Was ist ein Farbfilterarray?
Ein Farbfilterarray ist eine Gruppe von winzigen Farbfiltern, die auf den Pixelsensoren von Digitalkameras installiert sind. Diese Sensoren sind nicht in der Lage, Licht geringer Intensität oder Licht ohne Farbwellenlängenspezifität zu erfassen, so dass sie Licht nicht in verschiedene Farben aufteilen können. Ein Sensor mit einem Farbfilterarray wird von der Kamera verwendet, um die Wellenlänge des Lichts zu erfassen und ein Farbfoto zu erstellen.
Digitalkameras verwenden rechteckige Anordnungen von Lichtsensoren, die als Pixelsensoren bekannt sind. Pixelsensoren enthalten einen sogenannten Photosite-Hohlraum oder eine Photodiode. Wenn der Auslöser einer Kamera gedrückt wird, gelangen Lichtteilchen, die als Photonen bezeichnet werden, in die Fotoseite.
Fotosites sind einfarbig, das heißt, sie können nur Schwarzweiß erkennen. Ein Photosite-Array allein kann nicht die Menge an Farbe bestimmen, die jeder Photosite-Hohlraum während der Belichtung aufgenommen hat. Um ein Farbfoto zu erstellen, wird ein grüner, roter oder blauer Farbfilter über einer Fotoseite platziert. Diese Farbfilter lassen nur Licht der gleichen Farbe in den Hohlraum der Photosite.
Eine übliche Art von Farbfilterarray, die in Digitalkameras verwendet wird, ist das Bayer-Farbfilterarray. Das Bayer-Farbfilter-Array ist ein Raster- oder Mosaikmuster, das aus Zeilen abwechselnder roter, blauer und grüner Filter besteht, die auf jeder Fotoseite einer Kamera installiert sind. Das Mosaikmuster hat doppelt so viele grüne Filter wie rote oder blaue Filter. Dies liegt daran, dass das menschliche Auge leicht grün aufnimmt oder empfindlicher dafür ist als für rotes oder blaues Licht.
Das Mosaikmuster wird von einem in der Digitalkamera gespeicherten Programm konvertiert und als Demosaikierungsalgorithmus bezeichnet. Demosaikierungsalgorithmen nehmen die von jedem Farbfilter auf der Fotoseite erhaltenen Daten und kombinieren die benachbarten Pixelfarben, um ein Farbbild zu erzeugen. Durch diesen Vorgang wird ein Bild mit höherer Auflösung oder ein klares, gestochen scharfes Bild ohne große Verzerrungen oder Rauschen erzeugt.
Andere Arten von Farbfilter-Array-Konfigurationen umfassen die Sensormatrix für Rot, Grün, Blau, Weiß (RGBW) und die Sensormatrix für Cyan, Gelb, Grün, Magenta (CYGM). RGBW-Sensoren verfügen über einen weißen oder transparenten Lichtfilter, mit dem Fotosites auf jede Lichtfarbe reagieren können. Ein CYGM-Sensor verwendet Sekundärfarben, die erzeugt werden, wenn zwei Primärfarben gemischt werden, z. B. Rot und Grün, um Gelb zu erhalten. Diese Art von Farbfilterarray ermöglicht es der Kamera, mehr Lichtfarben oder einfallendes Licht zu erkennen, was häufig zu lebendigen Fotografieergebnissen führt.