ảnh kỹ thuật số đều được kiểm tra chặt chẽ về các lỗi ở mức "cắt xén" 100% trên ánh sáng 15-25 inch Màn hình hay TV 30-50 inch?
Michael Nielsen

Nói chung, kỹ thuật số sắc nét hơn rất nhiều, đến nỗi bạn thấy các vấn đề không rõ ràng trong phim, bởi vì trong phim bạn không phóng to lên "1: 1", trong khi ở kỹ thuật số thì nó phổ biến. Quay phim, phóng to lên gấp 500 lần và hãy xem liệu sau khi bị mờ quá mức, bạn không thể tìm thấy bất kỳ quang sai nào.
FarO

Câu trả lời:


10

Rõ ràng, quang sai màu được tạo ra bởi ống kính và lượng CA là như nhau.

Tuy nhiên, phim như một phương tiện và cảm biến phản ứng hơi khác nhau. Ánh sáng vuông góc thực sự được xử lý theo cách tương tự ở cả hai, nhưng ánh sáng góc gặp một bề mặt khác khi sử dụng phim và khi sử dụng cảm biến CMOS.

Cảm biến CMOS có các thấu kính nhỏ trên bộ lọc màu (xem tại đây ) và khá khó để cung cấp vận tốc nhóm đồng nhất bên trong một thấu kính nhỏ cho tất cả các loại bước sóng ánh sáng, vì vậy chúng tạo ra phản ứng phụ thuộc góc và phụ thuộc bước sóng khi đến ánh sáng. (Xem xét ánh sáng trắng đi qua một lăng kính - hiệu ứng tương tự).

Một bộ phim có độ nhạy ít hơn nhiều với góc độ sự cố. Vì vậy, bạn sẽ chỉ chụp ảnh CA.

Mặt khác, R, G và B đến từ một góc sẽ thấy độ nhạy cảm biến khác nhau (mỗi loại là khác nhau) so với RGB vuông góc với cảm biến. Vì vậy, điều đó sẽ hiển thị như thay đổi màu sắc hoặc thay đổi màu sắc, làm cho CA tồi tệ hơn.

Vâng, đây là lời giải thích tôi có thể nghĩ cho câu hỏi của bạn.

. ).


2
Ngoài ra còn có kính lọc khử răng cưa / UV / IR khá dày (~ 1mm hoặc hơn) đặt trực tiếp trước cảm biến. Ở các góc của cảm biến, ánh sáng tới sẽ chiếu vào một góc nhọn (trừ khi ống kính là viễn thông) và điều này có thể làm những điều khó chịu đối với màu sắc. Đặc biệt là trên một số ống kính góa rộng Leica M có phần tử phía sau đường kính nhỏ được lõm sâu vào, tốt, không phải là "ngôi nhà gương" mà là khoang tương ứng trong máy ảnh, gần với mặt phẳng phim. Điều này không xảy ra với phim. Microlenses chỉ có thể làm rất nhiều để khắc phục điều này.
Staale S

@TFuto - vui lòng xem câu trả lời của tôi. Không cần biệt ngữ như vận tốc nhóm (một từ ưa thích cho số lượng màu trục) ở đây. Các microlenses cũng không liên quan lắm đến CA, vì ngay cả khi có màu bên cho microlens được thiết kế khéo léo, ánh sáng xanh sẽ được lọc trên pixel màu đỏ hoặc được lọc bên dưới microlens. Nói chung, nếu điều này không xảy ra, ma trận bayer sẽ bị hỏng và bạn sẽ nhận được những hình ảnh rất lạ từ máy ảnh.
Brandon Dube

1

Một máy ảnh kỹ thuật số định lượng ánh sáng thô hơn một đoạn phim. Xem xét nếu ống kính có 3 micron sắc sai. Trên hình ảnh phim, bạn sẽ nhận được một cái gì đó lớn hơn một chút so với 3 micron - có thể là 3,1 micron - do các tinh thể halogen bạc của phim. Trên máy ảnh kỹ thuật số, các pixel là 6 micron ở một bên. 3 micron là đủ để tràn đáng kể vào pixel lân cận, do đó lượng quang sai màu dường như đã tăng gấp đôi so với phim.

Họ cũng thấy màu sắc khác nhau. Hãy xem xét thử nghiệm này ai đó đặt lại với nhau. Xem xét ví dụ 6. Chiếc xe màu xanh đằng sau chiếc xe bị phơi sáng quá mức gần như màu đen trong hình ảnh phim và sáng một cách hợp lý trong chiếc xe kỹ thuật số. Đèn pha màu đỏ cũng được phơi bày rất khác nhau, thậm chí liên quan đến những thứ xung quanh chúng.

Điều này ngụ ý rằng bộ phim ít nhạy cảm hơn với ánh sáng đỏ và cũng ít nhạy cảm hơn với ánh sáng xanh. Tất cả các viền bạn nhìn thấy là màu đỏ tươi, không phải là màu , mà là sự kết hợp của màu đỏ và màu xanh. Nếu phim ít nhạy cảm với các màu này, so với các yếu tố trắng hoặc xanh lục của cảnh, hiện tượng quang sai màu sẽ bị giảm cường độ và do đó khả năng hiển thị.


Liên kết mà bạn có tiêu đề "không phải màu" không hỗ trợ cho yêu cầu đó.
mattdm

@mattdm _ nó được coi là sinh lý và tâm lý là sự pha trộn của ánh sáng đỏ và tím / xanh lam, với sự vắng mặt của màu xanh lá cây._
Brandon Dube

1
"Magenta là một màu phổ thêm". Điều đó hoàn toàn không giống như "không phải là một màu". Ý tôi là, chắc chắn, "màu sắc" có rất nhiều định nghĩa kỹ thuật khác nhau, nhưng tôi không nghĩ giới hạn đó là đặc biệt hữu ích. (Theo định nghĩa này, màu hồng và màu nâu cũng sẽ không phải là màu sắc.) Và dù sao, liên kết bạn cung cấp định nghĩa nó là một màu, chắc chắn ngay trong trích dẫn tôi đưa ra .
mattdm

1
Tôi nghĩ rằng câu trả lời của bạn là tốt, ngoại trừ, như tôi đã nói, liên kết của bạn đến "màu đỏ tươi không phải là màu" đi đến một trang có nghĩa đen nói rằng màu đỏ tươi là một màu. Nếu bạn muốn tranh luận rằng vì một số lý do, nó không phải là màu sắc, tôi nghĩ bạn ít nhất nên tìm một tài liệu tham khảo tốt hơn.
mattdm

1
Màu quang phổ là màu mà chúng ta cảm nhận được để đáp ứng với sự kích thích của các bước sóng ánh sáng đơn (hoặc trong thực tế, rất giống nhau). "Màu thuần khiết" có thể có ý nghĩa này, nhưng nó cũng có những giác quan khác.
mattdm

0

Tôi không nghĩ rằng bất kỳ lý do có thể bạn đã đọc là sai, như vậy. Chắc chắn, phần lớn các lý do trong các liên kết bạn cung cấp có vẻ đủ hợp lý là nguyên nhân của một lượng nhỏ màu sắc.

Những thứ như thấu kính mạnh và các vấn đề sản xuất khác sang một bên, sự phức tạp tuyệt đối của ống kính hiện đại so với thời kỳ quay phim và việc bổ sung ống kính vi mô trên cảm biến sẽ góp phần tạo nên viền màu mà bạn nhìn thấy. Độ phân giải tăng dần, giống như âm thanh của nó, làm nổi bật sự không hoàn hảo trong nhiều ống kính, và thật lòng tôi không nghĩ rằng có thể nghiên cứu một bản in ở bất cứ đâu gần như bạn có thể với màn hình lớn với tỷ lệ thu phóng 100%.

Thật tuyệt khi có thể nói rằng có một lý do cụ thể tại sao phim hay hơn kỹ thuật số về vấn đề này, có vẻ như đó thực sự là sự kết hợp của nhiều yếu tố nhỏ hơn.


Bạn sai rồi. Kỳ vọng không có gì để đối phó với nó. Quang sai màu rõ rệt trên kỹ thuật số hơn phim. Nó có thể được đo. Một trong những nỗ lực như vậy được thực hiện bởi genotypewriter: safe.flickr.com/photos/genotypewriter/6147351879 - kết quả khá rõ ràng: Phim thắng khi đến với CA.
MarcinWolny

1
Thay đổi câu trả lời của tôi để loại bỏ bình luận cuối cùng của tôi. Trên điện thoại của tôi vì vậy tôi sẽ đọc các liên kết sau - trong thời gian đó tôi sẽ tin bạn. :-P
Thomas Bisset

0

điều này do cách màu được trích xuất từ ​​cảm biến. Chỉ có một số máy ảnh kỹ thuật số thực sự nhìn thấy màu sắc (sigma foveon cũ là một trong số chúng trong máy ảnh DSLR "công cộng" lớn). Cảm biến chỉ nhìn thấy cường độ ánh sáng nên "đen trắng" và một lưới phía trước với bộ lọc màu được sử dụng để, sau này trong quá trình, cố gắng xác định màu gốc. (xem lưới của Bayer và sự tiến hóa của họ) ( mẫu ứng dụng bayer ) Do cách giải thích này, một số tình huống đưa ra màu sai là khấu trừ. Điều này thường xảy ra ở rìa của bề mặt sắc nét.


3
Bạn có thể vui lòng giải thích và hoặc cung cấp một số nguồn tại sao điều này dẫn đến viền màu? Nếu đây là lý do nó dường như không liên quan đến quang sai màu.
Hugo

2
Cũng lưu ý rằng cách thức hoạt động của cảm biến Bayer gần với cách hoạt động của mắt người hơn Foveon! Theo tiêu chuẩn này, con người cũng không nhìn thấy màu sắc!
mattdm

Tôi đề nghị và bài viết này giải thích cách nó nối thêm phaseoneimageprofigator.wordpress.com/tag/bayer-potype (không phát minh lại bánh xe). Bạn cũng có thể xem wiki pedia cho foveon cũng giải thích một phần (lợi thế của foveon về vấn đề này) en.wikipedia.org/wiki/Foveon_X3_sensor . @mattdm, mắt phải hoạt động giống như bayer nhưng phân tán cảm biến đơn vị mắt khác với lưới bay "thông thường", mỗi đơn vị cơ sở nắm bắt thông tin khác nhau trong đó bayer / cảm biến chụp cùng một bộ lọc để quang sai không được xử lý theo cùng một cách óc.
NeronLeVelu

1
Điều này giải thích làm thế nào một cảm biến của Bayer có thể gây ra một loại lỗi màu nhất định, nhưng tôi sẽ không gọi những lỗi đó là sự sai lệch màu sắc như đã được hỏi trong câu hỏi.
Olin Lathrop

0

Tôi nghĩ Hugo viết về Blooming, điều đó xảy ra trên các cảm biến. Chủ yếu là các cảm biến độ phân giải lớn kích thước lớn đang nở rộ. Nó gây ra bởi cường độ ánh sáng cao, cao hơn nhiều so với photodiod có thể xử lý. Vì vậy, điện tích tràn vào các photodiodes liền kề. Kết quả là nó tạo ra các vòng tròn mờ ở rìa của các khu vực tiếp xúc quá mức.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.