¿Cómo se comparan los sensores digitales que capturan un color en cada sitio de fotos con los sensores que capturan muchos colores?

Hay diferentes tipos de sensores de cámaras digitales, aquellos sensores que pueden capturar solo un color en cada fotositio y aquellos que pueden capturar más de un color en cada fotositio.

¿Cuál es mejor para la calidad de la imagen y por qué la mayoría de los sensores digitales de las cámaras actuales usan el primer tipo (el que captura solo un color en cada sitio de fotos)?

Y para saber por qué la mayoría de las cámaras usan el tipo Bayer: photo.stackexchange.com/questions/10742/…
@mattdm Leí las dos preguntas y sus respuestas, pero no estoy seguro de si me dicen cuál es mejor para la calidad de imagen. También cubren dos tipos de algoritmos de demostración, creo que hay más (las cámaras Sony capturan cuatro colores) pero no estoy seguro de si son los mismos.
La razón por la que la cuestión de la calidad de la imagen no se responde claramente es simplemente que todavía es una pregunta abierta. ambos planteamientos tienen ventajas y desventajas.

Respuestas (1)

Capturar tres colores por fotosito es, en principio, muy superior a capturar un color e interpolación. Tanto es así que un sensor de tres colores producirá una imagen con un detalle equivalente a un sensor de un color con el doble de píxeles totales.

¿Por qué no tres veces más? Bueno, los canales de color en una imagen no son independientes, sino que están correlacionados entre sí, lo que significa que conocer el valor rojo a menudo le brinda información sobre los valores verde y azul.

Los sensores de tres colores tienen la ventaja adicional de que no se producen artefactos de aliasing de color durante la conversión sin formato, lo que significa que los fabricantes pueden eliminar los filtros antialiasing para mejorar la nitidez.

Sin embargo, en la práctica, los sensores de tres colores tienen problemas con la sensibilidad a la luz, lo que conduce a un rendimiento deficiente con poca luz. Además de esto, existen problemas prácticos/económicos con la producción de sensores de tres colores con alta densidad de píxeles a bajo costo, que es otra razón por la que los sensores de Bayer, a pesar de su aparente inferioridad, han ganado una adopción casi omnipresente.

¿No es el filtro anti-aliasing la principal causa de pérdida de detalle con los sensores de Bayer? (¿En lugar de la cuestión del color por fotositio per se?)
Además, ¿qué pasa con la precisión del color para Foveon, particularmente en ISO más altos?
@mattdm Un sensor Bayer sin filtro AA aún tendrá menos detalles que un sensor Foveon. Las cámaras sin filtro AA a menudo parecen tener más detalles debido al aliasing (que con texturas naturales u orgánicas parece un detalle). Piensa en un sensor Bayer de 12MP que captura una escena con solo objetos rojos, los píxeles azules y verdes no reciben luz, por lo que en realidad solo tienes una imagen de 3MP. Un Foveon de 12MP (36MP en el lenguaje de marketing de Sigmas) obtendría 12 millones de muestras rojas y daría un verdadero nivel de detalle de 12MP.
Pero en fotografía práctica, como usted señala, generalmente hay información correlacionada. Entre eso y la falta de un filtro AA, ¿no es una carrera de caballos bastante reñida?
Sin mencionar que los sensores de Bayer, por razones de participación de mercado e investigación, o de otra manera, parecen tener menos problemas para aumentar la densidad de píxeles, especialmente por el costo. La nueva Nikon D800 es un sensor Bayer de 36 megapíxeles, mientras que el Sigma de primera línea es de 15 megapíxeles, que es 45 megapíxeles en sus términos, pero "solo" equivale a 30 megapíxeles en los términos probablemente más realistas que has dado.
No estoy tratando de discutir aquí, ¡solo creo que hay mucho en la historia!
@mattdm En el caso totalmente no correlacionado (detalle rojo/azul), el Foveon tiene una resolución equivalente a un Bayer con hasta 4x píxeles. En el caso totalmente no correlacionado (objetos negros/blancos/grises), el Foveon no tiene ninguna ventaja. En el caso semi-correlacionado empíricamente se ha demostrado que la ventaja es 2x. ¡Lo cual no es una carrera de caballos reñida en mi opinión! Sin embargo, he ignorado el argumento económico hasta ahora, y es que los sensores de Bayer con una resolución de 2x a menudo siguen siendo considerablemente más baratos que los sensores de Foveon, como usted señala, lo que en términos prácticos los hace mejores.
Estoy de acuerdo en que 2 × no es una carrera reñida. ¿Pero quitar el filtro AA (ya sea solo con el Bayer estándar como en la Leica M9 o la Nikon D800E, o con una nueva gama de colores como la de Fujifilm) no lo hace más cercano?
@mattdm un poco más cerca, sí, pero parte de la ganancia de nitidez percibida al eliminar el filtro AA es en realidad un alias, y luego está la desventaja del muaré de color en las telas. Lo que realmente desea es meter tantos megapíxeles en el sensor que pueda eliminar el filtro AA y agrupar píxeles de diferentes colores si es necesario para obtener un muestreo de color denso estilo Foveon, pero sin la penalización por poca luz o costo enorme. ¡Con la llegada de sensores de cultivo de 24 MP, ese día está cerca!
¿Cómo se comparan los sensores digitales que capturan un color en cada sitio de fotos con los sensores que capturan muchos colores?
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