Was sind die Unterschiede zwischen dem Bayer-Mosaik und dem Foveon 3-Schichtsensor?

Um meinen Appetit vor der Kamera zu stillen, bin ich auf die Sigma-Website gestoßen und habe dieses 3-Lagen-Sensor-Zeug gefunden.

Kann jemand dies wirklich anhand seiner Erfahrungen oder Forschungen darüber erklären?

Hat jemand eine Hand auf diese Sigma SD15 oder Sigma SD1 DSLR, da ich nur auf die große Marke in dieser Branche gerichtet und beeinflusst wurde?

Der Bayer- Sensor, der von der überwiegenden Mehrheit der Kameras verwendet wird, besteht im Wesentlichen aus zwei mal zwei Sensoren mit 1 blauen, 1 roten und 2 grünen Sensoren, die als Bayer-Filter bezeichnet werden und nach dem Wissenschaftler von Kodak Labs benannt sind, der sie entwickelt hat. Die Daten eines solchen Sensors müssen dann einen Demosaikierungsprozess durchlaufen, bei dem die 4 Datenpunkte in ein Pixel konvertiert werden, das das Ergebnis der 3-Farben-Zusammenführung ergibt. Der Grund für 2 grüne Stellen ist, dass das menschliche Auge empfindlicher für Grün ist und daher die Farbe im System hervorgehoben wird.

Das Foveon- Modell, das mich total fasziniert, ist ein Ansatz, einem traditionelleren Filmstil zu folgen. In diesem Zusammenhang besteht die Idee darin, dass die drei primären Lichtbänder bei unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten und so das Sensormaterial bis zu unterschiedlichen Tiefen durchdringen, was die Voraussetzung für Farbfilme ist. In diesem Fall ist Blau am wenigsten durchdringend und Rot am meisten durchdringend. Durch Stapeln der Ebenen können sie an jeder Fotostelle den Pegel jeder der Primärfarben erkennen. Die Technologie eliminiert infolgedessen das Moiré-Muster, das sich aus den mit einem Bayer-Filter verbundenen Demosaikierungsalgorithmen ergeben kann, und liefert ein genaueres Ergebnis.

Ich bin sehr gespannt auf die Foveon-Technologie und freue mich darauf zu sehen, wohin Sigma sie führt. Sie haben endlich eine APS-C-Kamera mit diesem Sensor hergestellt. Wenn die Bewertungen und Beispiele endlich eintreffen, werde ich sie mir genauer ansehen. Trotzdem denke ich, dass die Kamerahersteller mit dem Bayer-Modell sehr gute Arbeit geleistet haben. Es ist ein bewährtes und gut verstandenes Mittel zur Bilderfassung, und das lässt sich an den oft beeindruckenden Ergebnissen ablesen. Wenn der Foveon das überschreitet, sind wir im Fotografie-Nirvana. :) :)

Wie auch immer, ich habe einige relevante Wiki-Artikel zu den beiden verlinkt, von denen ich denke, dass sie Ihnen wirklich helfen werden, die Unterschiede zu erkennen.

Seit der SD-9 fotografiere ich seit einigen Jahren Sigma-DSLRs. Ich bin in das System eingestiegen, als ich von Film-Spiegelreflexkameras auf digitale umgestellt habe, und habe viel recherchiert, bevor ich den Sprung gemacht habe. Auch ich bin auf den Foveon-Chip gestoßen, und sein Design hat mich auf konzeptioneller Ebene als viel solider empfunden als das Bayer-Design. Außerdem haben mir die Bilder, die ich von der Kamera gesehen habe, sehr gut gefallen.

Der Unterschied besteht darin, dass ein traditioneller Bayer-Sensor wirklich drei separate Fotos macht - ein grünes, ein rotes und ein blaues. Bei einem 14MP Bayer-Sensor hat das grüne Foto 7 Millionen Pixel, während die roten und blauen Bilder 3,5 Millionen Pixel Daten haben. Keine dieser Daten überlappt sich räumlich. Das heißt, wenn ein Objekt nur ein Pixel hoch wäre, wie vom Sensor erfasst, könnte es je nach Farbe in einem der Bilder verschwinden. An einem bestimmten räumlichen Ort werden 2/3 der Farbdaten verworfen. Während die Ausgabe einer 14-Megapixel-Kamera möglicherweise 14 Millionen Pixel enthält, handelt es sich im Wesentlichen um eine neu abgetastete und vergrößerte Version des Bildes mit größter Detailgenauigkeit - das grüne 7-MP-Bild.

Auf der Foveon-Seite gibt es keinen Ort, an dem sich eine Farbe im Bild "verstecken" kann, da an jedem bestimmten Erfassungsort das gesamte Lichtspektrum von den drei Sensorschichten erfasst wird und daher kein so großer Bedarf an Eingaben besteht von Nachbarn zu lösen, was der Sensor sah.

Der Endeffekt ist, dass Foveon-Sensoren nicht dazu verleitet werden, zu denken, dass feine Details wirklich eine Art Farbe (Farbmoire) sind, und dass der Detaillierungsgrad konstant ist, da keine feinen Details versehentlich verworfen werden. Der Bayer-Sensor, der zu jedem Zeitpunkt 2/3 des Lichts verwirft, kann manchmal feine Details fallen lassen, die der Foveon-Chip auflöst - dies hängt wiederum von der Farbe der Szene ab.

Da der Detaillierungsgrad eines Bayer-Sensors variabel ist, kann es sehr schwierig sein, den Foveon-Chip hinsichtlich der erfassten Details zu vergleichen. Eine grobe Faustregel lautet jedoch, dass ein Foveon-Bild ungefähr den gleichen Detaillierungsgrad wie ein Bild erfasst Bayer-Kamera mit 2/3 der Foveon MP-Bewertung (oder Sensoranzahl). So verfügt die kommende SD1 beispielsweise über 46 Millionen Fotoseiten (Sensoren), sodass Sie ähnliche Detailgenauigkeiten wie bei einem 30-Megapixel-Bayer-Bild erwarten können. Aber dies ist wieder ein Bild ohne Farbmoire, ohne AA-Filter vor dem Filter (wenn Sie sich keine Gedanken über Farbmoire machen, benötigen Sie keinen AA-Filter).

Hier finden Sie einige interessante Beispiele für den Vergleich der originalen Canon 5D mit der Sigma SD-14:

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

Beachten Sie insbesondere, was beim Aufnehmen von Farbzielen passiert, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie unterschiedlich die Details sein können.

Abgesehen von all den technischen Dingen, womit macht der Sensor gut? Da es das gesamte Spektrum bei jedem Pixel und die gleiche Auflösung unabhängig von der Farbe erfasst, werden subtile Tonänderungen meiner Meinung nach sehr gut erfasst. Das bedeutet wirklich schönen Himmel oder irgendetwas anderes mit allmählichen Änderungen in Farbe oder Ton. Als solche produzieren sie aufgrund der sehr weichen Übergänge zwischen den Tönen auch wirklich schöne Bilder für die Schwarzweißkonvertierung.

http://www.pbase.com/kgelner/image/90304998

http://www.flickr.com/photos/kigiphoto/5308324073/in/set-72157625711613108/

http://www.pbase.com/kgelner/image/108588990

(Versionen dieser Bilder in voller Größe finden Sie unter den Links).

Wo der Sensor Probleme hatte, ist mit höherem ISO - die aktuellen Kameras können ISO 3200 ausführen, wenn sie gefragt werden:

http://www.flickr.com/photos/kigiphoto/4684772878/in/set-72157624236424558/

Aber wirklich 800 ist eher eine realistische Grenze für die meisten Aufnahmen (es sei denn, Sie fotografieren für Schwarzweiß und dann können diese Bilder aufgrund der Art des Rauschens sehr gut halten).

Die Sigma-Kameras richten sich nicht wirklich an Personen, die mit dem Fotografieren beginnen, da sie nicht viele Unterstützungsmodi oder ähnliche Dinge bieten. Beachten Sie dies, wenn Sie daran denken, in das System einzusteigen. Der einfachste Weg, den Sensor selbst auszuprobieren, ist der Sigma DP-1 oder DP-2. Frühere Versionen der Kameras sind möglicherweise langsamer zu verwenden, aber alle geben Ihnen einen guten Eindruck für die Details und die Farbe der Bilder Erfassung.

Beachten Sie, dass ich offensichtlich keine unvoreingenommene Quelle bin, da ich die Kameras schon lange gerne benutze. Das andere, was Sie tun müssen, bevor Sie sich eine Kamera zulegen, ist, die Bilder vom Sensor genauer zu untersuchen. Ich stelle oben einige zur Verfügung und Sie können meine Websites erkunden, da ich im Allgemeinen nur Sigma-Kameras fotografiere. Sie können jedoch eine Menge Beispielbilder von allen verschiedenen Kameras finden, die Sigma hier produziert hat (auch mit Bildern in voller Größe):

http://www.pbase.com/sigmadslr

Auf Carl Rytterfalks Blog finden Sie auch eine Menge großartiger Informationen:

http://www.rytterfalk.com/

Irgendwo dort hat er RAW-Beispielpakete, die Sie herunterladen können, und verschiedene Dinge, die über Sigma-Kameras, Objektive und den Foveon-Sensor sprechen. Er ist ein großartiger Fotograf und sehr begeistert, wie Sie sehen werden, wenn Sie sich eines seiner Videos ansehen.

EDIT: Carl hat gerade einen langen Beitrag über "Warum ich Sigma benutze" geschrieben, der direkt auf diese Frage zutrifft:

http://www.rytterfalk.com/2011/01/20/why-i-choose-sigma/

Die Zusammenfassung seiner Gründe sind:

1. Nuancen (in Farbe)
2. Dichte
3. Mikrokontrast
4. Wahre Schärfe
5. Dynamikbereich

Worauf er unter dem Link näher eingeht, zusammen mit einigen weiteren Bildern.

Eine Randnotiz, die ich vergessen habe zu erwähnen, betrifft nicht wirklich direkt den Sensor, sondern die Sigma-spezifischen DSLRs, in denen sich der Foveon-Chip befindet. Sie können sie auch problemlos für IR-Arbeiten verwenden, indem Sie den Staubschutz an der Kamera entfernen ( gebaut, um vom Benutzer entfernbar zu sein und ohne Werkzeug neu zu installieren).

Ich habe viel Lob für Sigma, dass sie etwas anderes und innovatives ausprobiert hat, und auf dem Papier ist der Foveon-Sensor eine sehr gute Idee. Ich bin jedoch nicht einverstanden mit der Art und Weise, wie Sigma sich auf ihr aktuelles Modell mit 4,6 Millionen Fotoseiten (von denen jede farb- und intensitätsempfindlich ist) und einem 14-Megapixel-Sensor bezieht!

Das Multiplizieren der Anzahl der Fotoseiten mit drei, um das Bayer-Äquivalent zu erhalten, wäre in Ordnung, wenn die Farbkanäle nicht miteinander korreliert wären. In realen Szenen variieren die Farbkanäle jedoch von leicht korreliert bis stark korreliert. Nehmen Sie das folgende Beispiel:

Sie haben einen 5MP Foveon-Sensor und einen 15MP Bayer-Sensor. Jeder Sensor hat 5 Millionen rote Pixel, 5 Millionen grüne Pixel und 5 Millionen blaue Pixel. Sie fotografieren eine graue Katze, die auf einem großen Block aus grauem Beton sitzt. Da das von der Szene kommende Licht vollständig grau ist, erhalten die rot-grünen und blauen Pixel in jedem Sensor alle die gleiche Lichtmenge. Beim Foveon-Sensor werden jedoch drei identische Messwerte übereinander angezeigt, was nicht sehr nützlich ist und nur 5 Millionen eindeutige Datenwerte ergibt. Im Bayer-Sensor werden sie seitlich verschoben, was potenzielle 15 Millionen eindeutige Werte ergibt. Das Bayer-Bild würde nicht einmal demosiacing benötigt, würde also viel mehr Details enthalten.

Dies ist ein sehr ausgeklügeltes Beispiel, jedoch treten häufig korrelierte Farbkanäle auf, und deshalb funktionieren Bayer-Interpolationen. Wenn Sie ein gelbes Objekt fotografieren, erhalten Sie durch die rote Anzeige Informationen darüber, wie die grüne Anzeige aussehen würde, obwohl im Gegensatz zum Foveon dort kein grünes Pixel vorhanden ist.

Bei Tests in der realen Welt entspricht die Auflösung aufgrund der Korrelation etwas mehr als dem Zweifachen des Bayer, nicht dem 3-fachen Sigma-Anspruch. Dies bedeutet, dass das aktuelle Flaggschiff-Modell Foveon mit 4,6 Millionen Fotoseiten in etwa einem 10-Megapixel-Bayer entspricht (obwohl sie immer noch leicht unterschiedliche Qualitäten aufweisen, z. B. fehlende Farbe Moire im Foveon). Dadurch bleibt Foveon etwas hinter den 24MP 35mm DSLRs zurück. Der aktuelle Foveon kämpft auch bei schlechten Lichtverhältnissen, da Licht zwei Schichten darüber durchdringen muss, um die letzte Schicht zu erreichen.

Die Zukunft:

Auf dieser Grundlage würde ich derzeit raten, eine Bayer-Kamera zu verwenden. Es wird jedoch interessant sein zu sehen, was die Zukunft bringt. Nach einer langen Pause hat Sigma die SD1 mit 15,4 Millionen Fotoseiten angekündigt. Es gibt noch keinen Veröffentlichungstermin, aber wenn sie dies in einem anständigen Körper schaffen, würde dies der 24MP Nikon D3x einen ernsthaften Lauf um ihr Geld geben!

Auf der anderen Seite der Medaille steigen die Bayer-Resolutionen stetig und werden einfach von der Wirtschaft gestützt (mehr Leute machen Bayers in größerer Zahl). Mit zunehmender Sensorauflösung werden Moire- und andere Bayer-Artefakte ohne entsprechende Verbesserungen der Linsenschärfe weniger problematisch. Ein Bayer-Sensor mit einer ausreichend hohen Megapixelzahl erzielt schließlich den gleichen Effekt wie der Foveon, wobei die Pixel jedoch nicht übereinander liegen.