Apa yang terjadi dengan sensor Foveon?

Sepertinya sensor Foveon harus dapat menghasilkan gambar yang lebih baik, karena itu tidak tergantung pada piksel merah, hijau, dan biru yang terpisah seperti yang ada pada kebanyakan kamera digital. Namun, kamera yang dilengkapi dengan sensor Foveon hampir tidak ada. Mengapa?

(Catatan: Pertanyaan ini terinspirasi oleh jawaban Bayer Filter di mana filter Bayer berpotensi menyebabkan masalah ...)

Apa yang terjadi adalah bahwa Sigma membeli Foveon dan menekan mereka untuk menghasilkan sensor yang sebenarnya mampu bersaing dengan sensor DSLR standar. Sekarang Sigma sedang membangun seluruh kamera dan sensor, ada lebih banyak fokus untuk menghasilkan produk akhir yang menarik.

Tahun lalu Sigma mengumumkan SD1 yang menggunakan sensor APS-C (1.5X crop) dengan 15 juta photosites. Mereka menghitung Sigma menyebutnya sensor 46 megapiksel. Mereka belum merilis banyak detail kepada anggota pers (setidaknya saya) tetapi diharapkan akan tersedia pada musim panas ini.

Masih ada beberapa kamera Sigma (DP1x, DP2s, SD15) dalam produksi yang menggunakan sensor 1,7X Foveon dengan 4,5 juta photosites (alias 14 megapiksel).

Ini turun ke ini: setidaknya bagi kebanyakan orang, resolusi spasial (terutama dalam rentang warna hijau) jauh lebih penting daripada resolusi warna, terutama di merah dan biru. Kurva respons warna yang saya sertakan dalam jawaban sebelumnya memberikan setidaknya beberapa alasan tentang hal ini.

Ini sangat relevan ketika sebagian besar gambar yang disimpan / ditampilkan secara elektronik adalah dalam format JPEG atau MPEG. Format ini mendukung pengambilan sampel saluran chroma hingga setengah resolusi - dan (terutama dalam kasus MPEG) itulah cara sebagian besar gambar disimpan. Dengan demikian, mengubah data dari sensor Foveon ke format JPEG atau MPEG biasanya membuang sedikit informasi tambahan yang Anda kumpulkan.

Meskipun manfaatnya tidak selalu besar, beberapa kamera sensor Bayer (mis. Leaf / Phase One) mendukung pemindahan sensor untuk mengambil serangkaian empat gambar (subjek tetap) dengan sensor bergeser ke posisi yang berbeda. , sehingga setiap piksel dalam gambar akhir memiliki informasi warna penuh (dan masih memiliki bit dua kali lebih banyak untuk hijau daripada merah atau biru, sehingga masih cocok dengan penglihatan normal).

Secara teori, sensor Foveon bagus, tetapi dalam praktiknya mereka bukan pilihan yang menarik. Mereka umumnya resolusi yang jauh lebih rendah dan hanya dapat bersaing dengan menghitung 3 sensor di setiap posisi piksel menjadi piksel individu.

Sigma masih memproduksi kamera dengan sensor Foveon: http://blog.sigmaphoto.com/2011/faqs-the-sigma-camera-and-its-foveon-x3-direct-image-sensor/

Apa yang terjadi pada sensor Foveon adalah bahwa Sigma mengadopsi teknologi sejak awal, tetapi perusahaan kamera lain enggan melakukannya.

Keadaan itu berlanjut hingga hari ini. Sigma terus mengembangkan kamera, saat ini menawarkan DSLR SD-15, dan kamera compact sensor besar dengan panjang fokus tetap DP-1 dan DP-2.

Namun baru-baru ini teknologi Foveon tampaknya telah naik. Seperti posting lain yang disebutkan, Sigma tampaknya hampir merilis sensor Foveon yang sangat ditingkatkan di SD-1 dengan penanganan noise yang lebih baik, dan resolusi yang melebihi hampir semua DSLR konsumen saat ini (meskipun bukan sistem format medium). Sensor baru ini dikenal sekitar 46MP, yang diterjemahkan ke dalam Bayer equivalence berarti sekitar 30MP dengan detail yang kira-kira sama dengan gambar Bayer - artinya, jika Anda mengambil gambar keluaran 15 juta piksel dari RAW yang dikonversi dari SD-1 , dan upampled ke 30MP itu akan terlihat identik dengan gambar bayer 30MP. Hanya saja itu juga akan memiliki masalah pola warna yang mungkin dimiliki sensor Bayer, dan memiliki detail falloff yang lebih baik. Sensor Foveon secara tradisional memiliki jangkauan dinamis yang besar, dan juga noise yang sangat rendah pada ISO yang lebih rendah,

Jadi apa yang telah berubah menjadi lebih baik yang memungkinkan kemajuan semacam itu? Ini sebagian karena kita melihat hasil kerja R&D yang stabil di Foveon, tetapi juga karena Sigma membeli Foveon dan menjadikan mereka fokus sekarang sepenuhnya untuk menghasilkan sensor kamera besar yang lebih baik. Sebelum Foveon mencoba untuk melihat segmen pasar fotografi apa yang mungkin menjadi pelanggan yang baik untuk teknologi dan sebagai hasilnya lebih banyak tercecer dalam tujuan.

Tidak hanya hasil fokus ini terlihat dalam peningkatan resolusi yang sangat signifikan dari sensor dari generasi sebelumnya, tetapi juga bahwa teknologi mereka dipilih untuk pergi ke Mars oleh 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

Maaf atas terjemahan kasarnya, saya tidak dapat menemukan satu sumber pun untuk berita itu.

Jadi pada dasarnya apa yang terjadi untuk teknologi Foveon adalah bahwa itu masih berkembang, hanya pada kecepatan yang tampaknya lebih lambat daripada teknologi sensor lainnya tetapi apa yang akhirnya menjadi lompatan di depan mereka. Kita perlu melihat apa yang sensor baru dapat lakukan untuk melihat di mana keadaan teknologi Foveon benar-benar duduk hari ini, jadi sebenarnya ini mungkin pertanyaan yang bagus untuk ditinjau dalam waktu tiga bulan.

Jika Anda benar-benar ingin informasi lebih lanjut tentang bagaimana itu adalah gambar keluaran Foveon 15 juta dapat berisi lebih banyak detail daripada gambar keluaran bayer 30 MP, baca artikel ini membandingkan sensor Foveon 4.7MP dengan 12MP Bayer satu (12MP Canon) (Canon 5D ):

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

Terutama perhatikan resolusi bagan warna dan renungkan pertanyaan menarik ini - kamera bayer 15MP hanya memiliki 3,75 juta photosites mendeteksi warna merah. Jadi jika Anda meletakkan filter merah tradisional seperti fotografer B&W suka gunakan, semua sensor lainnya pingsan dan Anda sekarang memotret dengan kamera 3.75MP. Sementara itu sensor Foveon 46MP dengan tiga lapisan 15 juta photosites mendeteksi merah / hijau / biru (kurang-lebih) tidak peduli filter apa yang Anda letakkan di depannya, setiap piksel output akan menyimpan data dari 15 juta sensor merah yang berbeda.

Itu mungkin tampak kasus yang sewenang-wenang, tetapi bagaimana dengan nada bergeser dalam sesuatu seperti mobil merah - atau langit biru.

Bagi mereka yang BENAR-BENAR bertanya-tanya ke mana arah Foveon pada tingkat teknis, bacalah paten terbaru dari Foveon yang pada dasarnya membahas dasar-dasar apa yang mungkin merupakan sensor SD-1:

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

Satu hal terakhir yang perlu diperhatikan adalah bahwa beberapa bentuk teknologi Foveon, meskipun bukan desain Foveon yang tampaknya menjadi masa depan pencitraan - paten sudah mulai berdatangan dari Sony dan perusahaan lain yang juga mencari cara untuk melapisi sensor.

Ada dua isu yang telah bermasalah untuk Foveon sensor lain selain masalah resolusi spasial. Keduanya melekat pada konsep utama Foveon: menggunakan penyerapan spektral dari berbagai kedalaman silikon untuk memisahkan warna.

Dengan deretan Bayer, filter yang berbeda dibuat dengan pewarna yang dipilih dengan hati-hati agar sesuai dengan primary merah, hijau, dan biru yang dipilih. Dengan Foveon, perbedaannya seluruhnya didasarkan pada fisika silikon, yang tidak serasi yang ditunjukkan oleh materi pemasaran. Ini menghasilkan dua masalah.

Pertama, tiga warna primer yang direkam oleh sensor Foveon lebih jauh dari panjang gelombang primer yang ditanggapi oleh sel kerucut mata manusia, dan bahkan bentuk kurva panjang gelombang yang ditanggapi oleh setiap kedalaman sangat berbeda dari visi kami. Itu berarti ruang warna asli perangkat berbeda, bentuk bergeser dari sRGB dan ruang warna keluaran khas lainnya - atau dari penglihatan manusia. Sensor merekam "warna imajiner" - yang tidak dapat kita lihat - di beberapa bagian rentang warnanya, dan bagian lain dari rentang warna tidak tercakup dengan sempurna. Ini tidak muncul sebagai warna yang hilang , tetapi sebagai semacam buta warna (analoginya sebenarnya cukup bagus, karena secara efektif masalah yang sama),

Kedua, lampu merah frekuensi rendah diserap pada level terdalam, yang tak terhindarkan menghasilkan pelemahan - yang berarti lebih banyak noise di saluran merah. Seperti yang saya pahami, pengurangan noise pada kamera Sigma berurusan dengan ini dengan mengaburkan saluran merah lebih kuat. Saya tahu bahwa kamera Bayer-sensor saya memamerkan lebih banyak noise di saluran biru . Saya tidak yakin apakah itu masalah inheren dengan sensor Bayer atau CMOS, atau apakah itu masalah ganda pada Foveon. (Saya membuat pertanyaan itu sendiri .)

Tak satu pun dari ini yang mengatakan bahwa teknologi Bayer yang tersebar luas itu sempurna, atau bahkan benar-benar lebih baik daripada Foveon. Hanya saja semuanya memiliki kompromi, dan Foveon ternyata memiliki beberapa yang sulit. Masalah besar dengan Bayer (aliasing, resolusi warna) dapat diselesaikan dengan melempar lebih banyak piksel pada masalah, mengingat peningkatan yang sesuai dalam penanganan kebisingan. Sejauh ini hal ini berhasil dengan sangat baik, dan tentu saja bukan kebetulan bahwa hal itu sesuai dengan pemasaran berbasis megapiksel.

Pembaruan (Mei 2011): Sigma baru saja mengumumkan model "SD1" baru, dengan harga sekitar $ 9.700 - sebanding dengan biaya seperti kamera format medium Pentax 645D, tetapi dengan sensor ukuran APS-C. Akan menarik untuk melihat apakah mereka memang mampu mengatasi beberapa masalah ini. Spekulasi saya adalah bahwa mereka mungkin memilikinya, tetapi pada jenis biaya yang menyebabkan mereka mengubah target pasar. Tetapi meskipun demikian, saya tidak begitu yakin - ISO maksimum masih 6400, yang merupakan dua perhentian di belakang sensor Bayer saat ini. (Tetap terlihat, tentu saja, jika mereka hanya memutuskan pada batas yang lebih konservatif. Tanpa menatap bola kristal lebih keras, tidak ada cara untuk mengatakan; Saya akan memperbarui ini lagi ketika ulasan berada, dan jika saya '

_{Penafian: Saya tidak memiliki kamera sensor Foveon (walaupun saya sudah menggunakannya, dan itu keren!). Saya tidak mengikuti teknologinya dengan sangat cermat. Sigma melakukan banyak penelitian untuk mengatasi atau menyelesaikan masalah ini.}

Alasan terbesar "tidak ada" yang menggunakan Foveon, saya pikir, tidak ada hubungannya dengan Foveon dan banyak hubungannya dengan Sigma. Seandainya Canon atau Sony membeli teknologi alih-alih Sigma, itu akan menjadi mainstream sekarang, ide dasarnya adalah yang baik. Sigma adalah pemain bit di bidang ini, terlalu kecil untuk melakukan semuanya sendiri, dan kamera Sigma adalah sesuatu yang memiliki selera.

Sensornya baik-baik saja ... atau setidaknya itu hingga versi Merrill 45Mp. Dengan versi Quattro yang lebih baru, Sigma telah meninggalkan pendekatan "murni" dalam menangkap tiga warna di setiap lokasi untuk kompromi, dengan lebih sedikit sensor di lapisan bawah.

Tapi sensornya tidak masalah. Siapa pun yang menggunakannya tahu bahwa ia unggul di ISO rendah, tetapi lebih rendah daripada sensor Bayer dengan resolusi NYATA sebanding dengan ISO tinggi.

Masalah sebenarnya adalah bahwa kamera Sigma sangat lambat dan tidak nyaman untuk digunakan, terutama karena waktu menulis yang sangat lambat. Pada hari-hari awal kamera digital yang terjangkau kami akan senang dengan SD1, tetapi begitu Anda terbiasa dengan kecepatan DSLR yang baik dari Nikon atau Canon, sulit untuk kembali ke menunggu selama dua menit untuk ledakan 7 tembakan untuk menulis ke kartu, dan sampai selesai Anda tidak dapat memeriksa eksposur Anda, dan Anda tidak dapat menggunakan kontrol kamera sepenuhnya.

Terlebih lagi, pembuat kamera terus memeras semakin banyak kinerja dari teknologi Bayer. Itu mengingatkan saya pada Porsche 911. Mesinnya ada di tempat yang salah, tetapi dengan teknik yang cukup pintar, mobil dapat dibuat untuk menangani serta banyak mesin depan atau tengah yang lebih seimbang.