D'après ce que je comprends, la plupart des appareils photo numériques ont un capteur où chaque pixel-capteur a trois sous-capteurs, chacun avec un filtre R, G et B. Le RVB est évidemment le modèle de couleur le plus fondamental car il correspond directement aux récepteurs (cônes) de l'œil humain.
Cependant, les filtres RVB coupent nécessairement les deux tiers de la lumière blanche pour obtenir leur composante. Les caméras bénéficieraient certainement de temps d'exposition plus courts si les filtres étaient plutôt CYM où chaque élément ne coupe qu'un tiers de la lumière? Le processeur de la caméra peut toujours enregistrer l'image dans le format souhaité par le consommateur, car un point de données CYM peut être facilement converti en point RVB.
Je sais que cela se fait parfois en astrophotographie où trois photos noir et blanc distinctes sont prises avec des filtres CYM.
Suis-je simplement dans l'erreur et c'est en fait ce qui a déjà été fait - ou y a-t-il une bonne raison pour un capteur RVB?
Réponses:
Tout d'abord, un petit rappel pour éclaircir un léger malentendu de votre part.
La grande majorité des appareils photo numériques couleur ont un filtre Bayer qui masque chaque pixel avec un filtre couleur: rouge, vert ou bleu. ¹ Les données RAW n'incluent aucune information de couleur, mais seulement une valeur de luminance pour chaque pixel.
Pas vraiment. Il y a beaucoup de lumière verte qui fait passer les filtres «rouge» et «bleu». Il y a beaucoup de lumière «rouge» et une bonne partie de lumière «bleue» qui le fait passer devant le filtre «vert». Il y a de la lumière «bleue» qui passe devant le filtre rouge et vice-versa. Les longueurs d'onde sur lesquelles les filtres `` vert '' et `` rouge '' sont centrés sont très proches les unes des autres, et le `` rouge '' se situe généralement entre 580 nm et 600 nm, ce qui est plus en territoire `` jaune-orange '' que `` rouge ''. Les "pics" des filtres dans un réseau Bayer typique ne sont pas alignés avec les longueurs d'onde que nous décrivons comme "rouge", "vert" et "bleu".
Donc, dans un sens, nos caméras sont vraiment YGV (Jaune-Vert-Violet) autant que RVB. Nos systèmes de reproduction des couleurs (moniteurs, imprimantes, presses Web, etc.) sont en RVB, CMJN ou toute autre combinaison de couleurs.
Cela imite l'œil humain, où nos cônes `` rouges '' sont centrés autour de 565 nm, qui est un jaune verdâtre, par opposition à nos cônes `` verts '' qui sont centrés autour de 540 nm, qui est vert avec juste une teinte de jaune mélangé. Pour en savoir plus sur la façon dont le système de vision humaine et nos caméras créent de la «couleur» à partir de la partie du spectre de rayonnement électromagnétique que nous appelons «lumière», veuillez voir: Pourquoi le rouge, le vert et le bleu sont-ils les couleurs primaires de la lumière?
Il n'y a pas de coupure stricte entre les couleurs du filtre, comme avec un filtre utilisé sur un instrument scientifique qui ne laisse passer qu'une bande très étroite de longueurs d'onde. Cela ressemble plus aux filtres de couleur que nous utilisons sur les films noir et blanc. Si nous utilisons un filtre rouge avec un film noir et blanc, tous les objets verts ne disparaissent pas ou ne semblent pas totalement noirs, comme ils le feraient avec une coupure ferme. Au contraire, les objets verts auront une teinte plus foncée de gris que les objets rouges qui sont tout aussi brillants dans la scène réelle.
Tout comme avec l'œil humain, presque tous les filtres Bayer incluent deux fois plus de pixels «verts» que les pixels «rouges» ou «bleus». En d'autres termes, tous les autres pixels sont masqués par "Vert" et la moitié restante est divisée entre "Rouge" et "Bleu". Un capteur de 20 MP aurait donc environ 10M de pixels verts, 5M rouges et 5M bleus. Lorsque les valeurs de luminance de chaque pixel sont interprétées par l'unité de traitement de la caméra, la différence entre les pixels adjacents masqués avec des couleurs différentes est utilisée pour interpoler une valeur rouge, verte et bleue ( qui correspond en fait à quelque part autour de 480, 530 et 640 nanomètres ) pour chaque pixel. Chaque couleur est en outre pondérée à peu près à la sensibilité de l'œil humain, donc le "Rouge"
Le processus de conversion des valeurs de luminance monochrome de chaque pixel en une valeur RVB interpolée pour chaque pixel est appelé dématriçage. Étant donné que la plupart des fabricants d'appareils photo utilisent des algorithmes propriétaires pour ce faire, l'utilisation de convertisseurs RAW tiers tels que Adobe Camera RAW ou DxO Optics donnera des résultats légèrement différents de ceux utilisant le propre convertisseur RAW du fabricant. Il existe certains types de capteurs, comme le Foveon, qui ont trois couches sensibles aux couleurs empilées les unes sur les autres. Mais les fabricants affirment qu'un tel capteur avec trois couches de 15 MP empilées les unes sur les autres est un capteur de 45 MP. En réalité, un tel agencement donne la même quantité de détails qu'un capteur masqué Bayer conventionnel d'environ 30 MP. Le problème avec les capteurs de type Foveon, au moins jusqu'à présent, a été de moins bonnes performances sonores dans des environnements à faible luminosité.
Alors pourquoi la plupart des appareils photo numériques n'utilisent-ils pas des filtres CYM au lieu des filtres RGB¹? La raison principale est la précision des couleurs telle que définie par la perception humaine des différentes longueurs d'onde de la lumière. Il est beaucoup plus difficile d'interpoler les valeurs de couleur avec précision en utilisant les valeurs des pixels adjacents lors de l'utilisation d'un masque CYM que lors de l'utilisation d'un masque "RVB". Vous abandonnez donc un peu la sensibilité à la lumière pour gagner en précision des couleurs. Après tout, la plupart des photographies commerciales aux niveaux les plus élevés se font soit avec un éclairage contrôlé (comme un studio de portrait où il est assez facile d'ajouter de la lumière) ou depuis un trépied (qui permet des temps d'exposition plus longs pour collecter plus de lumière). Et les exigences des photographes professionnels sont ce qui motive la technologie qui se retrouve ensuite jusqu'aux produits de qualité grand public.
¹ Sauf que les trois filtres de couleur pour la plupart des caméras "RVB" masquées Bayer sont vraiment "bleus avec une touche de violet", "verts avec une touche de jaune", et quelque part entre "jaunes avec une touche de vert" (qui imite le l'œil humain le plus) et «Jaune avec beaucoup d'orange» (qui semble plus facile à mettre en œuvre pour un capteur CMOS).
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Des capteurs cyan magenta jaune ont été créés, ainsi que du cyan vert rouge et quelques autres variantes.
Le problème principal est que même avec des capteurs RVB, il existe un chevauchement important entre la réponse spectrale de chacun des colorants, c'est-à-dire que les pixels "verts" sont sensibles à la lumière rouge et bleue dans une certaine mesure. Cela signifie que les résultats nécessitent des calculs complexes pour obtenir des couleurs précises, les réponses relatives des pixels rouges et bleus adjacents sont utilisées pour juger quelle proportion de la réponse verte était vraiment le résultat de la lumière rouge et bleue.
Avec CMJ, le problème est bien pire. Vous échangez essentiellement l'efficacité lumineuse contre la précision des couleurs. Cela peut être bien pour la photographie astronomique où vous n'avez pas toujours des limites de couleurs nettes, vous pouvez donc réduire le bruit des couleurs en floutant, mais ce n'est pas bon pour la photographie de paysage ou de mode.
Parmi les puces RVB, le choix exact des filtres varie selon le fabricant. Canon utilise par exemple des colorants faibles avec une réponse large afin de chasser les performances en basse lumière, mais les colorants spécifiques utilisés sont également réglés vers des couleurs exigeantes sous un éclairage fluorescent, au profit de l'armée de photographes de sport et de presse qui utilisent des appareils photo Canon.
Sony d'autre part avec l'A900 a essayé de percer le marché de la mode professionnelle en offrant une très grande précision des couleurs. Les matrices de filtres de couleur utilisées dans les dos numériques de format moyen sont réglées pour fournir des teintes de couleur agréables (mais pas nécessairement précises).
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Les raisons pour lesquelles les fabricants d'appareils photo se sont installés sur la baie RGBG Bayer ont probablement plus à voir avec les brevets, la disponibilité et le coût qu'avec la «précision» des couleurs. En principe, tout ensemble de trois couleurs «orthogonales» (pour ainsi dire) appropriées devrait convenir à la reproduction des couleurs. Avec des capteurs et des processeurs plus avancés, cela devrait être encore plus facile.
Je doute de la revendication de précision des couleurs RVB vs CMJ, car les conversions entre RVB et CMJN sont effectuées tout le temps pour l'impression. De plus, avant l'équilibrage des blancs, les couleurs démosaïquées dans les fichiers bruts ne sont en rien proches des couleurs réelles souhaitées. Si les couleurs étaient vraiment "précises", les photographes n'auraient pas à passer autant de temps à corriger les photos.
Les diverses expériences de capteur de Fujifilm (Super CCD, EXR CMOS, X-Trans) démontrent que ce n'est pas parce que tout le monde fait quelque chose d'une manière particulière que c'est nécessairement la meilleure façon de le faire. Kodak a également expérimenté différentes gammes de couleurs , mais elles n'ont pas fait un très bon travail de commercialisation de leur technologie et de leurs brevets.
Le Nikon Coolpix 5700, un appareil photo 5mp vers 2002, semble être parmi les derniers appareils photo à utiliser une gamme de couleurs CYGM . La revue de photographie numérique dit (c'est moi qui souligne) :
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