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Foveon

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Nach meinem ersten, weniger zufriedenstellenden Versuch mit einer Digitalkamera habe ich mich nach anderen Modellen umgesehen und mich in die Materie eingelesen (schlechte Idee). Mir fiel an vielen Modellen auf, dass auf der 1:1-Zoomstufe immer ähnliche Artefakte zu sehen waren, die Schriften die Schärfe nahmen und Strukturen - wie etwa ein Gitter oder eine verputzte Wand - verwaschen liessen.

Was mir bis dahin noch nicht bewusst war, ist, dass eine Digitalkamera keineswegs wie die Umkehrung eines Bildschirms funktioniert. Der Bildschirm hat pro Pixel drei Subpixel, die jeweils eine Farbe Rot, Grün, Blau darstellen. Ergo dachte ich, habe jedes Pixel einer Kamera drei Unterpixel, die Rot, Grün und Blau einfangen - aber weit gefehlt!

Statt dessen besteht der lichtempfindliche Chip herkömmlicher Modelle aus lauter quadratischen Pixeln, die nur Helligkeitsunterschiede wahrnehmen können. Um dennoch Farben aufnehmen zu können, sind jeweils vier in einer 2x2-Matrix angeordneten Pixeln drei Filter vorgeschaltet: zwei grüne, ein roter und ein blauer. Diese Matrix wird Bayer-Matrix genannt.

Das fertige Bild wird generiert, indem jeder einfarbige Wert eines Pixels mit den Werten seiner andersfarbigen Nachbarn kombiniert wird, davon ausgehend, dass eine grössere Fläche der gleichen Farbe besteht.

Bei harten Kanten produziert der Algorithmus aber zwangsläufig Fehler, da er auf Pixel zugreift, die mitunter eine ganz andere Helligkeit besitzen. Zudem ist das System anfällig für das bekannte Farbrauschen. Das Farbrauschen wird dann wieder wettgemacht durch zusätzliche Filter, die aber wieder Details zerstören.

Der Sensor von Foveon stellt einen neuen Ansatz dar. Sichtbares Licht hat, so haben die Entwickler erkannt, eine unterschiedliche Eindringtiefe in Silizium. Es liegt daher nahe, drei Siliziumebenen hintereinanderzustapeln und zu registrieren, welches Licht wo ankommt.

Als Lohn der Arbeit erzeugt der Foveon Bilder, die ohne das typische Farbrauschen daherkommen. Und nicht nur das, weil der Foveon ja auch jeden seiner Pixel effektiv nutzt, und nicht später Informationen herbeizaubern lässt, sind Details sehr viel klarer. Gerade körnige Details, wie etwa die Eingangs erwähnte Putzstruktur, werden bei herkömmlichen CCDs als Kollateralschäden von den beteiligten Algorithem getötet. Ich habe gewisse Probleme damit, wenn Software Informationen herbeizaubern muss.

Abschliessend habe ich mir noch den Spass gemacht und einen "Digitalkamera-Simulator" programmiert.


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