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Quattro的画质退步了吗?

 思想年代 2014-02-11
KyleParker 发表于 2014-2-11 10:52
我认为的X3原理是这样的,第一层吸收RGB全色波段,第二层吸收RG波段,第三层吸收R波段,然后通过算法分别得出RGB波段。当然这是我的理解,如果不对还请指正。



arthur999 发表于 2014-2-11 10:53
正确。


寒冬中,山木和人搅动了一池春水,荡漾不已

1.如何证明KyleParker说法是正确的呢?我们拿一块非MSK、非X3的芯片来说事,这块芯片就是莱卡的monochrome。
在这部划时代的相机中,莱卡将MSK芯片上的微滤镜统统地去除(红外截至滤镜还是存在的)形成了一层感光芯片,与X3对应,我们可以称他为X1。由于前方没有分色滤镜,因此它接受的是全色信息(还记得黑白胶片被称为全色胶片吧),即红绿蓝混色信息。相机然后从这一层中读取到数据。注意,这时它还不能成像,因为我们现在的显示屏的任何一个像素都是有RGB三个分量构成的,因此,莱卡程序将获得的单层数据分别填充到RGB中,此时数据量已经增加到原始数据的3倍了(假定芯片是8位,则此时一个像素变成了8+8+8=24位了,这就是所谓24位色)。然后把填充完成的RGB数组对应地送到到显示器的RGB单元中,我们这才看见了图像。在这幅图像中,因为R=G=B,因此图片是黑白灰度图。莱卡的这款相机由于是由一层接受的是全色信息,因此得不到彩色图像。

2.现在我们拿3部莱卡相机的3块芯片进行叠加,这就是sigma的X3了。然后第一层感受的是全色信息就不用解释了。单层芯片很薄,它不能把所有波段的光全部吸收,因此必定有光线穿越第一层到达第二层,甚至到达第三层。我们知道,光线在穿越媒介时,波长越长(越靠近红外端),穿透力越强,波长越短(越靠近紫外端),穿透力越弱。因此到达第二层的光线中蓝光已经非常微弱了,这时主要是绿光和红光。在穿越第二层后到达第三层的,主要就是可见光中最长的波长红光了。所以第一层接受的是全色信息,第二层接受的是红绿信息,第三层接受的是红色信息。sigma将第一层称为蓝色层,第二层称为绿色层,第三层称为红色层,是形象的说法,此时这种称呼是不正确的,什么时候正确呢?等到通过算法将三层数据计算后分出RGB三色分量来,这个称呼才正确。

3.从全色、红绿色、红色三组原始信息如何计算得到RGB分量?算法多种多样,五花八门。适马的幕后人员一直在探索最佳算法,每一次他们认为的进步都会带来一次固件的更新,但是有些人不认可他们的努力,认为老版本的固件似乎比新版本更好!但是注意这世上找不到一种最完美的分出三原色的算法,所有探索的算法可以无限接近三原色,但不能到达。因此所有的成像都不能绝对地还原到自然色彩。一个最原始最基础也是最糟糕的算法是,B=1-2-3,G=2-3,R=3。有兴趣的去搜一下老顽童的帖子,他对此有过深入探讨。

4.然后我们再来探讨叠加的3层上下感光单元对等的芯片(4:4:4),它的实际分辨率是否等同。它的标称分辨率是相等的,因为上下物理像素单元是准确对应的。在得出结论之前,我们得理解和接受下述事实:第一、光线组成中频段越复杂,照射物体后分辨率越高。理解这一点并不难,我们肯定都看过动物世界夜晚的红外录影,这个红外灯(频段单一)照射得到的影像与白炽灯(频段复杂)照射相比,是很糊的(分辨率低)。第二、光线强度与分辨率成正比。夜晚总是比白天模糊。第三、离焦平面越远,成像越模糊。在X3结构中,第一层接受的频段最复杂,第三层最单一;第一层接受的光线最多,之后大幅衰减,第三层接受的光线最少;第一层在焦平面上,第三层离焦平面最远。接受和理解了这三点,结论当然就是从第一层到第三层,实际分辨率在依次降低。假设第一层实际分辨率为2千万、第二层1千5百万、第三层1千万,那我们安排3层的物理感光单元为2千万、2千万、2千万,是不是不经济呢?

5.上下一一对应的物理感光单元不仅造成了不经济,因为下层的实际分辨率达不到物理感光单元的标称分辨率,而且还带来其他问题。伴随物理感光单元被分割的越来越小(高分辨率追求的结果),任何一个单元可接受的光子量也越来越少。这带来了两方面的影响:第一是高感越来越差,第二是量子效应越来越显著。于是在高ISO以及低照度下跳跃性的随机荷电产生的噪声被放大,给画面造成的结果就是画面变脏、煤渣绿、煤渣灰,色彩纯净度降低。

6.这样我们就理解了4:1:1的结构安排。首先,这种排列接近于各层的实际分辨率(无法做到物理单元与实际分辨率完全相等,最理想能做到4:2:1,但这给将来计算带来的麻烦比4:1:1大,象4:2.5:1.1这类的安排是完全无法实现的,由此带来的混乱后期根本无法解决)。第二,这种安排是下层感光面积加大,使得它能接受更多的光照,因为下层光线越来越弱。更多的光照带来的好处就是可以使物理感光单元荷电增多而离开随机涨幅的量子区,因此噪声减弱,颜色纯净度增加。SD14/15芯片的优势是色彩,纯净而浓郁,我们也都还记得,那些年攻击和讽刺适马的都是拿低分辨率来说事的;Merrill芯片的优势是分辨率,经常挂在口头诟病的是色彩不如前代。Quattro芯片就是将二者进行结合,发挥二者的优势,去除二者的弊端。

7. 我们的眼睛对黑白的分辨力高于彩色分辨力,所以Quattro芯片的4:1:1分层不仅与生理适应,也与物理感光适应。从第一层取得全色信息,决定像素的明度和对比度(分辨率),然后通过123层的数据与明度数据融合,计算出像素的RGB值(再次申明:最后得到的RGB值并不是三层最初读到的原始数据,MSK最后得到的RGB更不是原初的数据,MSK更夸张,需要把一个像素中缺失的2个数据通过临近单元的数据进行计算填充,这会带来污染,就像在宣纸上写字画画一样)。理论上讲,Quattro既具有SD14/15的纯净色彩,又具有Merrill的高分辨率。适马又进一步,你既可以得到1:1的锐利图像(第一层分辨率),又能以边长的1.414倍插值得到类似MSK的大画幅照片。所以Quattro是一部X3和MSK通吃的相机,你想得到什么照片,在SPP里都能任意驰骋!

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