Pixel

Pixel kalles det enkelte lysfølsomme element på bildesensoren eller brikken i digitalkameraet. De har en regelmessig form og er plassert i loddrette og vannrette rekker på sensoren. I motsetning til filmens lysfølsomme "korn" som er plassert uregelmessig og som består av små sølvhalogenid-krystaller i forkjellige størrelser. Super-CCD sensorene fra Fujifilm er helt spesielle siden de består av pixels formet som åttekanter og er plassert på de kalder man de enkelte lysfølsomme elementer på billedsensoren eller chippen i digitalkameraet. De har en regelmæssig form og er placeret i lodrette og vandrette rækker på sensoren – Helt i modsætning til filmens lysfølsomme „korn“, som er placeret uregelmæssigt og som består af små sølvhalogenid-krystaller i forskellige størrelser. Noget helt specielt er Super-CCD-sensorerne fra Fujifilm. Deres pixel er ottekantede og placeret på i et mønster hvor linjene og rekkene griper inn i hverandre.

Det finnes i hovedsak to ulike sensorer på  markedet, CCD og CMOS. I utgangspunktet er både CCD- og CMOS-sensorer fargeblinde og opptar kun lysstyrken. Hvis det ikke gjøres noen endringer i prosessen blir bildet sort/hvitt.

I digitalfotografiets yngre dager husket man derfor på hvordan det var i analog fotografiets barndom, hvor man allerede lagde fargeopptak, selvom det kun fantes sort/hvitt materiale til opptakene. Trikset består i at man kan mikse alle farger av rød, grønn, og blå, eller med cyan (blågrønn), megenta (rød) og yellow (gul). Hvordan black (sort) kommer inn i bildet i forbindelse med firefargerstrykk, er en helt annen historie, det samme gjelder spørsmålet om man overhodet kan betegne sort som en farge.

Av disse tre eller fire fargene dannes de kjente forkortelsene RGB og CMYK.  "K" passer kun til "black", hvis man bruker ordets siste bokstav i forkortelsen, men noen mener også at "K" står for det engelske ordet"key-plate", på norsk "basisplate", siden de tre trykkplatene til fargene ble tilpasset trykkplaten til sort.

Fenomenet ved at man kan lage alle farger av rød, grønn og blå, utnyttet fotopionerene og tok bilde av samme motiv tre ganger. Først gjennom et rødt, så et grønt og deretter et blått filter. Dermed oppstod det et fargetrykk. Prosjekterte man disse kongurent gjennom passende fargefiltre, fikk man et fargebilde opp på lerretet (og man kan gå utifra at det gikk et "Åh" og "oh" gjennom salen første gang det ble vist frem. 

I de tidlige digitale studiekameraer fulgte man det samme prinsippet, man belyste 3 sensorer gjennom et rødt, grønt og blått filter på samme tid eller en sensor etter den andre gjennom tre filtre, som var montert på et filterhjul. Transformasjonen fra opptak av fargebilder ble ikke lengre gjennomført av en prosjektor, men gjennom en bildeprosessor med tilhørende programvare. I profesjonelle videokameraer kan man stadig vekk finne 3-chip teknologien. I forbindelse med Minolta RD-175 fra 1995 så man også en D-SLR, som var utstyrt men tre sensorer og Dimage RD-3000 fra 1999 var utstyrt med to chips. I dagens marked finner man kun 1-chip modeller blandt kompakt-, system-, og all-in-one kameraer.

De fleste sensorer har enten foran eller på hvert enkelt lille pixel et lite rødt, grønt eller blått filter. Det finnes også CMY-filtrede sensorer. Litt overaskende er det da kanskje at fargefiltrene på en RGB sensor ikke er likt fordelt på de tre fargene, idet 25% er rød, 50% er grønne og 25% blå. Med denne fargefordelingen tilpasses sensoren det menneskelige øye, som er spesielt tilpasset differansieringen av grønne toner.

Fargefiltrene er plassert på en slik måte, at hver røde og blå filtret pixel er omringet av fire grønne filtrede pixel (en ovenfor, en under, en på venstre side og en på høyre side). Denne plasseringen medfører at hver røde pixel er omringet av fire blå filtrede pixel og at hver blå filtrede pixel er omringet av fire rød filtrede pixels. Den andre farge er plassert øverst til venstre, nederst til venstre, øverst til høyre og nederst til høyre. (Se illustrasjon ovenfor)

Denne plasseringen er kjent under navnet Bayer-pattern (bayern-mønsteret). Den sikrer i første omgang, at en pixel opptar 1/3 av den fargeinformasjon, som lyset sender av motivet. De resterende 2/3 utregnes fra fargeinformasjonen fra de omkring liggende pixelene. På tross an denne interpoleringen kan man i de fleste tilfeller regne med en meget presis fargegjengivelse. Det kan alikevel ikke utelukkes at det av og til oppstår problemer, for eksempel når en veldig liten lyskilde kun belyser et pixel og dets fargeinformasjon sendes til bilde. 

Foveon-sensorerne, som per dags dato kun anvendes av Sigma, avviker fra dette. Deres oppbygging minner om oppbyggningen på film. Sagt på en enkel måte, trenger lyset inn i opptaksmaterialet og sørger for røde, grønne, og blå "fargeuttrekk" i forskjellige lag, som tilsammen utgjør et bilde i de riktige fargene. Selvom det her opptas full fargeinformasjon for hver enkelt pixel, så er den ikke helt uten farge gjengivelses problemer. Dette kan spesielt oppleves i forbindelse med himmelblå og plantegrønn.

Bayer-Pattern eller lagoppbygnings sensoren er kun en del av det som har betydning på fargegjengivelsen. Minst like viktig er bildeprosessoren, som innstiller hvitbalansen og utregner de innstilte fargetilpassninger eller fargekorrekturer i bildet. 

Visste du ...
... at det i Tyskland i 2007

• ble fremkalt omkring 4,8 milliarder fargebilder, ut af disse
• ble omkring 700 millioner printet hjemme,
• omkring 800 millioner ble printet i fotokiosker (for eksempel hos fotoforhandlere og  på kjøpesentre)
• omkring 3,3 milliarder ble printet på maskiner i de store fotolaboratorier

CCD står for "Charged Coupled Device". Sensoren omgjør det innfalne lys til elektriske signaler. Det er forskjellige typer. Typen Interlaced eller Video CCD ble opprinnelig utviklet til TV- og videokameraerog fant siden veien til digitalkameraet. Ved denne sensor leses annhver linje under gjengivelse av bilde (altså først 1 - 3 - 5 - 7 osv., deretter 2 - 4 - 6 - 8 osv.) Ved Progressive Scan CCD leses linjene i rekkefølge, noe som har den fordel at sensoren ikke trenger å beskyttes under utlesingen.

CMOS står for"Complementary Metal Oxide Semiconductor". Også denne sensor omsetter lys til elektriske signaler. Informasjonen leses ikke linjevis med pixel for pixel.