Ein Bilderfassungssystem, dem Sie vertrauen können. Jetzt mehr als je zuvor.

Kein weiterer monochromer Sensor mit Farbfiltern

Als Bildsensor in fast allen Digitalkameras, mit Ausnahme von Sigma Kameras, kommt ein Sensor mit Farbfiltergitter (Color Filter Array – CFA) zum Einsatz. Er erkennt die Lichtintensität, jedoch keine Farben. Das CFA, das über den lichtempfindlichen Fotodioden des Sensors liegt, ist ein Mosaik aus roten, grünen und blauen (RGB) Filtern in einer schachbrettartigen Anordnung. Daher erfasst jede Fotodiode, die einem Pixel entspricht, immer nur eine der drei Grundfarben.

Bei dieser Art der Aufzeichnung sind bei einem 15MP CFA Sensor 7.500.000 Pixel für grünes Licht vorgesehen und jeweils 3.750.000 für rotes und blaues Licht.

Folgerichtig würde dieses Schachbrettmuster ein seltsames Bild erzeugen, so dass ein sogenannter Farbinterpolationsprozess angewandt wird, bei dem Farbinformationen benachbarter Pixel verrechnet werden.

Beispielsweise erhält ein grüner Pixel Farbinformationen von einem angrenzenden blauen und roten Pixel, und so weiter.

Der CFA-Sensor beruht auf der Grün-Sensibilität des Auges.

Warum ordnet ein Farbfiltersensor grünem Licht doppelt so viele Pixel zu wie rotem oder blauem? Weil das Auge besonders empfindlich für grünes Licht ist (Abb.1). Die menschliche Wahrnehmung hängt überwiegend von Wellenlängen im grünen Bereich ab, um feine Details und Helligkeitsunterschiede wahrzunehmen.

Die drei Diagramme in Abbildung 2 weisen alle den gleichen Kontrast auf. Achten Sie darauf, wie der grüne Hinter-grund die feinen Details deutlicher macht. Die meisten Digitalkameras machen sich diese Eigenheit des mensch-lichen Auges zunutze. Indem sie im Verhältnis mehr grünes Licht einfangen, kommen sie mit weniger roter und blauer Information aus. Durch diese clevere Lösung kann sogar ein monochromer Bildsensor dazu genutzt werden, hochwertige Farbbilder zu erzeugen.

Was ist also das Problem? Obwohl es stimmt, dass unser Auge am sensibelsten für Luminanzinformationen im grünen Bereich ist (Schärfe und Kontrast), sehen wir auch blaue und rote Chrominanzinformationen (Farbigkeit). Die ungleiche Behandlung dieser Farben durch einen CFASensor erzeugt ein Missverhältnis zwischen der Luminanz und der Chrominanz seiner fotografierten Bilder.

Ein einzigartiger, innovativer Direktbildsensor

Anders als bei CFA-Sensoren, benutzt der Bildsensor in Sigma's Digitalkameras drei Schichten von Fotodioden, um die ganze Fülle der roten, grünen und blauen Lichtinformation einzufangen und ist damit das erste und einzige Vollfarben Bildaufzeichnungssystem der Welt.

Seit Einführung der ersten Generation von Digitalkameras im Jahre 2002, steht Sigma's unerschütterliches Bekenntnis zu dieser einzigartigen Technologie.

Alle Pixel erfassen alle RGB-Farben

Dies bedeutet, dass ein Direktbildsensor mit 15.000.000 Pixeln in der Lage ist, die vollständige rote, grüne und blaue Farbinformation, so wie sie ist, an jedem Pixelort zu erfassen.

Anders ausgedrückt, alle 15.000.000 Pixel können auf alle drei RGBGrundfarben, die durch das Objektiv fallen, reagieren.

Es ist weder notwendig, rot, grün und blau auf einem Raster zu verteilen, noch muss man Farbinformationen während der Bildverarbeitung erzeugen oder unterdrücken.

Dieses Vollfarbenerfassungssystem ist grundsätzlich in der Lage, wirklichkeitsgetreue Luminanz und Chrominanz, entsprechend ihrem tatsächlichen Anteilen, wiederzugeben.

Da typische fotografische Motive eine Unmenge an Farbinformationen enthalten, sind wir von Sigma überzeugt, dass das Ausräumen jeglicher Unstimmigkeiten zwischen Luminanz und Chrominanz ein wichtiger Schlüssel zu fotografischem Naturalismus ist.

Alle Pixel erfassen alle RGB-Farben

Und noch etwas: Farbfiltergitter sind anfällig für Störmuster (Moiré). Dieses Problem entsteht bei Interferenz (Überlagerung) sich wiederholender Muster feiner Linien im Motiv mit dem Mosaikmuster des Farbfiltergitters. Moiré wird üblicherweise durch den Einbau eines Tiefpassfilters vor dem Bildsensor unterdrückt.

Ein Tiefpassfilter bewirkt, dass hohe Lichtfrequenzen, welche feine Details beinhalten, herausgefiltert werden. Dies verhindert Interferenzen und somit auch Moiré.

Es beeinträchtigt jedoch gleichzeitig die Auflösung und Bildschärfe. In Anbetracht dieses Kompromisses, verwenden einige Kameras CFA-Sensoren ohne einen Tiefpassfilter und nehmen dabei die unvermeidbaren Moirémuster für ein schärferes Bild in Kauf.

Da Sigma's Direktbildsensor keine Farbfilter nutzt, braucht er auch keinen Tiefpassfilter zur Vermeidung von Moiréeffekten.

Der Direktbildsensor erfasst das scharfe Bild, wie es vom Objektiv kommt, ohne jeglichen Verlust. Als führender Objektivhersteller mit einem kompromisslosen Anspruch an fotografische Bildqualität, glauben wir von Sigma, dass das ideale Bildaufzeichnungssystem eines ist, welches die gesamte Farbinformation an jedem einzelnen Pixelort erhält.

Reine Farbe, reines Licht: nicht mehr und nicht weniger

In Digitalkameras, die einen Farbfiltersensor benutzen, wird nur eine Farbe pro Pixelort erfasst. Um die volle Farbpalette aus diesen Einfarbenpixeln zu erhalten, ist eine Farbinterpolation notwendig. In den vergangenen Jahrzehnten wurden die Farbinterpolationsalgorithmen wesentlich verbessert, weshalb Interpolationsfehler in heutigen Digitalkameras selten einen Grund zur Sorge darstellen.

Dennoch kann Lichtinformation, die im Erfassungsprozess verloren geht, niemals perfekt rekonstruiert werden. Ein solcher Standardansatz kann also nie das Versprechen wirklich natürlicher Bilder einlösen. Im scharfen Gegensatz dazu, verwendet Sigma's Direktbildsensor keine Farbinterpolation und erleidet somit auch keins der damit zusammenhängenden Probleme.

SIGMAS Technologie erzeugt naturgetreue Farbbilder, ohne die Notwendigkeit, Informationen hinzuzurechnen. Das ist der Grund, weshalb die Atmosphäre einer Szene mit einer Digitalkamera von Sigma so lebendig auf Fotos eingefangen wird. Und dies spiegelt Sigma's Politik der Integrität der Bildinformation wider – das reine Bild zu erzeugen.

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