Digitaliseren


Fotografie » TechTalk » Fysica » Index digitaliseren » de verschillende stappen

Een fotosensor levert een electrisch signaal dat omgezet moet worden naar een digitaal signaal. Maar de at te leggen weg is (zeer) lang, tussen de millivolts van de fotosite tot de bits in het JPEG formaat!

Van sensordata naar digitale foto

Dit zijn de stappen die het signaal ondergaat:
  1. Dark current correction: pixelvariaties worden opgevangen door de black current af te trekken (er wordt een tweede foto genomen met gesloten sluiter). Vooral CMOS sensoren vertonen grote signaalvariaties tussen pixels onderling. Dit proces verschilt van toestel tot toestel en is enkel mogelijk met fototoestellen die een mechanische sluiter hebben (spiegelreflex). Bij andere toestellen zitten de correctiewaarden ingebakken in een tabel (zie pixel mapping).

  2. Digitalisering: ieder gecorrigeerd pixelsignaal wordt omgezet in een binair getal, van 8 bits voor consumer-toestellen tot 14 bits of meer voor high end reflextoestellen. Het aantal bits is eerder een commercieel argument: de dynamiek van een aantal sensoren is te beperkt en de laagste bits bevatten enkel ruis.

  3. Pixel mapping: het schrappen van de dode pixels of pixels die manifest een verkeerde informatie afleveren. Omdat vòòr de sensor een zogenaamde optische low pass filter geplaatst wordt zijn scherpe signaalovergangen onmogelijk: het signaal kan niet van 1.5V naar 4.5V en dan terug naar 1.5V springen: de middelste pixel is duidelijk defekt. Sommige CMOS sensoren hebben een correctietabel die na de fabrikage ingevuld wordt.


    Dit signaal vormt nu het raw formaat, dat na eventuele compressie (lossless: meestal een vorm van TIFF-compressie) op het geheugenkaartje geschreven wordt.


  4. Verwijderen van de mozaiek: het signaal van ieder pixel is onbruikbaar zonder het signaal van naburige elementen. De algoritme hangt af van de gebruikte sensor. Men bekomt een helderheidssignaal en kleursignalen (een beetje zoals bij televisie of het Lab-formaat in Photoshop, Luminantie en twee kleurverschilsignalen a en b). Het helderheidskanaal heeft een hogere resolutie zowel spatiaal (megapixels) als in amplitude (meer bits). Soms wordt er hier niet met het Lab-formaat gewerkt, maar met het RGB formaat.


    De sensorconstructie bepaalt het RAW formaat

  5. Witbalans en andere correcties: dit zijn de bewerkingen die toegepast worden om het opgenomen beeld (reeel beeld) om te zetten naar een gevoelsmatig beeld: namelijk wat wij verwachten. Er wordt een sharpening toegepast om het effekt van de blurfilter tegen te gaan, de witbalans wordt uitgevoerd.

    Een belangrijke aanpassing is de tranfert-funktie: namelijk het aanpassen van het lineaire signaal van de sensor naar het logaritmisch signaal dat wij gebruiken. Er worden meer pixels gebruikt voor de midden- en hoge lichten, terwijl de schaduwen gecomprimeerd worden (minder pixels beschikbaar). Hier gaat nauwelijks informatie verloren, want de donkere delen van het beeld zitten vaak vol ruis.

    High end fototoestellen kunnen een lenscorrectie uitvoeren aan de hand van de lensparameters: opening, brandpuntsafstand (zoomstand) en afstand tot het onderwerp. daarmee worden de voornaamste lensfouten weggewerkt: vervorming (kussen of tonvervorming), vignetering (donkere hoeken) en dispersie (kleurfranjes). Deze correctie kan natuurlijk achteraf gebeuren op de computer, maar het vergt een extra stap in de nabehandeling.

  6. Omzetting naar extern formaat: Het is in deze stap dat het beeld het meest aan informatie verliest: het intern formaat wordt omgezet in RGB en het aantal bits wordt beperkt. De foto kan op het kaartje in TIFF formaat weggeschreven worden, of omgezet naar JPEG (met een lichte verlies aan informatie).

Van sensordata naar foto
Stap 4, 5 en eventueel 6 worden specifiek het “ontwikkelen” van de foto genoemd als die op een externe computer gebeuren.

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren