Autore Topic: il sensore foveon legge in bianco e nero ?  (Letto 288 volte)

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il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 09:09:52 »
Prendo spunto per una domanda partendo da questo articolo http://web.mclink.it/MC0258/CCD.html

Citazione
"gli attuali sensori CCD utilizzati dagli scanner e dalle fotocamere digitali non hanno alcuna conoscenza cromatica della realtà. Reagiscono ai fotoni liberando elettroni senza essere, di fatto, sensibili alle frequenze in gioco, ovvero al colore della luce percepita. Dunque un sensore CCD, almeno allo stato attuale, è un dispositivo rigidamente monocromatico ("vede" a livelli di grigio) e genera una tensione elettrica variabile in funzione della quantità di luce che lo raggiunge."

Anche per il foveon è cosi' ovvero vede in bianco e nero?

grazie
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #1 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 10:08:50 »
Citazione
Anche per il foveon è cosi' ovvero vede in bianco e nero?
La domanda mi sembra impropria perché qualsiasi sensore "vedendo" qualsiasi colore produce una quantità di cariche proporzionali all'intensità dell'illuminazione secondo la propria curva di sensibilità spettrale.

Le citate "cariche elettriche" non hanno un colore, sono solo informazioni a cui il progettista del sensore attribuisce un determinato colore ponendo dei filtri fisici (nel sistema Bayer) su ogni pixel del sensore.
Nel foveon non ci sono filtri colorati su ogni pixel ma è la proprietà stessa del silicio che separa i colori secondo la profondità di penetrazione della luce nel silicio stesso.
 
il foveon cattura i fotoni (flusso di onde elettromagnetiche) grazie alla particolarità del silicio che a un certo spessore cattura una certa lunghezza d'onda e rimane trasparente per le altre.



perché in questo ordine??? semplice, perché sullo spettro dei colori sono proprio in questo ordine, partendo dal violetto estremo al rosso profondo


come vediamo nella prima immagine il primo strato che cattura la lunghezza d'onda del blu e di appena 0.2nm, il secondo che cattura la lunghezza d'onda del verde e di 0.6nm e il terzo per il rosso e di ben 2 nm
Spero che abbia trovato la risposta alla Tua domanda
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #2 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 10:57:33 »
 Il foveon nel primo strato dovrebbe essere un pancromatico (quindi sensibile a tutta l'informazione di LUMINANZA dello spettro luminoso),   mentre il secondo ed il terzo sono invece sensibili soltanto allo spettro di determinati colori (sempre di luminanza). Successivamente, dal primo vengono sottratti i valori del secondo strato, ottenendo il BLU, dal secondo si sottrae il terzo per avere il verde, mentre il terzo ha già una informazione più mirata sul rosso.

In altre parole, l'informazione cromatica si ottiene mediante separazione dei 3 strati. Ad esempio la Leica Monochrom ha il sensore pancromatico, ma da solo non ècapace di ricostruire l'informazione cromatica RGB, dato che ha solo informazione di luminanza (anche se di tutto lo spettro).
I comuni sensori invece, fanno uso della matrice di bayer, la quale si occupa in toto dell'informazione cromatica.

Se ho detto eresie, prego correggere :-)
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #3 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 11:26:49 »
Le citate "cariche elettriche" non hanno un colore, sono solo informazioni a cui il progettista del sensore attribuisce un determinato colore ponendo dei filtri fisici (nel sistema Bayer) su ogni pixel del sensore.
Nel foveon non ci sono filtri colorati su ogni pixel ma è la proprietà stessa del silicio che separa i colori secondo la profondità di penetrazione della luce nel silicio stesso.

ok quindi il foveon (ma lo stesso vale per il bayer ) vede a colori o meglio separa la lunghezza d'onda relativa alla luce che la attraversa ?

Il foveon nel primo strato dovrebbe essere un pancromatico (quindi sensibile a tutta l'informazione di LUMINANZA dello spettro luminoso),   mentre il secondo ed il terzo sono invece sensibili soltanto allo spettro di determinati colori (sempre di luminanza). Successivamente, dal primo vengono sottratti i valori del secondo strato, ottenendo il BLU, dal secondo si sottrae il terzo per avere il verde, mentre il terzo ha già una informazione più mirata sul rosso.

In altre parole, l'informazione cromatica si ottiene mediante separazione dei 3 strati. Ad esempio la Leica Monochrom ha il sensore pancromatico, ma da solo non ècapace di ricostruire l'informazione cromatica RGB, dato che ha solo informazione di luminanza (anche se di tutto lo spettro).
I comuni sensori invece, fanno uso della matrice di bayer, la quale si occupa in toto dell'informazione cromatica.

Se ho detto eresie, prego correggere :-)

forse tutti gli strati sono pancromatici ?
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #4 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 11:34:43 »
@conla

Pancromatico è per definizione sensibile a tutto lo spettro, quindi solo il primo strato è pancromatico, gli altri hanno una sensibilità molto più selettiva. Se fossero tutti pancromatici l'informazione dei 3 strati sarebbe identica e sarebbe impossibile procedere alla sottrazione.
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #5 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 14:11:41 »
@conla

Pancromatico è per definizione sensibile a tutto lo spettro, quindi solo il primo strato è pancromatico, gli altri hanno una sensibilità molto più selettiva. Se fossero tutti pancromatici l'informazione dei 3 strati sarebbe identica e sarebbe impossibile procedere alla sottrazione.

ok  :si:
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #6 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 16:29:26 »
In effetti il concetto di "pancromia" può essere fonte di inganno se non viene ben chiarito.
Pancromatico è per definizione sensibile a tutto lo spettro (...)
Esatto, la "pancromia" riferita ad un elemento sensibile (chimico o digitale) significa appunto che la sensibilità si estende all'intero spettro visibile. Tuttavia questo non implica che tale "sensibilità" debba essere costante lungo tutto lo spettro, e neanche specifica "quanto" debba essere sensibile.

Infatti, il primo strato, pur essendo sensibile dal blu fino al rosso (quindi per tutto lo spettro, per cui a buon diritto è definito "pancromatico") la sua sensibilità non è costante, ma segue una curva nota al costruttore: inizia alta nel violetto, poi aumenta fino a raggiungere il massimo nel blu e poi di nuovo cala progressivamente fino a raggiungere il minimo all'estremo opposto, ossia nel rosso. Ma poiché l'andamento della sensibilità spettrale (che prende il nome di "curva di risposta") è noto, allora è possibile effettuare la sottrazione degli altri due strati per ricavare il solo valore del blu (l'operazione è ben più complessa di una sottrazione, ma comunque il concetto rimane questo).

Dal lato opposto, il terzo strato del Foveon (quello del rosso) è completamente cieco dal blu al violetto, quindi sicuramente non è pancromatico.

Nel mezzo, invece, il secondo strato (quello del verde) mantiene comunque un minimo di sensibilità (per quanto bassissima) non solo nel blu ma persino nel violetto, pertanto anche questo potrebbe essere definito pancromatico, se ci limitiamo alla lettera della definizione. Ma il nocciolo della questione è che, in realtà, la sensibilità del secondo strato dal blu in poi è talmente bassa da essere del tutto trascurabile ed inutile, quindi definirlo pancromatico diventa fuorviante, per quanto sia corretto a stretto rigor di termini.

La pancromia del primo strato del Foveon è invece indiscutibile, anzi è molto simile a quella di molte ottime pellicole bianconero definite pancromatiche. Per questo motivo su questo forum riteniamo che per il B&N il Foveon sia superiore anche alla Leica Monochrome, perché oltre a presentare lo stesso 100% di informazione di luminanza fornisce anche l'informazione cromatica che consente di "filtrare" la scena DOPO lo scatto, cosa che non è possibile con la Leica.

Per concludere, esplicitiamo anche la questione relativa ai sensori a mosaico. Gli elementi sensibili di questi sensori sono TUTTI pancromatici, ma vengono resi sensibili ad una sola parte dello spettro sovrapponendo a ciascuno una micro-lente che fa da filtro nella banda di colore voluta. E proprio dalla disposizione "a mosaico" di questi micro-filtri proviene il nome di questa tipologia di sensori.
Congelare in una foto l'istante effimero ci permette di estrarlo dall'eternità, non tanto, o non soltanto, per documentarlo, quanto soprattutto per poterlo "ammirare" (anonimo sardo)

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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #7 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 16:58:57 »
Vorrei sottolineare che proprio queste "sottrazioni" di cui abbiamo parlato sono la parte difficile del trattamento del Foveon. Si tratta, cioè, della ricostruzione della luminanza e della cromia dei tre colori attraverso la combinazione delle "curve di risposta" dei tre strati, ossia la prima delle due equalizzazioni di cui spesso parliamo. Questa prima equalizzazione è talmente complessa che a tutt'oggi né Canon né Sony ne sono ancora venute a capo. Di Canon sappiamo che è arrivata a presentare ben quattro proposte ufficiali alla Sigma, mentre di Sony abbiamo ben poche notizie.

Ma di Sony sappiamo per certo che ha depositato il brevetto per il suo sensore a triplo strato (sostanzialmente identico a quello Foveon) già nel 2012, dichiarando che da quel punto in poi si trattava "soltanto" di combinare tra loro le tre curve di risposta, già note e che pubblicava contestualmente e che erano sostanzialmente le stesse di quelle del Foveon (il che è scontato, dato che il principio fisico è lo stesso). Queste sono le curve dichiarate dalla Sony:



La Sony lasciava intendere che i primi esemplari di questo "nuovo" sarebbero apparsi entra la fine del 2013, ma a tutt'oggi, dopo oltre quattro anni, ancora tutto tace anche dal fronte Sony....

Vi suggerisco di leggere il seguente articolo (dal quale ho ripreso il precedente diagramma), che risale al gennaio 2013, quindi prima ancora che aprisse questo forum, nel quale l'autore ha ben compreso che l'operazione matematica di equalizzare tra loro le tre curve di risposta sarà tutt'altro che una passeggiata per la Sony (non usa il termine "equalizzazione" ma il concetto è quello). E' interessante notare che l'autore, basandosi sulle dichiarazione della Sony e sull'accoglienza della notizia da parte degli "esperti" del settore, chiude l'articolo nel modo seguente: "I primi sensori di questo tipo sono comunque attesi entro il 2013, e c'è già chi parla di sensori full-frame da 24 e 36 Mpixel."

Chip Sony per fotocamere: rivoluzione nel colore
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #8 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 17:03:31 »
una cosa che però mi son sempre chiesto e colgo l'occasione di questo thread per chiedere, è:

perchè utilizzare il metodo della "differenziazione" dei 3 strati? perchè invece non si usano direttamente 3 strati ognuno sensibile allo spettro di un colore RGB?  in questo modo si porrebbe solo il problema di amplificare il segnale degli strati inferiori.
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #9 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 17:16:13 »
Bene direi tutto chiaro , in pratica per tornare alla mia prima affermazione in apertura ,  solo lo strato del blu vede a colori se banalmente si può riassumere... Riguardo all'articolo direi Che sono un filino in ritardo... :) ...
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #10 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 18:30:28 »
Bene direi tutto chiaro , in pratica per tornare alla mia prima affermazione in apertura ,  solo lo strato del blu vede a colori se banalmente si può riassumere...
EH NO, direi proprio di no! Semmai, se proprio vuoi riassumere: nessuno dei tre strati vede a colori!....  ;)
Forse continuando a leggere ti sarà più chiaro...

perché utilizzare il metodo della "differenziazione" dei 3 strati? perché invece non si usano direttamente 3 strati ognuno sensibile allo spettro di un colore RGB?  in questo modo si porrebbe solo il problema di amplificare il segnale degli strati inferiori.
Perché in realtà non c'è altro modo!

Capisco che l'idea possa nascere istintiva, perché è ingannevole quale sia il contenuto di informazione fornito da ogni singolo strato. Quindi, per rispondere direttamente alla tua domanda: non si possono usare direttamente le informazioni cromatiche dei tre strati per il semplice fatto che, non ostante l'apparenza, nessuno dei tre strati possiede "in sé stesso" alcuna informazione cromatica!

Da qui potete saltare direttamente alla conclusione in fondo, oppure...

... oppure, se avete voglia e niente di meglio da fare, potete leggere la breve sintesi seguente (che non sono sicuro se possa chiarire un po' le idee o se finisca col confonderle ulteriormente), nella quale provo a spiegarmi, almeno per chi ha un minimo di dimestichezza col calcolo differenziale (più specificamente con l'integrazione numerica di un sistema differenziale parametrico) cosicché possa comprendere almeno la natura del problema.

Ogni strato possiede esclusivamente una informazione di luminanza, che è l'integrale della luminanza sulla sensibilità cromatica locale. Ora, se si trattasse di una funzione differenziale "semplice", allora si potrebbe "semplicemente" differenziare sulle tre curve di risposta, ottenendo per sottrazione il valore cromatico assoluto a meno di una costante. Ma purtroppo questa "costante" in realtà non è affatto costante ma varia in funzione della intensità specifica della radiazione, da cui l'impossibilità di tradurre il tutto in un normale processo matematico di integrazione. Fin qui tutto bene, ma ora le cose si complicano.

La suddetta costante è in realtà di natura parametrica, ed il sistema differenziale appare avere più incognite che equazioni. Ma poiché noi sappiamo detto sistema differenziale essere risolvibile, ciò implica che tra parametri ed incognite esistano necessariamente legami deterministici, che però non siamo in grado di esplicitare sotto forma di ulteriori equazioni. Da ciò nasce la necessità di differenziare in modo numerico e parametrico, la qual cosa altro non è che una lunga e tediosa raccolta per esperienza e tentativi di una enorme matrice multi-dimensionale (ossia una gigantesca equalizzazione tabellare). Ma tale matrice è talmente grande da essere impossibile da impiegare nella pratica, dunque la si traduce (ancora per esperienza e tentativi) in una gran quantità di piccole formulette per approssimazione, ognuna con un ben preciso e molto limitato campo di validità. A questo punto non abbiamo ancora finito (diciamo che siamo a 3/4 del cammino) e non siamo ancora in grado di convertire i valori dei tre strati in RGB definitivi, ma ci siamo avvicinati molto ed abbiamo tre valori RBG almeno utilizzabili e dunque io mi fermo qui.

CONCLUSIONE
Questo è uno di quei casi nei quali aver compreso come stanno e funzionano le cose non basta e non serve quasi per nulla a recuperare il tempo perduto. Certamente in casa Canon e Sony hanno adesso ben compreso la natura del problema (e sicuramente meglio di me), ma questo non li aiuta a recuperare il gap di oltre quindici anni nei confronti di Sigma (quasi venti se consideriamo dagli inizi della Foveon Inc.), durante i quali questo processo di ricostruzione è stato continuamente affinato. Sono dell'opinione che nel 2012 la Sony (come la Canon poco prima) abbia clamorosamente sottovalutato la difficoltà del problema che abbiamo appena descritto; ma sono anche quasi sicuro che qualcuno a livello dirigenziale abbia di fatto ignorato il parere dei loro laboratori R&D (o almeno di una parte) che certamente hanno compreso subito le difficoltà insite e ben evidenti a chiunque sia in grado di vederle. Altrimenti, se li avessero ascoltati, non avrebbero addirittura dichiarato un'attesa della produzione per la fine del 2013. Ma evidentemente hanno fatto il solito e tipico "NON-ragionamento" del management: "se abbiamo l'hardware allora siamo pronti, il software non è mai un problema..."
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #11 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 19:10:52 »
Citazione
perchè utilizzare il metodo della "differenziazione" dei 3 strati? perchè invece non si usano direttamente 3 strati ognuno sensibile allo spettro di un colore RGB?
Risposta intuitiva ad un quesito semplicistico: come fai a rendere sensibile uno strato ad un solo colore? Se metti un filtro blu sullo strato superficiale tutti gli strati misureranno solo il blu, stessa cosa se metti un filtro verde sul secondo strato (anche il terzo strato vedrà solo verde).
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #12 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 23:09:29 »
Citazione
EH NO, direi proprio di no! Semmai, se proprio vuoi riassumere: nessuno dei tre strati vede a colori!....  ;)
Forse continuando a leggere ti sarà più chiaro...

Allora se la mia prima domanda è vera ovvero vede in bianco e nero o vede solo la luminanza?  P.s. se è sbagliato anche questa allora la luminanza cos'è ?

Grazie come al solito
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #13 il: Giovedì, 19 Gennaio 2017, 23:23:41 »
Citazione
... allora la luminanza cos'è ?
La luminanza rappresenta il numero di cariche accumulate nell'esposizione di ogni strato... a cui si può attribuire un valore cromatico a piacimento secondo la predisposta configurazione RGB.
Quanto appena scritto ti può confermare che tutti i sensori e colori leggono solo valori di luminanza di una filtratura intrinseca (foveon) o imposta (Bayer).
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Re:il sensore foveon legge in bianco e nero ?
« Risposta #14 il: Venerdì, 20 Gennaio 2017, 09:19:56 »
ok al 90% capito ....
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