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Charakter des Foveonrauschens

Ich bin gerade auf diesen Thread gestossen.
So wie die meisten, die keine SD ihr Eigen nennen (Canon), habe ich mir also die ersten und die letzten 3 Seiten durchgelesen.
Und was da bei mir hängenbleibt ist :ugly:.
Auf der ersten Seite sehe ich derart grauselige Bilder, daß ich direkt froh bin, das die 288 Euro Aktion bei MM so schnell ausverkauft war.
Wer nach der ersten Seite nicht gleich wegklickt, der liest evtl. noch, daß die Bilder auch noch bei Regen (?) gemacht wurden.(Oder habe ich mich da verlesen).
Zurück bleibt bei mir (und anderen vermutlich auch) der Eindruck, mit ISO 1600 kann man keine vernünftigen Bilder mit einer SD machen.
Ist das so? Ich würde sowas als Zweitkamera auch zulegen.
Die Technikseite mal außen vorgelassen, aber da macht ihr hier Negativwerbung für Sigma.
 
...Auf der ersten Seite sehe ich derart grauselige Bilder, daß ich direkt froh bin, das die 288 Euro Aktion bei MM so schnell ausverkauft war.
Wer nach der ersten Seite nicht gleich wegklickt, der liest evtl. noch, daß die Bilder auch noch bei Regen (?) gemacht wurden.(Oder habe ich mich da verlesen)...
Naja, lesen hilft! :evil:

Die Bilder wurden nur gemacht, um foveontypisches Rauschen zu provozieren. (grüner Griesel!). ;)
Ich würde halt gerne begreifen, warum der so aussieht. :cool:

Nur mit solchem Anschauungsmaterial können schließlich alle interessierten Teilnehmer
von der gleichen Ausgangs-Situation her in diesen Thread einsteigen. :grumble:;)

Den Griesel kennst Du als Besitzer einer Bayer-Kamera so ja eher nicht,
denn beim Bayer tritt er in der Regel farbneutraler auf: :cool:

Er ist zwar auch da vorhanden, kommt aber in Begleitung gleich großer Anteile blauen und roten Griesels.
(Ohne Entrauschung natürlich!) :ugly:

Wenn Du im Übrigen glaubst, dass ich Deine Canon nicht genauso quälen könnte,
hast Du Dich geschnitten. :ugly::evil:

Das sind eben keine Alltagsfotos, und ich habe schon in Post #3 darauf hingewiesen,
dass dieser Thread sicher keine Relevanz für den fotographischen Alltag haben wird. :rolleyes:

Schönen Gruß
Pitt
 
Ich bin gerade auf diesen Thread gestossen.
So wie die meisten, die keine SD ihr Eigen nennen (Canon), habe ich mir also die ersten und die letzten 3 Seiten durchgelesen.
Und was da bei mir hängenbleibt ist :ugly:.
Zurück bleibt bei mir (und anderen vermutlich auch) der Eindruck, mit ISO 1600 kann man keine vernünftigen Bilder mit einer SD machen.
Ist das so? Ich würde sowas als Zweitkamera auch zulegen.
Die Technikseite mal außen vorgelassen, aber da macht ihr hier Negativwerbung für Sigma.

Kann man auch nicht. Bei der SD 14 muss man sich immer vor Augen halten, dass es ein Spezialfall ist von einer Firma, die ihr Geld hauptsächlich mit Zubehör verdient. Die SD 14 hat sich für mich als Zusatz gelohnt, weil man damit herrlich IR machen kann.

Bayer kann man wundervoll mit monochromatischem Licht an die Grenze bringen. Oder versuch mal, damit gescheit das auf einer CD sichtbare Spektrum einer Leuchtstofflampe zu fotografieren.
 
Die SD 14 bietet ISO 1600 im normalen Modus gar nicht an. Um ISO 1600 nutzen zu können muss ein erweiterter Modus freigeschaltet werden. Das sollte doch schon alles klarmachen.
 
...dann versuch doch endlich mal zu verstehen, was dort steht, anstatt abstruse Theorien zu entwickeln. ...
...ah ja.

Nun - ich würde sagen wir lassen das Rumtrollen hier. Denk mal über die Vorgänge im PIN-Dioden-Aufbau und dessen Derivaten nach und die Kombination verschiedener Diodentypen / -materialien, mit den sich daraus ergebenden physikalischen Möglichkeiten und ihren Folgen, dann kommt man wahrscheinlich ganz schnell weiter.

Bloße enrgieaustauschtheortische Überlegungen führen da nicht unbedingt zum Ziel, denn Energie wird nicht einfach mal so absorbiert oder in eine andere umgewandelt. Hier wirken noch andere physikalische Faktoren mit. Sehr schnell kommt man dann zu der Fragestellung was sind Photonen eigentlich wirklich ? Wie definiert sich ihre "Energie", ist es nur eine Form der Energie oder gibt es mehrere ? Wenn ja welche ? Wenn es nur eine ist, wie erfolgt dann die Trennung in elektrische Energie und "Verlustwärme" und warum "Verlustwärme" ? Was ist Wärme in diesem speziellen Fall ? Entsteht nur Wärme, also langwelligere Strahlung ? Wie, außer der Energie zum Wasserkochen, kann man andere evtl. ebenfalls entstehende Energieformen nachweisen und ggfs. nutzen ?

Nur weil wir mit Hilfe der Wechselwirkung von Photonen mit "fester Materie" nun Strom, Wärme und photographische Bilder erzeugen können besagt das noch nicht, dass ihre Energie und deren Nutzung endgültig geklärt sind. Wir können immer nur das als geklärt betrachten, was wir momentan messen, berechnen und damit nach unserem derzeitigen Wissensstand erklären können. Von dem, was wir momentan noch nicht sehen oder messen können wissen wir nichts. Also was soll dann Dein Verweis auf Festkörperphysik.

Die beherrscht man bei Foveon offenbar recht gut, sonst würde der Sensor keine Bilder machen. Seine Funktion ist von der theoretischen und der praktischen Seite her (theoretisch, nach bisherigem Wissensstand und einem funktionierenden Sensor für digitale Aufnahmen) nachgewiesen, ebenso wie die Tatsache, daß er aufgrund seines Aufbaus und seiner physikalischen Grundlagen nicht die Ursache für das Rauschen in den Bildern der SD-Kameras sein kann. Dazu ist das in ihm generierbare Rauschen einfach zu niedrig.

Und um das Rauschen in den Bildern und die Klärung der Ursachen hierfür bemüht man sich in diesem Thread. Einen Kontest darüber wer nun welchen Wissensstand in Festkörperphysik aufweisen kann, kann man an anderer Stelle gerne führen. Hier ist er fehl am Platz und Deine Einwürfe machen auf mich nur den Eindruck als wolltest Du Dich hier profilieren.

Wer tiefer in die Materie Einsteigen will findet in diesem Thread inzwischen ausreichend Links und Hinweise mittels derer er sich weiter schlau machen und eigene Überlegungen zu dem Thema anstellen kann.

Gruss,

Browny.
 
Anstatt hier ständig neue Nebelkerzen zu zünden, solltest du endlich mal meine ganz einfache Frage beantworten. Mein Eindruck, dass du außer schlampig zusammen gelesenem Halbwissen nichts zu bieten hast, verfestigt sich.

Foveon- und herkömmliche Bildsensoren bestehen aus Si-Halbleitern und deshalb laufen in beiden die gleichen physikalischen Vorgänge ab. Ein absorbiertes Photon hebt mt einer gewissen Wahrscheinlichkeit (QE) EIN Elektron vom Valenz- in's Leitungsband. Ob das Photon kurz-oder langwellig war, lässt sich (zumindest im bereich von 400-1100 nm) NICHT feststellen. Die Energie des Photons muss nur größer als der Bandabstand in Si sein. Und der Bandabstand ist auch unabhängig davon, ob das ein Foveon oder sonst was ist. Das freigesetzte Elektron diffundiert zu einer "Sammelstelle" und wird so lange dort gehalten, bis das Pixel ausgelesen wird.

Aber um hier wieder etwas mehr On Topic zu werden:

Der Foveon-Sensor rauscht deshalb mehr, weil die Fotodioden im Vergleich zu herkömmlichen Bildsensoren elend klein sind. Beim Foveon wird pro Pixel 3 mal mehr Fläche für Auslesetransistoren verplempert als bei normalen Sensoren. Zusätzlich ist die Filterwirkung der Si-Schichten derart ungünstig, dass man zu allem Überfluss auch noch ein "globales" Filter braucht, um eine halbwegs brauchbare Farbwiedergabe hinzubekommen. Die starke Überlappung der Spektralbereiche führt zu komplexeren Koeffizienten für die Umwandlung in RGB-Werte, womit auch der erhöhte Rechenaufwand erklärt ist.

Noch Fragen?
 
Mir erschliesst sich derzeit nicht, was der TO da eigentlich zeigen will. Die Farben sind grauslig, aber das schiebe ich mal auf die Beleuchtung und möglicherweise handwerkliche Fehler.
Der Threadstarter behauptet, daß der Sensor ~10Blendenstufen hat, und eine Grundempfndlichkeit von ~70ASA.
Dies würde erklären, warum er bei 100 mit bereits leichter Untersteuerung bereits rauscht.
Weiterhin wird bei höheren ISO anscheinend alles über Software geregelt,
und der Sensor NICHT amders eingestellt ;-(

Experten?
Wenn auf dem Sensor kein programmierbarer Verstärker vorhanden ist, dann kann man am Sensor selbst auch wenig einstellen. Der Verstärkunsgfaktor der Puffer auf dem Sensor hängt etwas von den Versorgungsspannungen ab, aber das wird einmal optimiert und dann nicht mehr verändert.

Normalerweise (d.h. in richtigen Kameras) sitzt zwischen Sensor und ADC eine analoge Schaltung zur Signalaufbereitung, bestehend aus Clamp-und-Sample, Baseline Restoration und Programmable Gain Amplifier (PGA). Solche Building Blocks kann man fertig kaufen oder diskret aufbauen.

Durch den PGA kann man den ISO-Wert direkt beeinflussen, hohes Gain bedeutet auch hohen ISO-Wert. Durch den PGA kann man den Dynamikbereich des Sensors an den des ADCs anpassen. es gibt sensoren, die haben eine Dynamik von 70.000e (full well) zu 5e (Ausleserauschen), entsprechend ca. 14 Bit. Wenn allerdings bei niederen ISO die Dynamik eh schon schlecht ist, kann man das auch per SW machen. 10 Blenden entsprächen einem Dynamikumfang von 1000, ein 12-bit-ADC hätte also noch Reserven. Berauschend.
 
Die Frage an die Experten hier also:
Kostengründe oder grundsätzliche Konstruktionsproblematik?
Wenn dem so sei, kann man dann zukünftig überhaupt was machen hardwareseitig oder MÜSSEN sich die Sigmachefs zukünftig nur noch Softwarespezialisten einkaufen?
 
Fakt ist doch, keiner weiß etwas genaues außer Sigma und Foveon. Wenn der Chip wirklich nur diese Grundempfindlichkeit hat ist es doch erstaunlich das über die Software so viel rausgeholt werden kann. Wenn also an der Grundempfindlichkeit etwas verbessert werden kann und eine vernünftige Signalverstärkung eingebaut ist sollte im ISo Bereich nach oben einiges möglich sein. Vieleicht ist es ja diese Verbesserung + schnellerer Bildprozessor was die SD15 ausmacht. Wir werden sehen. Die SD14 können wir nicht mehr ändern. Sie ist so wie sie ist.

Gruß Sven
 
...

Foveon- und herkömmliche Bildsensoren bestehen aus Si-Halbleitern und deshalb laufen in beiden die gleichen physikalischen Vorgänge ab. Ein absorbiertes Photon hebt mt einer gewissen Wahrscheinlichkeit (QE) EIN Elektron vom Valenz- in's Leitungsband. Ob das Photon kurz-oder langwellig war, lässt sich (zumindest im bereich von 400-1100 nm) NICHT feststellen. Die Energie des Photons muss nur größer als der Bandabstand in Si sein. Und der Bandabstand ist auch unabhängig davon, ob das ein Foveon oder sonst was ist. Das freigesetzte Elektron diffundiert zu einer "Sammelstelle" und wird so lange dort gehalten, bis das Pixel ausgelesen wird.
Ok, dann sind die einzelnen Subsensoren also grundsätzlich erst mal wieder farbenblind. ;)

Es werden die Farben also lediglich über die unterschiedliche Photonensättigung
in den diversen Tiefen des Siliziums ermittelt. :)

Das hatten wir ja schon mal ganz am Anfang,
aber dann brauchen wir jetzt ja auch wieder bei ein Verrechnungsmodell,
ähnlich dem, das ich schon mal ganz am Anfang gepostet hatte,
nur diesmal halt mit gleichen Sensorgrößen in allen Etagen. :rolleyes:

Aber um hier wieder etwas mehr On Topic zu werden:

Der Foveon-Sensor rauscht deshalb mehr, weil die Fotodioden im Vergleich zu herkömmlichen Bildsensoren elend klein sind. Beim Foveon wird pro Pixel 3 mal mehr Fläche für Auslesetransistoren verplempert als bei normalen Sensoren.
Das würde ja zum Beispiel dann entschärft,
wenn diese Logik auf die Schattenseite des Sensors verlegt würde, :rolleyes:
Zusätzlich ist die Filterwirkung der Si-Schichten derart ungünstig, dass man zu allem Überfluss auch noch ein "globales" Filter braucht, um eine halbwegs brauchbare Farbwiedergabe hinzubekommen. Die starke Überlappung der Spektralbereiche führt zu komplexeren Koeffizienten für die Umwandlung in RGB-Werte, womit auch der erhöhte Rechenaufwand erklärt ist.
Das mit den globalen Filter verstehe ich jetzt ehrlich gesagt nicht.
Du meinst ja wohl nicht UV und IR-Filter?
Ich tippe mal auf einen mathematischen in Software? :cool: :rolleyes:
Jede Menge! :evil:

Schönen Gruß
Pitt
 
Anstatt hier ständig neue Nebelkerzen zu zünden, solltest du endlich mal meine ganz einfache Frage beantworten. Mein Eindruck, dass du außer schlampig zusammen gelesenem Halbwissen nichts zu bieten hast, verfestigt sich. ...
...ach so :top: !

Jetzt fängt´s langsam an peinlich zu werden. Offenbar ignorierst Du alles, was in dem Thread bisher gepostet wurde.

Deine Simplifizierung des Aufbaus und der Vorgänge zum Foveon X3 Sensors ist lächerlich. Der Aufbau und die Funktionsweise des Sensors wurden hier bereits gründlich abgearbeitet. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass er eben nicht wie ein "normaler" Photonensammler zur Energiegewinnung oder wie ein CFA-Sensor arbeitet.

Deine prinzipielle Erklärung zur Wechselwirkung zwischen Photonen und Elektronen in halbleitenden Materialien ist eine physikalische Grundlage die hier bereits mit dem ersten Posting zur Funktion der spektralselektiven Doppeldiode erklärt wurde.

Deine einfachen Vorstellungen von der Wirkungsweise photographischer Bildaufnehmer lassen Dir offenbar keine andere Wahl, als in der gezeigten Art zu reagieren.

Erstens sind die 3 Sensoren des X3-Sensor sehr wohl wellenlängensensitiv (unterschiedliche Schichtdicken der 3 Sensoren für R,G und B mit unterschiedlich grossen Bandlücken) und zweitens wird der Effekt unterschiedlicher Eindringtiefe der Spektralanteile des Lichts in Silizium, der bereits sehr weit an der Oberfläche stattfindet, genutzt.

Weiterhin hat der Foveon X3-Sensor eine Pixel-Pitch von 7,8µm. Damit hat jede seiner einzelnen lichtempfindlichen Zellen eine Fläche 60,84µm² im Vergleich zu 20,61µm² Pixelfläche des Bayer-Sensors einer EOS 450D (Pixel Pitch 5,1µm) beispielsweise.

Dein "globales Filter" solltest Du einmal etwas genauer beschreiben, sowohl in Aufbau, wie auch in Wirkungsweise. Vorteil des Foveon X3-Sensors ist eben die Tatsache, dass er aufgrund seines Aufbaus auf eine "Filterung" des Lichts völlig verzichten kann.

Einzig erforderliches Filter ist ein steilflankiges UV-IR Filter (ein Bandpassfilter also, mit sehr niedrigen Verlusten und hohem Wirkungsgrad) im Strahlengang, welches bei den Sigma-Kameras sinnvollerweise auch noch als Staubschutz dient. Wogegen der CFA-Sensor zusätzlich zu seinen GRGB-Farbfiltern sowohl IR-, als auch Antialiasing-Filter braucht.

Alles nach der Gewinnung der digitalen Bildinformation durch Sensor und A/D-Converter kann sich logischerweise nicht mehr auf die Empfindlichkeit des Sensors auswirken.

Der Prozess der Signalverarbeitung gestaltet sich beim X3-Sensor ebenfalls einfacher, als beim CFA-Sensor.

Anhang anzeigen 684289

Deine Ansichten hierzu sind - entschuldige - recht einfach und zeigen, dass Du Dich mit der Materie Foveon X3-Sensor sehr wenig auseinandergesetzt hast.

Gruss,

Browny.
 
Einzig erforderliches Filter ist ein steilflankiges UV-IR Filter (ein Bandpassfilter also, mit sehr niedrigen Verlusten und hohem Wirkungsgrad) im Strahlengang, welches bei den Sigma-Kameras sinnvollerweise auch noch als Staubschutz dient. Wogegen der CFA-Sensor zusätzlich zu seinen GRGB-Farbfiltern sowohl IR-, als auch Antialiasing-Filter braucht.

Äh ja klar. Warum eigentlich? Das Teil kann doch einzelne Wellenlängen erkennen, warum erfasst der nicht einfach alles und ignoriert Infrarot in der Auswertung? Oder besser noch, liefert mir ein Mehrkanal-TIFF als RAW mit zusätzlich 700-900?


Warum steht da drin was von RGB, wenn das Ding doch einzelne Wellenlängen erfassen kann...?
 
...

Foveon- und herkömmliche Bildsensoren bestehen aus Si-Halbleitern und deshalb laufen in beiden die gleichen physikalischen Vorgänge ab....

dass du mal ein wenig mehr geschrieben hast,find ich gut:top:

aber so ganz schlüssig sind deine ansichten nicht.
doppeldioden bestehen auch aus silizium und funktionieren nicht,wie herkömmliche sensoren.
der hinweis auf das material alleine ist kein kriterium für die funktionsweise.

Ob das Photon kurz-oder langwellig war, lässt sich (zumindest im bereich von 400-1100 nm) NICHT feststellen.

es werden handelsüblich wafelength-dioden angeboten,die einen viel kleineren spektralbereich messen.
du hast doch selber den link auf das patent der wellenlängen-dioden gegeben und jetzt negierst du deren existens:rolleyes:

noch mal den kernsatz des patents und einer übersetzungsvariante von mir

Therefore, since the difference in conductivities of the two diodes is a function of the wavelength of the incident light, as the wavelength changes, the difference between changes in the conductivity of the two diodes, divided by the sum of the changes in conductivity, is a function which is a single-valued function of the wavelength of the incident light and which is independent of the intensity of the incident light.

A measuring circuit connected to the double-layer diode provides a direct reading of the wavelength.

deshalb ist,weil unterschiede in der leitfähigkeit der beiden dioden von der wellenlänge abhängen,wenn sich die wellenlänge ändert,die differenz der unterschiedlichen leitfähigkeiten,dividiert durch die summe der veränderungen der leitfähigkeit,eine einwertige funktion der wellenlänge...

na gut,über diesen satz kann ich eine stunde grübeln und trotzdem fehlt mir die vorstellung.
aber klar ist,dass so ein diodensystem wellenlängen messen kann.
natürlich nicht die werte einzelner photonen.
die doppeldioden sind in der lage,aus einem gemessenen spektralbereich einen wert auszugeben,der für eine bestimmte wellenlänge steht.
von diesen systemen haben wir je drei pro foveon-pixel und somit drei mehr oder wenig stimmige werte für rgb.

Der Foveon-Sensor rauscht deshalb mehr, weil die Fotodioden im Vergleich zu herkömmlichen Bildsensoren elend klein sind.

sonst hast du gut fundierte erklärungsansätze,aber bei der rauschproblematik begibst du dich scheinbar auf dir fremdes terrain.
die sensoren(lichtsensitive fläche) sind größer,als bei einem herkömmlichen > 5mp cmos-sensor.

Beim Foveon wird pro Pixel 3 mal mehr Fläche für Auslesetransistoren verplempert als bei normalen Sensoren.

ja,aber verteilt auf 3 ebenen.die ausleseelektronik befindet sich,zumindest beim cmos modell immer direkt beim sensor.

Zusätzlich ist die Filterwirkung der Si-Schichten derart ungünstig, dass man zu allem Überfluss auch noch ein "globales" Filter braucht, um eine halbwegs brauchbare Farbwiedergabe hinzubekommen.

die eindringtiefe der spektralanteile in si ist genau definiert.
über eine filterwirkung im sinne von verlusten von lichtenergie kann man diskutieren.
ansonsten hört sich deine argumentation teilweise ein wenig voreingenommen an.
ich glaube,du bist kein anhänger der foveon-idee.

grüße
 
Zuletzt bearbeitet:
Äh ja klar. Warum eigentlich? Das Teil kann doch einzelne Wellenlängen erkennen, warum erfasst der nicht einfach alles und ignoriert Infrarot in der Auswertung? Oder besser noch, liefert mir ein Mehrkanal-TIFF als RAW mit zusätzlich 700-900?

... weil jeder Sensor eine gewisse Bandbreite aufweisen muss um das gesamte Spektrum sichtbaren Lichts mit verwertbaren Pegeln zu erfassen.

Warum steht da drin was von RGB, wenn das Ding doch einzelne Wellenlängen erfassen kann...?
... weil RGB der Arbeitsfarbraum der PC- / Mac-basierten EBV-Software ist (AdobeRGB, sRGB etc).

Es gibt Produzenten von Industriekameras welche den Sensor ganz gezielt für spezielle Anwendungen einsetzen und dort andere Farbräume (z.B. HSL) nutzen. RGB ist Standard in der digitalen Photogrphie.

Gruss,

Browny.
 
Zuletzt bearbeitet:
Der Chip ist doch bereits im Einsatz.
In der DP1.

Was hat´s gebracht?
Minimalstergebnisse.
Etwas mehr Geschwindigkeit, etwas weniger Rauschen, das war´s dann auch schon.
Sigma/Foveon geht das ganze wieder nur von den Symptomen her an, als die Ursache zu verbessern/verändern.

Warum nur?

Kann es sein, daß der X3 an sich gar nicht mehr gross weiterzuentwickeln ist?
 
na isses...
auszug aus der beschreibung der von fujitsu entwickelten prozessorgeneration

... the MB91680A-T model is also compatible with the cutting-edge Foveon X3 CMOS sensor developed by US-based Foveon Inc. and 3CCD technology found in high performance video cameras.

...ich glaube kaum,dass der output von 3ccd video-kameras(3 getrennte aufnahmesensoren/rgb)dem output ähnelt,den die vertreter des luminanz-verrechnung-modells dem foveon zuschreiben.
vielmehr wird es doch wohl so sein,dass der output jeder messebene des foveon dem eines farbspezialisierten sensors aus 3 sensoren-kameras gleichkommt,weil die art der signale die gleiche ist,nämlich informationen über eine farbe und nicht über eine luminanz.
zugegebenermaßen hat das 3 sensoren modell den vorteil,dass hier lediglich luminanzen gemessen werden und für die farberfassung einfache filter und keine aufwendigen doppeldioden verbaut werden müssen.
die engine für 3layer-video-kameras addiert die signale,beim luminanzmodell müßten die daten des foveon subtrahiert werden.würde also von daher nicht zusammen passen.
ich finde diesen aspekt ganz interessant für die diskussion.
grüße
 
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