Κατανοήστε τις διαφορές μεταξύ των αισθητήρων CMOS και CCD
Όλες οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές διαθέτουν αισθητήρα εικόνας που συλλαμβάνει πληροφορίες για τη δημιουργία φωτογραφίας. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αισθητήρων εικόνας - CMOS και CCD - και ο καθένας έχει τα πλεονεκτήματά του.
Πώς λειτουργεί ένας αισθητήρας εικόνας;
Ο ευκολότερος τρόπος να κατανοήσετε τον αισθητήρα εικόνας είναι να το σκεφτείτε ως το ισοδύναμο ενός κομματιού ταινίας. Όταν πατήσετε το κουμπί λήψης σε μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή, το φως εισέρχεται στη φωτογραφική μηχανή. Η εικόνα εκτίθεται στον αισθητήρα με τον ίδιο τρόπο που θα εκτίθεται σε ένα κομμάτι φιλμ σε κάμερα φιλμ 35 mm.
Οι αισθητήρες ψηφιακής κάμερας αποτελούνται από εικονοστοιχεία που συλλέγουν φωτόνια (ενεργειακά πακέτα φωτός) τα οποία μετατρέπονται σε ηλεκτρικό φορτίο από τη φωτοδίοδο. Με τη σειρά τους, αυτές οι πληροφορίες μετατρέπονται σε ψηφιακή τιμή από τον μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό (ADC) , επιτρέποντας στην κάμερα να επεξεργαστεί τις τιμές στην τελική εικόνα .
Οι κάμερες DSLR και οι κάμερες point-and-shoot χρησιμοποιούν κυρίως δύο τύπους αισθητήρων εικόνας: CMOS και CCD.
Τι είναι ένας αισθητήρας εικόνας CCD;
Οι αισθητήρες CCD (Charge Coupled Device) μετατρέπουν διαδοχικά τις μετρήσεις των pixel χρησιμοποιώντας κυκλώματα που περιβάλλουν τον αισθητήρα. Τα CCD χρησιμοποιούν έναν μόνο ενισχυτή για όλα τα εικονοστοιχεία.
Τα CCD κατασκευάζονται σε χυτήρια με εξειδικευμένο εξοπλισμό. Αυτό αντικατοπτρίζεται στο συχνά υψηλότερο κόστος τους.
Υπάρχουν μερικά ξεχωριστά πλεονεκτήματα σε έναν αισθητήρα CCD μέσω ενός αισθητήρα CMOS:
- Λιγότερο θόρυβο και τυπικά υψηλότερης ποιότητας εικόνες, ιδιαίτερα σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού
- Καλύτερο βάθος χρώματος, διότι η δυναμική περιοχή του αισθητήρα είναι συχνά διπλάσια από εκείνη των αισθητήρων CMOS
- Υψηλότερη ανάλυση και ευαισθησία στο φως
Τι είναι ένας αισθητήρας εικόνας CMOS;
Οι αισθητήρες CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) μετατρέπουν συγχρόνως τις μετρήσεις των εικονοστοιχείων χρησιμοποιώντας κύκλωμα στον ίδιο τον αισθητήρα. Οι αισθητήρες CMOS χρησιμοποιούν ξεχωριστούς ενισχυτές για κάθε εικονοστοιχείο.
Οι αισθητήρες CMOS χρησιμοποιούνται συνήθως σε DSLR επειδή είναι ταχύτεροι και φθηνότεροι από τους αισθητήρες CCD. Τόσο η Nikon όσο και η Canon χρησιμοποιούν αισθητήρες CMOS στις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές τους DSLR.
Ο αισθητήρας CMOS έχει επίσης τα πλεονεκτήματά του:
- Ταχύτερη ταχύτητα επεξεργασίας, επειδή τα ενεργά pixel και το ADC βρίσκονται στο ίδιο chip
- Μειωμένη κατανάλωση ενέργειας, έως και 100 φορές μικρότερη από τη CCD
- Ενσωματωμένες λειτουργίες κάμερας όπως αυτόματη έκθεση, κωδικοποίηση χρώματος και συμπίεση εικόνας απευθείας στο τσιπ
- Αποτρέπει την "επίχρωση" όταν υπερεκφράζεται μια εικόνα
- Λιγότερο δαπανηρή διαδικασία παραγωγής, όπως και κάθε μικροεπεξεργαστή, τις καθιστά λιγότερο δαπανηρές
- Η ποιότητα έχει βελτιωθεί σημαντικά από την εισαγωγή τους
Αισθητήρες συστοιχίας φίλτρων χρώματος
Μια διάταξη φίλτρων χρώματος τοποθετείται στην κορυφή του αισθητήρα για να καταγράψει τα κόκκινα, πράσινα και μπλε εξαρτήματα του φωτός που πέφτει στον αισθητήρα. Επομένως, κάθε εικονοστοιχείο μπορεί να μετρήσει μόνο ένα χρώμα. Τα άλλα δύο χρώματα υπολογίζονται από τον αισθητήρα με βάση τα εικονοστοιχεία που περιβάλλουν.
Ενώ αυτό μπορεί να επηρεάσει ελαφρώς την ποιότητα της εικόνας, είναι δύσκολο να παρατηρηθεί στις σημερινές κάμερες υψηλής ανάλυσης. Τα περισσότερα τρέχοντα DSLR χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία.
Αισθητήρες Foveon
Τα ανθρώπινα μάτια είναι ευαίσθητα στα τρία βασικά χρώματα του κόκκινου, του πράσινου και του μπλε και τα άλλα χρώματα επεξεργάζονται με συνδυασμό των βασικών χρωμάτων. Στην κινηματογραφική φωτογραφία, τα διάφορα κύρια χρώματα εκθέτουν την αντίστοιχη χημική στρώση του φιλμ.
Ομοίως, οι αισθητήρες Foveon έχουν τρία επίπεδα αισθητήρα, τα οποία μετρούν το καθένα ένα από τα βασικά χρώματα. Μια εικόνα παράγεται συνδυάζοντας αυτά τα τρία στρώματα για να παράγει ένα ψηφιδωτό τετραγωνικών πλακιδίων. Αυτή είναι ακόμα μια αρκετά νέα τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε κάποιες κάμερες Sigma.