Egentlig hadde jeg tenkt å skrive en artikkel om raw, som i bildeformat fra digitalkameraer. Men så synes jeg å huske at jeg kanskje hadde sagt noe om det før. Jeg anvendte søke-funksjonen, og fikk vite at det hadde jeg jammen, så da får jeg skrive om noe annet. Jeg tenkte imidlertid å holde meg til samme tema. Derfor skal jeg i dag forklare forskjellen på brikker med bayerfilter og Foveon X3-brikken. Det finnes så vidt jeg husker en type brikke til som er brukt i kameraer for vanlige mennesker, men jeg mener det bare er en spesialutgave av en bayer-brikke. Når jeg sier brikke mener jeg da den dingsen som sitter i digitalkameraer der filmen ville vært i et analog-kamera, og når jeg sier bayer-brikke er det vel egentlig sloppy språk, da brikken som sådan er uavhengig av bayerfilteret. Men det kommer vi til i neste avsnitt.

En CCD eller en CMOS, som er de to vanligste brikketypene i digitalkameraer, kan bare telle fotoner. Det er altså det samme som å måle lysstyrke. Den kan derimot ikke skille mellom fotoner. Den er altså fargeblind. Derfor må vi finne på noe smart om vi ønsker fargebilder. Det gjorde Bryce Bayer i 1976. Han fant på at man kunne lage en mosaikk av røde, grønne og blå filter, der hvert filter dekker nøyaktig en fotosensor på brikken.

Noen sier at grunnen til at man bruker flere grønne filtre er at øyet vårt ser grønt best, mens andre sier det er fordi det er mest grønt lys rundtomkring. Jeg mener de to egentlig er samme sak, men det er ikke så viktig. Poenget er i allefall, som jeg forklarte i artikkelen om raw, at hver sensor bare ser en farge. Når man lagrer en fil fra et bayerkamera i raw-format lagrer man derfor bare 12 eller noe slikt bits per pixel.

Om denne filen nå inneholder fargeinformasjon eller ikke har vært diskutert på foto.no med ekstremt nivå av usakliget, misforståelser, forståsegpåelser og mye annet. Ikke noe vi vil begi oss ut på. Poenget er at filen er ubrukelig slik den er, den må etterbehandles, ved at man må bruke den ene fargen man har på hver piksel, til å regne ut hvilken verdi av de to andre fargene hver piksel bør ha. Tar du bilder i jpg gjør kameraet dette fort og gæli, og det er her dette med hvitbalanse kommer inn. La oss ta en liten digresjon om hvitbalanse.

Du har kanskje tatt bilder i lampelys, og opplevd at de ser nesten helt røde ut? Det har Are gjort, og han ville sikkert sagt seg villig til å dele et av dem med oss om jeg hadde spurt. Derfor smekker jeg opp et.




På dette bildet er det en smal sak å se at noe er galt. Skjorta mi er egentlig hvit, og veggen bak meg er sikkert offwhite eller noe sånt, den er ikke oransje. Problemet ligger i at bildet er tatt med hvitbalanse tilpasset blitz, mens lyset i rommet var dominert av glødelamper. Og hva er så forskjellen på lyset fra en blitz og en lampe? Jo temperaturen er helt forskjellig. Her ser jeg meg nødt til å lage en sub-digresjon om temperatur.

Når man snakker om temperaturen til lys mener man den temperaturen en svart ting ville ha om den sendte ut lys av den fargen, for å gjøre det litt enkelt. Fargen på lyset fra en varm gjenstand avhenger nemlig av temperaturen. I motsetning til det man vanligvis tenker er rødt lys kaldere enn blått. En blitz har gjerne en fargetemperatur på 5500 grader. Lyset fra en glødelampe derimot, kommer jo faktisk fra en glødende ting, og den har gjerne en temperatur på rundt 3000 grader. Derfor er lyset fra en glødelampe mye mye rødere enn lyset fra en blitz. Øynene våre legger ikke så godt merke til dette, fordi vi er vant til å tenke på hvite ting som hvite uansett, men kameraet er ikke så fordomsfullt. Derfor ble bildet slik det ble.




På dette bildet er hvitbalansen en smule korrektere. Den er fortsatt ikke helt god, men det er fordi bildet er tatt med litt blitz og litt lampelys, som gjør det ikke-trivielt å få alt til å se bra ut på en gang. Men hva har egentlig skjedd? Jo, siden Are var så smart at han tok bildene i raw har jeg åpnet dem i Camera Raw, og fortalt programmet i det ene tilfellet at det skulle bruke 5500 K som hvitt, og i det andre tilfellet 2850 K. Det vil i praksis si at i det siste tilfellet har verdien fra de pikslene som har informasjonen om det blå lyset blitt forsterket en hel del. Det er egentlig det samme som å skru opp ISO-instillingen på det blå lyset.

ISO-instilling? Jo, det er en instilling som lar deg ta bilder i svakt lys, ved at kameraet enkelt og greit forsterker signalet fra brikken. Ulempen med det er at når man forsterket signalet forsterker man også støyen. Støyen i dette tilfellet er tilfeldige variasjoner i verdien fra en sensor, og den er kun avhengig av lukkertiden og temperaturen. Når man så forsterker signalet forsterker man også støyen, og når signalet i utgangspunktet er svakt får man dårlig signal/støy-forhold.

Det jeg sier er altså at om man tar bilder i lampelys, og bruker hvitbalanseinnstillinger til å korrigere får man støy i blå-kanalen. Derfor er dagens moral at fargekorrigeringsfilter, som man brukte i gamle dager når man kom til et sett med masse glødelamper, og oppdaget av man bare hadde med seg dagslys-film, ikke egentlig burde være avleggs. Og det var dagens moral.

For å spore tilbake til poenget, så må raw-filen fra et bayer-kamera behandles av et program som kjenner kameraet, og som vet karakteristikkene til bayer-mosaikken. Fordelen med dette er at man får samme luminansoppløsning som det faktiske antallet sensorer på brikken, samt at det er enkelt å lage og enkelt å bruke. Andre alternativer for å ta bilder i farger er blant annet å ta tre bilder, et med rødt filter, ett med grønt og et med blått, men det egner seg dårlig for ting som flytter på seg. Ulempen er at man må regne ut fargen i en piksel fra nabopikslene, og det fører til at man taper noe kontrast og skarphet.

Sigma, som stort sett lager optikk og blitzer til andre kameramerker, har også laget to digitalkameraer, og her har de benyttet Foveon X3-brikken. Det som skiller den fra brikker med bayer-filter er at den registrere alle tre fargene i hver piksel. Det er egentlig dårlig språk å si piksel her, fordi en piksel (PICture ELement) er en del av et bilde, men jeg er lei av å si sensor, som dessuten også er et dårlig ord fordi hele brikken egentlig er en sensor, og jeg vet ikke noe godt norsk ord for photosite.

Dette får den til ved at den bruker tre lag med sensorer, som hver registrerer en farge. Det er noe greier med et stoff som absorberer lys av forskjellig farge på forskjellig dybde og noe involvert her, men jeg husker ikke detaljene. Poenget er i allefall at en slik sensor faktisk leverer informasjon om alle tre fargene hva hver piksel. Man slipper dermed denne demosaikk-algoritmen man må kjøre på et bilde fra en bayer-brikke, med det det medfører av tapt skarphet. Luminansoppløsnignen er imidlertid den samme, da den i prinsippet kun avhenger av antallet photosites.

Det som er litt kontroversielt her er at Sigma prøver seg på litt pose-og-sekk-markedsføring. De sier naturligvis at deres brikke er best, fordi den har mer korrekt fargegengivelse. Og det er rimelig. Det som imidlertid er litt kjipt med kameraene til Sigma er at de har forholdsvis lav oppløsning i vanlig forstand, bare 3,4 megapixler på det siste. Det tar seg dårlig ut på et kamera til titusenvis av kroner. Derfor markedsføres det som et 10,2-megapixel-kamera, som er det man får om man ganger 3,4 med tre, som de mener er rimelig fordi det er tre farger som blir registrert på hver photosite. Det er imidlertid snuskete markedsføring, fordi et bayer-kamera, som jo del aller aller fleste kameraer er, og som det derfor er naturlig å sammenligne med, med 10,2 megapixler vil ha meget bedre oppløsning. Derfor er dagens andre moral at du ikke bør kjøpe DSLR fra Sigma hvis du er av typen som lett lar deg imponere av store tall i reklamer.

-Tor Nordam