Eduscience

Eduscience

Nie jest ważne, czy twoja cyfrówka ma 3 czy 12 megapikseli. Gdyby nie pewien wynalazek wszystkie współczesne aparaty robiłyby szare zdjęcia.

Aparaty cyfrowe, które jeszcze nie tak dawno były prawdziwą nowinką techniczną, obecnie są równie powszechne jak telefony komórkowe, przy okazji często stanowiąc ich wyposażenie. W każdej chwili możemy zatem zrobić zdjęcie i podzielić się nim ze znajomymi. Choć może trudno w to uwierzyć, podziwiając piękne kolory na fotografiach, ale dla matryc światłoczułych świat jest czarno-biały. Sensory rejestrują tylko czy światło dotarło, czy też nie. Jak zatem powstaje cyfrowe zdjęcie barwne?

Lazur morza, złoto piasków i zieleń lasów na naszych zdjęciach zawdzięczamy pomysłowi Bryce’a E. Bayera – wynalazcy pracującego w firmie Eastman Kodak, który w 1976 roku wymyślił i opracował filtr nazwany potem jego nazwiskiem. Filtr ten zbudowany jest z elementów przepuszczających zielony, czerwony i niebieski kolor światła (Rys.1). Elementów zielonych jest 2 razy więcej niż pozostałych, aby odwzorować naturalną zdolność ludzkiego oka do lepszego postrzegania koloru zielonego w świetle dziennym. Mozaikę Bayera umieszcza się przed matrycą światłoczułą. Ponadto przed elementem światłoczułym znajdują się mikrosoczewki, które skupiają światło na fotodiodzie.

W efekcie działania tego filtra na pojedynczy element światłoczuły pada konkretny kolor światła, tę informację wykorzystują następnie algorytmy aparatów do stworzenia barwnego obrazu fotografowanej sceny. To jak wyglądałby surowy obraz rejestrowany przez aparat z uwzględnieniem efektu wywoływanego przez filtr i nie przetwarzanego dalej przez oprogramowanie aparatu, pokazano na dolnym fragmencie rys. 2. Gdyby nie użyto filtru Bayera obraz byłby czarno-biały, a konkretnie w odcieniach szarości. Żeby to samemu zobaczyć, wystarczy wziąć jakąkolwiek fotografię i w programie do obróbki wyłączyć całkowicie nasycenie kolorów.

 

Tekst:

Grzegorz Lizurek

Instytut Geofizyki PAN

Galeria zdjęć