Матрицы Foveon против байеровских

В чем преимущества 3-слойных матриц Foveon понятно.
А вот в чем недостатки, идеологические и/или технические-технологические ?

Спасибо.

В том,что бедолагам из Сигмы достался,а не барыгам из Кэнона

Help !

Цитата:

от: BBC
В чем преимущества 3-слойных матриц Foveon понятно.
А вот в чем недостатки, идеологические и/или технические-технологические ?

Спасибо.

а) дорого
б) меньше эффективная плотность пикселей (сперва написал площадь... в общем на матрице той же площади - полноценных пикселей выходит меньше)
в) ниже чувствительность
г) сильнее шумят, причем шум разный по уровню в разных цветовых каналах и сильно разный.

поиском в Яндексе по слову Foveon довольно быстро находится статья про это. Старая, но судя по всему актуальности не потерявшая.

Цитата:

от:Mik_S
а) дорого
б) меньше эффективная площадь пикселя
в) ниже чувствительность
г) сильнее шумят, причем шум разный по уровню в разных цветовых каналах и сильно разный.

поиском в Яндексе по слову Foveon довольно быстро находится статья про это. Старая, но судя по всему актуальности не потерявшая.

Подробнее

эффективная площадь как раз должна быть больше - там же трехслойная структура...
Шум и на байере разный в разных каналах...

Цитата:

от: Ктулху Фхтагн
эффективная площадь как раз должна быть больше - там же трехслойная структура...

ну я уже поправился :-)
в общем, в пересчете на "черно-белый" пиксель - на фовеоне надо больше места.

Цитата:

от: Ктулху Фхтагн

Шум и на байере разный в разных каналах...

на фовеоне он СИЛЬНО разный. очень сильно...
поскольу верхний слой ловит грубо говроря все 3 цвета, следующий -то, что осталось после верхнего от двух, а нижний - то, что осталось после вышележащих от одного. И сколько "не своего" цвета осталось в каждом слое - можно оценить только приблизительно... Что и дает "шум"...

Тем не менее, в характеристиках указаны честные пуксели, а не "делим на три...".

Цитата:

от: fotofil
Тем не менее, в характеристиках указаны честные пуксели, а не "делим на три...".

в случае фовеона "честные пуксели" (количество элементов изображения) - это как раз "делим на три".

на мониторе вон каждая точка тоже формируется тремя. Но мы же говорим о том, что на экране 1024х768 точек, скажем, а не 3072х2304.

на байере же количество элементов изображения совпадает с количеством пукселей, но с цветовой триадой RGB для каждой точки поступают нечестно.

так чо пуксели в характеристиках - хоть как без знания о том, чо это за пуксели, никакого значения не имеют. И указания пукселей во всех трех слоях для фовеона никакого смысла, кроме маркетингвого (чтобы не выглядеть "в маркетинговом пространстве" втрое хуже других) - не имеет.

Цитата:

от: Mik_S
в случае фовеона "честные пуксели" (количество элементов изображения) - это как раз "делим на три".

В случае байера "честные пуксели" - "делим на четыре". Всё остальное - развод на бабки с помощью компьютерных фантазий. Вот и в Сигме не удержались: решили сделать внутрикамерный джипег на 18 мП.

Цитата:

от: Кантагар
В случае байера "честные пуксели" - "делим на четыре". Всё остальное - развод на бабки с помощью компьютерных фантазий.

не совсем так.

если снимать ч/б миру, освещенную белым светом, то с байера мы все пиксели вполне используем. А вот с фовеона - используем по три пикселя на элемент изображения.

распределние яркостной и цветовой информации по элементам будет, естественно, разное.

Цитата:

от:Mik_S
в случае фовеона "честные пуксели" (количество элементов изображения) - это как раз "делим на три".

на мониторе вон каждая точка тоже формируется тремя. Но мы же говорим о том, что на экране 1024х768 точек, скажем, а не 3072х2304.

на байере же количество элементов изображения совпадает с количеством пукселей, но с цветовой триадой RGB для каждой точки поступают нечестно.

так чо пуксели в характеристиках - хоть как без знания о том, чо это за пуксели, никакого значения не имеют. И указания пукселей во всех трех слоях для фовеона никакого смысла, кроме маркетингвого (чтобы не выглядеть "в маркетинговом пространстве" втрое хуже других) - не имеет.

Подробнее

Да вот, как раз, совсем наоборот.
Если проводить аналогию с мониторами, то следуя "Байеровской" логике про монитор мы бы сказали не 1024х768, а 3072х2304.

В байеровской матрице, чтобы получить точку, т.е. минимально возможную площадь одного цвета, необходимо 4 светочувствительных элемента, т.е. комбинация 2х2. Например, если мы будем фотографировать миры на байеровскую матрицу. Предположим, что у нас идеальный объектив, который имеет бесконечное разрешение. Тогда на байеровскую матрицу мы сможем сфотографировать количество линий равное количество светочувствительных элементов делёное на 4, т.е. на фиксацию пары линий "чёрная/белая" необходимо 4 "линии" (ряда) пикселей. Это при условии, что линии и матрица расположены паралельно (или перпендикулярно :), но не под углом. Если ряды светодиодов матрицы и линии миры будут идти не паралельно, то тут вообще всё непредсказуемо.


У Фавеона всё честно. Там каждый пиксель формирует одну точку уникального цвета. У Фавеона для фиксации пары линий (чёрная\белая) нужно лишь 2 ряда светочувствительных элементов.

Почему байеровская матрица популярнее фавеоновской? Уверен, что вопрос от части маркетинговый, а не технический. НО... Кто его знает?....

Цитата:

от:fyarik
Да вот как раз совсем наоборот.
Если проводить аналогию с мониторами, то следуя "Байеровской" логике про монитор мы бы сказали не 1024х768, а 3072х2304. В байеровской матрице, чтобы получить точку, т.е. минимально возможную площадь одного цвета, необходимо 4 светочувствительных элемента, т.е. комбинация 2х2. У Фавеона всё честно. Там каждый пиксель формирует одну точку уникального цвета.

Подробнее

не-а...
есть яркостное разрешение, есть цветовое. это как бы разные вещи в общем случае.
у фовеона эти вещи совпадают - действительно каждый пиксель формируетточку одного цвета (как R, G и B на мониторе), а один элемент изображения (информация о его яркости и цвете) - складывается из этих трех R,G,B. Как на мониторе.

а на байере эти вещи не совпадают - каждый пискель несет информацию о яркости, а цвет - вычисляется с учетом соседних.

Я ж говорю - сфотографируйте черно-белую миру байером и фовеоном и посчитайте, какое будет разрешение.

Если угодно - то байер в чем-то аналогичен монитору Apple II (никогда не приходилось видеть? там при картинке в ч/б разрешение было, дай бог памяти, 480х192 или 560х192, а в цветном режиме - использовался только каждый второй пиксель, и, соотвественно, получалось 240х192 или 480х192).

У фовеона конечное изображение формируется значениями субпикселей, лишь поправленными профилями, т.е. каждому пикселю конечного изображения соответствует один трехслойный пиксель матрицы. А у байера каждый конечный пиксель изображения интерполируется из четырех - двух зеленых, красного и синего, причем в RAW файле количество пикселей всех цветов равно количеству пикселей конечного изображения. Т.е., в раве имеем квадрат 2х2 из трех цветов плюс один лишний зеленый, а на выходе получаем тот же квадрат, но состоящий из четырех интерполированных пикселей, грубо говоря, выходит, что каждый пиксель в финале получается из интерполяции всех четырех цветных пикселей в квадрате байера, и так они между собой интерполируются, отсюда делаем вывод, что в финальной картинке как минимум половина информации взята "из воздуха" путем интерполяции.

А в фовеона соотношение 1 к 1. Один пиксель на входе (с тремя значениями цвета RGB внутри) соответствует 1 пикселю на выходе. Только посерединке еще профиль стоит наверняка.

Логично предположить, что детализация и попиксельная резкость честнее будет на фовеоне, равно как и естественность цветов и руктурная близость к пленке.

Цитата:

от: Mik_S

Я ж говорю - сфотографируйте черно-белую миру байером и фовеоном и посчитайте, какое будет разрешение.

Объясните, пожалуйста, почему обязательно чёрно-белую? Мы же говорим о цветной фотографии и о реальной съёмке, о которой тесты на мирах дают очень приближённое представление.

Цитата:

от:Mik_S
не-а...
есть яркостное разрешение, есть цветовое. это как бы разные вещи в общем случае.
у фовеона эти вещи совпадают - действительно каждый пиксель формируетточку одного цвета (как R, G и B на мониторе), а один элемент изображения (информация о его яркости и цвете) - складывается из этих трех R,G,B. Как на мониторе.

а на байере эти вещи не совпадают - каждый пискель несет информацию о яркости, а цвет - вычисляется с учетом соседних.

Я ж говорю - сфотографируйте черно-белую миру байером и фовеоном и посчитайте, какое будет разрешение.

Если угодно - то байер в чем-то аналогичен монитору Apple II (никогда не приходилось видеть? там при картинке в ч/б разрешение было, дай бог памяти, 480х192 или 560х192, а в цветном режиме - использовался только каждый второй пиксель, и, соотвественно, получалось 240х192 или 480х192).

Подробнее

Всё правильно.

Только Вы снова подтвердили мою правоту.

Если говорить про цветовое разрешение, то у Байера тут вообще полный абзац. Цветовое разрешение байера в хрен знает сколько раз меньше количества светодиодов.

Уверен, что если сфотографировать цветную миру (например радугу), то получется, что разрешение байера раза 4-5 меньше фавеона.

Хотя яркостное наверное даже больше.




[quot]Логично предположить, что детализация и попиксельная резкость честнее будет на фовеоне, равно как и естественность цветов и руктурная близость к пленке. [/quot]

Вот вот.... Только я думаю, что разница между фавеоном и байером плавает в зависимости от сюжета. Максимальная разница будет 1 к 4-м и даже больше, а минимальная ..... э-э-эээ вообще может не быть. Думаю, что Байеровский фильтр умеет не только перемешивать цвета, но ещё сможет "допереть", что если пиксель 1(зелёный) имеет значение 0, а пиксель 2(синий) - 255, 3(снова зелёный) - 0, 4 (снова синий) - 255 и т.д. (как можно понять это первый ряд сверху с лева направо :)), то это значит, что фотографировали миру и надо просто нарисовать чёрно белые полосочки. :).

Хотя это всё извращение. Фавеоновская матрица логичнее и эффективнее. Но байеровский метод тоже имеет право на жизнь. Просто надо увеличивать тупо разрешение и размер светочувствительных элементов (читай "размер матрицы), оно позвлит компенсировать ошибки при пересчёте.

Кстати. Где-то я читал, что все рассказы про трёхслойность фавеона - миф. Якобы на самом деле всё проще. Дело в том, что светочувствительные элементы на фавеоне такие же, как и у байера, просто они сгрупперованы по три и имеют нужную для этого форму. Вот и весь секрет.

Цитата:

от:Ктулху Фхтагн
Т.е., в раве имеем квадрат 2х2 из трех цветов плюс один лишний зеленый, а на выходе получаем тот же квадрат, но состоящий из четырех интерполированных пикселей, грубо говоря, выходит, что каждый пиксель в финале получается из интерполяции всех четырех цветных пикселей в квадрате байера, и так они между собой интерполируются, отсюда делаем вывод, что в финальной картинке как минимум половина информации взята "из воздуха" путем интерполяции.

Подробнее

все правильно. у байера "на входе" - 2х2 пикселя матрицы, "на выходе" 2х2 пикселя изображения.
как пиксели матрицы "пересчитаны" в пиксели изображения - тема отдельная. интерполяцией пересчитаны. "погрешности интерполяции" можно представить как некое "искажение" исходного сигнала, т.е. шум преобразования. Он несомненно есть, и неслабый. Но тем не менее - каждый чувсвтительный элемент (пиксел) байеровской матрицы превращается в пиксел изображения. Соотношение 1:1

Цитата:

от: Ктулху Фхтагн

А в фовеона соотношение 1 к 1. Один пиксель на входе (с тремя значениями цвета RGB внутри) соответствует 1 пикселю на выходе. Только посерединке еще профиль стоит наверняка.

а вот у фовеона как раз каждый пиксел изображения формируется ииз трех чувствительных элементво на матрице. на входе - сигнал с 3х- элементов, на выходе - 1 пиксел изображения. Отношение 1:3.
собственно, вот, например: http://www.dpreview.com/reviews/specs/Sigma/sigma_sd14.asp
"фотодетекторов - 14.6 млн, эффективных пикселов - 4.6 млн". именно об этом речь.

при этом тоже каждый пиксел изображения получается на самом деле неким пересчетом.
элемент фовеоноской матрицы - это трехслойная стуктура из трех фотодетекторов. Работа основана на том, что волны разной длины проникают в кремнийна разную глубину. синий - мало, зеленый глубже, красный еще глубже. Вот и строят три концентрических фотодетектора на разной глубине. Т.е. то, что детает байеровский "квадрат" 2х2 на фовеоне делается одним "бутербродом" из трех элементов.
При этом яркостная характеристика (к которой я и поминал ч/б миру) на байере снимается и воспроизводится всеми 4-мя сенсорами квадрата в 4-х точках. А цветовая - как бы "усредняется" по этому квадрату. На фовеоне же - и яркостная и цветовая характеристики для точки плучаются вычислением на основе данных со всех сенворов бутерброда.

Т.е. яркостное разрешение байеровской матрицы о, допустим, 6 млн. цветочувствительных элементов - 6 млн. пикселей. Цветовое - можем считать, что какое-то более низкое. ну пусть 2 млн. пикселей. или 1.5

а для фовеона о 15 млн. чувствительных элементов - и яркостное и цветовое разрешение получаются по 5 млн пикселей.

на самом деле это очень условная оценка "цветового разрешения" и тут правильнее говорить о 6 млн пикселей байера с 6 млн фотодетекоторов (входной 2х2 преобразуется в выходной 2х2) и 5 млн пикселей фовеона с 15 млн фотодетекторов (3 фотодетектора преобразуются в одну точку), а яркостные и цветовые характеристики описывать на языке "уровня шумов" (яркостных и цветовых). Данное исследование, кстати, имело место быть - правда весьма теоретическое по прчине недостатка информации.

ну да черт с ним... давайте условно остановимся на том, что у дешевого байера о всего-то навсего 6 млн светоприемников есть 6 млн яркостных точек и 1.5 цветовых. А у гораздо более дорогого фовеона о 15 млн фотоприемников есть 5 млн яркостных точек и 5 млн цветовых.

что лучше?

а смотря для чего...

возьмите любую цветную картинку (хоть радуги) и перегоните ее в пространство LAB (отдельно яркостный канал L и отдельно цветовые, т.е. цветоразностные, каналы A и В). Потом возьмите цветовые каналы и примените к ним совершенно безобразный Blur. До полного размыливания того, что видно в цветовых каналах (собственно уменьшите "цветовое разрешение"). А канал яркости не трогайте. Потом посмотрите на суммарный результат. Стало ли изображение сильно хуже? Таки нет...
А теперь попробуйте хотя бы немного размылить канал яркости, не трогая цвета. Стало изображение сильно хуже? еще как...

можно так же поиграться с шарпенингом в цветовых и яркостном канале.

в общем станет наглядно видно, что основную часть видимой нами информации несет яркостный канал. а "разрешение" цветового канала - большой роли для восприятия не играет.

так что байера тоже не дураки выдумали :-)
затраты на производство гораздо меньше (более простая структура с меньшим кол-вом фотоприемников), а результат вполне эффективный.

у фовеона, конечно, есть преимущества - большая "глубина" передачи цветов, меньше "артефактов" в цветах. больше динамический диапазон...

но меньше чувствительность, высокий уровень цветовых шумов (фовеон реально тоже интерполяция цвета, просто из других исходных данных). и гораздо сложнее в производстве и нужно сильно больше фотоприемников на то же яркостное разрешние (а глазом мы видим в первую очередь именно яркостное).

вот потому сия замечательная в общем-то технология давно буксует на месте...
если бы можно было получить результат сильно лучше, чем с байера за хотя бы немногим большие деньги - за нее давно бы схватились. Хотя бы в той узкой области, где этот сильно лучший результат был бы востребован. Ан нет. Вон даже Фуджи со своей хитрозамороченной SuperCCD имеет гораздо большую нишу, чем все изыски на фовеоне. Видимо просто потому, что результат не пропорционален вложениям.. Никаких других "маркетинговых соображений" в общем-то и не бывает.


Цитата:

от: Ктулху Фхтагн

Логично предположить, что детализация и попиксельная резкость честнее будет на фовеоне, равно как и естественность цветов и руктурная близость к пленке.

ага. будет. но при более низкой чувствительности, более высоких шумах (см. статью, на которую была ссылка выше) и большей цене. оно вам настолько надо? для тех, кому и правда надо - есть Сигма. SD9, SD10, SD14. Но что-то не сильно раскупают :-)

Цитата:

от: Кантагар
Объясните, пожалуйста, почему обязательно чёрно-белую? Мы же говорим о цветной фотографии и о реальной съёмке, о которой тесты на мирах дают очень приближённое представление.

потому что яркостный канал вомногие разы информативнее цветовых.

Цитата:

от: Mik_S
потому что яркостный канал вомногие разы информативнее цветовых.

Полностью согласен. Простота изготовления байеровской матрицы позволяет делать, как я уже говорил, тупое увеличение пикселей, что компенсирует её недостатки.

Однако не стоит забывать об огромном количестве других факторов, которые мы учитываем при покупке камеры.

Уверен, что такие факторы, как качество, ассортимент и доступность оптики; уже имеющиеся в наличии объективы, качество сервиса, просто симпатии, в конце концов, играют не последнюю роль. Уверен, что если бы Кэнон или Никон сделали бы камеру на фавеоне, то распространённость последних были бы на совсем другом уровне. Покупая Сигму 14, мы покупаем не только фавеон, но и всё остальное: Сигмовскую эргономику, Сигмовскую скорость и сигмовскую оптику - то, что мы называем "система". Все остальные компоненты Сигмовской системы внушают лично мне ещё меньше доверия, чем фавеоновская матрица. Вы бы купили бы сигму, если бы она была на обычной матрице? Я бы нет.

Кто знает... Может если бы Сони взялась бы за подобную матрицу, то возможно мы и не знали бы про существование Байеровского фильтра.

Цитата:

от:Ктулху Фхтагн
грубо говоря, выходит, что каждый пиксель в финале получается из интерполяции всех четырех цветных пикселей в квадрате байера, и так они между собой интерполируются, отсюда делаем вывод, что в финальной картинке как минимум половина информации взята "из воздуха" путем интерполяции.

Логично предположить, что детализация и попиксельная резкость честнее будет на фовеоне, равно как и естественность цветов и руктурная близость к пленке.

Подробнее

"Попиксельная резкость", мягко говоря, мало кого волнует.
А при печати, скажем, А4 с разрешением 300 dpi с нынешнего фовеона "из воздуха путем интерполяции" придется точно также брать "как минимум половину информации" :):(.

Цитата:

от: fyarik
Простота изготовления байеровской матрицы позволяет делать, как я уже говорил, тупое увеличение пикселей, что компенсирует её недостатки.

В Foveon тоже не только сплошные достоинства. К уже упомянутой низкой чувствительности и высокому уровню шума (вроде как, у Сигмы ИСО 400 уже условно рабочее) стоит добавить, что косые лучи запросто могут засвечивать соседние ячейки.