Digitální snímače: Potkáváme je na každém kroku, ale většina z nás neví, co vlastně umí…

Digitální snímače: Potkáváme je na každém kroku, ale většina z nás neví, co vlastně umí…

Potkáváme je v běžném životě téměř na každém kroku. Jsou v mobilech, kamerách, digitálních fotoaparátech a ve většině notebooků. Řeč je o digitálních snímačích, které nás všude provází, ale většina uživatelů ani netuší, co vlastně umí.

Co vidí digitální snímač

V zásadě všechny typy snímačů pouze detekují intenzitu světla, od těch nejprimitivnějších až po extrémně pokročilé. Snímače nevidí barvy a ani nemají omezení lidského oka, takže přesahují svým rozsahem do IR a UV spektra.

Aby snímač viděl barvu, nejčastěji používá barevné filtry, které jednotlivým buňkám vymezují jednu z RGB barev a teprve při výsledném zpracování vytvoří chytré algoritmy z barevných teček skutečný obraz. Nejčastěji se užívá tzv. Bayerův filtr, tedy RGGB barevný filtr. Zelená se používá 2x častěji, protože je na ni lidské oko nejcitlivější. Aby snímače nefotily i v IR spektru, mají kromě barevného filtru ještě IR filtr.

Dále se používají různé anti-aliasing filtry (AA filtry), aby se zabránilo vzniku moiré. Tímto neduhem trpí zejména snímače s Bayerovým filtrem, bohužel právě ten má dopad na výslednou ostrost i věrnost barev a AA filtr ostrost ještě dále snižuje.

Bayerův filtr používaný ve většině digitálních snímačů

Bayerův filtr používaný ve většině digitálních snímačů

Jaké snímače existují?

Většina běžných snímačů vidí zhruba viditelné spektrum a část UV a IR spektra. Ale samozřejmě existují snímače určené právě pro UV, IR, teplotu a RTG, které naleznou uplatnění zejména v měřících přístrojích. Nejběžnější snímače jsou typu CCD anebo CMOS, v zásadě se jejich výstup dnes liší jen v detailech a záleží na konkrétním modelu a účelu.

CCD snímače jsou jednodušší, pomalejší a v některých ohledech přesnější. CMOS snímače jsou zase rozšířenější, levnější a rychlejší. Existují i hybridní snímače nepoužívající k detekci barev Bayerův filtr, ale například mají tři separátní senzory pro každou RGB barvu a buď světlo rozkládají hranolem, anebo fotí postupně tři expozice s různými RGB filtry.

Upravené snímače od Fuji zase mají dva druhy buněk pro snímání vyššího dynamického rozsahu. Velmi pokročilé jsou i snímače Foveon X3, které využívají různé absorpce světla v křemíku a jedná se o jakýsi sendvičový snímač s několika vrstvami.

Jak se snímače vyrábí?

Většina snímačů se vyrábí z křemíku vylepšeného různými speciálními příměsemi. Často se používá například germánium, kadmium a rtuť. Snímače se obvykle „vykrajují“ z křemíkových desek. Nevýhodou výroby je značná nehomogenita vrstvy křemíku a čím větší je snímač, tím vyšší je množství odpadu a samozřejmě cena.

Pro speciální užití se tak často využívají spíše pole menších snímačů než jeden velký snímač. Je to levnější a podstatně lépe se opravují případné poruchy. Většina běžných snímačů má do 25 mm, ve full-frame fotoaparátech se setkáme se snímači o šířce 35 mm a středoformátové kamery mají snímače 60 x 60 mm. Největším současným snímačem je zřejmě Canon, který má 205 x 205 mm a používá se pro detekci meteorů.

Digitální snímač

Digitální snímač

Jak se tedy pozná kvalita snímače?

Výrobci a zejména marketingová oddělení se mohou přetrhnout, aby uživateli vnutili co nejvyšší rozlišení. Bohužel to je spíše ke škodě, protože na fotku 10 x 15 cm vám bohatě stačí pouhé 2 megapixely a z 16 megapixelů vytisknete výstavní zvětšeninu ve formátu 60 x 40 cm.

Zásadními vlastnostmi snímače je však i dynamický rozsah – tedy jaký rozsah světel a stínů je snímač schopen zaznamenat. Dále také množství šumu, které snímač produkuje. Větší snímače mají mnohem méně problémů se šumem a mají vyšší dynamický rozsah, hodí se proto pro profesionály a pro focení za obtížných světelných podmínek.

Dnešní trend s 8 megapixely v mobilu a 16megapixelovými kompakty je naprostý nesmysl, protože tato zařízení mají miniaturní snímače a velmi nekvalitní optiku. Často tak paradoxně poskytují horší výstup než jejich předchůdci s polovičním rozlišením.

Komentáře

Nahoru