흑백 물리적 필터가 있습니까?

소프트웨어 효과 / 필터링을 사용하지 않고 카메라가 흑백 사진을 만들 수있는 물리적 필터가 있는지 궁금합니다.

아니.

들어오는 빛을 완전히 "채도를 떨어 뜨릴 수있는"물리적 필터를 만들 수 없습니다.

후 처리없이이를 달성 할 수있는 유일한 방법은 필름 / 센서 수준입니다.

내가 조금 형이상학적인 동안 나를 용서하십시오. 우리가 이해하는 "색상"은 우주에서 어떤 것의 실제 속성이 아닙니다. 그것은 우리의 비전 시스템에 의해 만들어진 것입니다. 눈과 뇌의 복잡한 상호 작용입니다. 그것은 "독 열매를 먹지 마라", "풀에서 호랑이를 보아라", 그리고 더 최근에는 "차량을 교차로에서 멈춘다"와 같은 것들에 유용합니다.

이 의미는 무엇인가에 기반 인 다른 재료의 분산, 반사, 다른 방법으로 빛의 다른 파장을 흡수 : 실제 우주에있는 개체의 속성. 우리의 눈에는 다른 파장의 빛에 대해 다른 감도의 수용체가 있으며, 비전 시스템은이를 우리가 색이라고 부르는 것으로 해석합니다.

색상 자체는 다양한 방식으로 생각할 수 있습니다. 이 상황에서 도움이되는 한 가지 방법은 색도 및 휘도 로 세분화하는 것입니다. 휘도는 기본적으로 "밝기"이고 색도는 ... 다른 색상은 — 색조 (빨강, 주황, 노랑, 녹색, 파랑 ...)입니다. ) 및 채도 또는 화려 함. 이런 식으로 색의 개념을 나누는 것은 우리의 정신 모델과 잘 작동하지만 실제로 물리적 우주로 즉시 번역 할 수는 없습니다.

검은 색과 흰색의 결과 필터는 때문에 "흑백"사진은 기본적으로 어떤이의, 색도를 필터링 만 휘도를 통과 할 필요가 있다 다른 모든 '색 물건 "없이 밝기의 단지 기록 - .

그러나 나는 그것을 할 수있는 방법을 모른다. 우리가 일반적으로 사용하는 필터 종류와 비슷한 것으로는 가능하지 않습니다. 이들은 단지 블록 중 특정 파장 (컬러 필터 나 UV 또는 적외선 필터의 경우), 또는 일반적으로 작은 정도로 모든 파장 (중성 밀도 필터의 경우)를. 흑백으로 변환 된 "필터"는 실제로 파장을 필터링하지 않고 어떤 방식으로 ( 파장이 없는 광은 ... 어두우 므로) 파장을 변환해야 합니다. 여기에는 아마도 일종의 비선형 메타 물질 이 포함될 것이며 , 고등학교 수준의 물리학 지식으로는 설명 할 수있는 것이 없습니다. 그리고 모든 다른 파장을같은 파장이거나 무작위로 산란하여 결과적으로 백색광이됩니다. 이것은 아마도 터무니없는 것 같습니다. 가능하더라도 결과는 카메라에 부착하여 가지고 다닐 수있는 것이 아닐 것입니다.

한편, 밝기 만 확실히 기록 할 수 있습니다 . 이것이 흑백 필름의 역할이며 실제로 디지털 포토 사이트의 기능이기도합니다. 기본적으로 밝기 측정에 불과하지만 오늘날의 디지털 카메라는 필터를 사용하여 특정 파장에서만 밝기를 기록하고 파랑, 녹색 및 빨강을 별도로 측정합니다. (이것은 휴먼 비전의 작동 방식과 거의 일치하므로 다시 결합하여 풀 컬러 이미지를 만들 수 있습니다.) 이러한 필터없이 만든 카메라 중 하나 (예 : Leica M Monochrom)가있는 경우 검정 및 흰색 이미지.

물론, 다른 접근법은 하나의 특정 파장을 제외한 모든 것을 걸러내는 것 입니다. Jerry Coffin의 대답 이나 거의 단색의 나트륨 증기 빛과 관련된 다른 질문 에서 이것을 볼 수 있습니다 . 그것은 흑백보다는 흑백입니다. 그러나 당신이 원할 수도 있습니다. 물론, 아주 많은 빛, 다른 단점 밖으로 삭감은 또한 밖으로 인하 있다는 것을 밝기 수준을 다른 색상 - 당신이 것 때문에 단지 다른 그늘의 녹색 분산 (또는 무엇이든 선택한 색상)과 뉘앙스를 참조 색상이 전혀 등록되지 않습니다.

모든 색상은 소프트웨어 처리의 결과입니다. 만 건 센서 그것이 할 수있는 필름 또는 반도체 들어오는 광자 수에 응답하여 변화 상태이다. 디지털 카메라에는 컬러 필터가 있지만 감지 픽셀로 전달되는 파장을 제한하기 만하면됩니다. 각 픽셀의 출력은 단순히 전자의 묶음이며 전압으로 변환되어 디지털 숫자로 측정 및보고됩니다.
그 숫자를 해석하는 방법은 전적으로 귀하에게 달려 있습니다. 몇 가지 예 :

RAW 파일을 R 또는 MATLAB과 같은 수학 도구에로드하면 배열의 숫자 값을 기반으로 단색 이미지를 생성 할 수 있습니다.

RGB 파일을 비슷하게로드하십시오. "R, G, B"레이어로 태그가 지정된 동일한 크기의 숫자 배열 3 개로 구성됩니다 (일반적으로). 각각의 단색 이미지를 생성하거나 컬러 이미지로 결합하기 전에 각 레이어에 원하는 색조 및 색도를 지정할 수 있습니다.

다시 한 번 이해해야 할 중요한 점은 디지털 데이터 처리를 통해 또는 현상 제 화학 물질을 사용하거나 흑백 인쇄 용지를 사용하여 카메라와 센서를 사용하여 카메라와 센서가 색상에 대해 아무것도 아는 것이 아니라는 원래의 질문에 오류가 있다는 것입니다. 데이터를 처리하는 방법 (디지털 또는 아날로그)입니다.

물리적 필터를 추가 할 수는 없지만 물리적 필터를 제거 하여 모든 디지털 카메라를 엄격하게 흑백 카메라로 변환 할 수 있습니다 .

모든 DSLR의 실제 센서는 색상에 대해 전혀 알지 못합니다. 각 픽셀은 민감한 모든 파장의 총 광도를 기록합니다. 색상이 도입되는 방식 은 기본적으로 각 픽셀마다 다른 색상의 유리 조각 인 Bayer 필터 를 추가하는 것입니다 . 이제 일부 픽셀은 파란색 만, 다른 픽셀은 빨간색 만, 나머지는 녹색 만 볼 수 있습니다.

Bayer 필터 를 제거 하면 일부 사람들이 실제로 한 것처럼 카메라가 흑백으로 돌아갑니다 .

아니.

각 컬러 카메라에는 디지털 카메라의 픽셀, Foveon 센서의 픽셀 레이어, 컬러 필름의 레이어 등 세 가지 유형의 민감한 재질이 있습니다. 이미지가 흑백이면 모든 유형의 입사광에 대해 일정한 색도로 응답이 생성되며 다른 색도를 생성하도록 설계 되었기 때문에 불가능합니다.

이론적으로는 가능하지만 일반적으로 실용적이지는 않습니다.

이를 위해서는 센서가 감지 한 (보통) 3 가지 색 중 하나만 영향을받는 지점까지 통과하는 빛을 제한하는 비교적 좁은 대역 통과 필터가 필요합니다 (적어도 눈에 보이는 정도까지). 촬영 한 사진에 미치는 영향).

이러한 협 대역 필터는 내장되어 있으며 정기적으로 사용됩니다. 예를 들어, 필터는 광섬유를 통해 여러 신호를 동시에 보내는 데 사용되는 웨이브 분할 멀티플렉싱에서 정기적으로 사용됩니다. 송신단에서는 다수의 신호를 수신하고 각 신호를 단일 색상의 빛으로 인코딩 한 후 송신하기 전에 함께 혼합합니다.

수신 측에서는 동일한 수의 좁은 대역 통과 필터를 통해 해당 빛을 통과시켜 원래 데이터 스트림을 재구성 할 수 있습니다.

왜 실용적이지 않은지 두 가지 이유가 있습니다. 우선, 이러한 필터는 상당히 크고 비쌀 수 있습니다. 둘째, 통과되는 좁은 대역을 얻을 때 (사진 목적에 더 중요 할 수도 있음) 일반적으로 통과 대역에서도 상당한 양의 감쇠를 얻습니다. 다시 말해서, 원하지 않는 빛을 제거하는 것과 더불어, 일반적으로 원하는 많은 빛을 잃게됩니다.

일반적인 카메라에서는 3 가지 색상의 센서 만 처리하며 스펙트럼에서 꽤 넓게 분포합니다. 1) 사람들의 눈이 일반적으로 가장 민감한 범위이고 2) 일반적인 센서에서 빨간색 또는 파란색 센서 우물보다 두 배나 많은 녹색 센서 우물이 있기 때문에 일반적으로 녹색광을 유지하려고합니다.

천문학 자들은 또한 상당히 규칙적인 방식으로 상당히 좁은 대역 통과 필터를 사용합니다. 구체적으로, 한 유형의 방출 성운은 삼중 ​​이온화 산소 (일명 "산소 III")로 인해 빛을 방출합니다. 방출되는 빛은 496nm와 501nm에 있으며, 둘 다 녹색 범위의 중간에 가깝습니다.

따라서 필터를 삽입하여 해당 파장의 빛만 통과시키고 본질적으로 다른 모든 것을 중지하면 빛을 감지하는 데 사용되는 카메라 / 센서 / 필름에 관계없이 순수한 흑백에 가까운 그림이 나타납니다. 이러한 필터는 쉽게 사용할 수 있습니다 (Google 검색은 oxygen-III filter다양한 선택을하게됩니다). 예를 들어, 다음 필터 중 하나에 대한 응답 곡선이 있습니다.

이 특정 것은 수소-베타 필터이지만, 좁은 대역 통과를 갖는 산소 -III 필터를 사용할 수 있습니다. 수소-베타 방출 (486nm)과 산소 -III 방출 (496 및 501nm)을 허용하도록 약간 더 넓은 대역 통과 필터 (일반적으로 "좁은 대역"이라고 함)가 "조정"됩니다. 그러나 이것은 대부분의 사람들의 눈에는 세 가지 색상이 모두 매우 비슷하지만 (파란색의 힌트만으로도 깊음) 496nm 에서 대부분의 방출과 본질적으로 501nm에서 모든 방출을 걸러냅니다 .

그러나이 필터는 일반적으로 카메라가 아닌 망원경에서 사용하도록 설계되었습니다. 그것들은 일반적으로 망원경 안구 조각에 사용되는 크기 (예를 들어, 2 인치)입니다. 또한 가시 광선을 많이 차단 하므로 일반적으로 상대적으로 큰 망원경에서만 사용하는 것이 좋습니다. 일반적으로 최소 8 또는 10 인치가 가장 많이 사용됩니다.

필터를 장착하고 투과되는 빛의 양과 함께 살 수 있다고 가정하더라도 한 가지 문제가 남아 있습니다. 사전 처리를하지 않으면 사진이 (거의 전체적으로) 단색이지만, t 회색 음영으로 표시되면 녹색 음영으로 표시됩니다.

이 필터를 사용하는 데있어 한 가지 마지막 문제가 있습니다. 대부분의 사진 유형에는 효과가 없을 것입니다. 초기 흑백 필름은 상당히 넓은 범위의 감도를 가졌지 만, 청색광에 의해 가장 강하게 영향을 받았으며, 적색광에 의해 매우 약하게 영향을 받았습니다.

나중에 흑백 파일 ( "panchromatic film")은 가시 광선에 걸쳐 일반 시력에 훨씬 더 가까운 감도를 갖도록 조정되었습니다. 이것은 대부분의 일반적인 사진에서 정색 필름을 상당히 빠르게 대체 할 정도로 개선되었습니다.

이 경우, 대부분의 일반적인 목적으로 많이 사용 된 결과를 얻을 수 없을 정도로 직교 색 필름보다 훨씬 좁은 범위의 빛을 감지하게 됩니다.

한편, 일부 상황에서 이러한 협 대역 필터를 사용하면 몇 가지 단점이 있습니다. 일례로, 렌즈는 단지 하나의 파장의 광만을 집광해야하기 때문에, 색수차는 본질적으로 무의미해진다. 이것은 해상도를 향상시킬 수 있습니다 (정확한 개선은 렌즈가 시작해야하는 색수차의 양에 따라 달라 지지만).

이 필터는 제거 할 수없고 확실히 되돌릴 수 없는 필터는 아니지만 센서에서 컬러 필터를 긁어 내고 RAW 이미지를 처리하여 모든 디지털 카메라를 그레이 스케일로 변환 할 수 있습니다. 컬러 필터가 없으면 센서는 밝기 정보 만 수집합니다. 카메라는 컬러 필터 매트릭스가 여전히있는 것처럼 픽셀을 계속 처리하므로 RAW 이미지를 캡처하여 직접 처리해야합니다. 직접 시도한 적이 없지만 CVS (미국 약국 체인)가 처음으로 사용 및 반환 디지털 카메라를 판매하기 시작했을 때 이에 대해 들었습니다.

예를 들어 스레드 : http://photo.net/digital-camera-forum/00CM0R

컬러 필터 매트릭스에 대한 자세한 내용 : https://en.wikipedia.org/wiki/Bayer_filter

이것이 도움이되기를 바랍니다!

카메라에서 입사광은 RGB 스펙트럼의 3 좌표로 필터링 된 다음 화학 반응 (필름 카메라), CCD 또는 CMOS 칩 (디지털 카메라)을 사용하여 캡처됩니다.

컬러 이미지를 캡처하기 위해 카메라를 물리적으로 비활성화하는 유일한 방법은 단색 필름을 사용하거나 CMOS 칩에서 필터 마스크를 제거하는 것입니다. 이 절차는 1,000 번의 시도에서 카메라를 999,999 회 종료시킵니다.

카메라를 단색 캡처로 설정하면 필터링이 "무시"되고 모든 3 개 채널의 신호가 합산됩니다. 후 처리에서 프로그램은 채널의 평균값을 계산합니다.

IR 이미지를 캡처하려면 IR 호환 광학 장치와 IR 감지 검출기가 있어야합니다. 아마도 새로운 칩과 맞춤형 AF 센서를 얻게 될 것입니다.

아닙니다. 당신은 백색광의 파장 과 같은 것이 없기 때문에 그러한 필터의 기반이 될 물리적 성질이 없다는 것을 이해해야합니다 .

물리를 좋아하지 않는다면 논리적 인 예를 생각해보십시오. 백색광은 다른 모든 색상의 광을 부분 집합으로 포함하는 더 넓은 세트입니다. 따라서 귀하의 질문은 효과적으로

Is there a filter that can extract fruits from apples?

다시, 대답은 아니오입니다.

나는 그레인에 반대하고 그렇습니다, 우리는 할 수 있습니다. "물리적 필터"의 의미를 다음과 같이 확장한다면 :

이 필터는 센서에 컬러 필터가없고 소프트웨어의 채도를 낮추거나 흑백 디스플레이 등을 사용하여 자신의 디스플레이에 흑백으로 출력을 흑백으로 표시하는 액티브 카메라로, 일부 광학 장치를 사용하여 초점을 더 멀리 시뮬레이션 할 수 있습니다.

그런 다음 카메라는 필터 디스플레이의 사진을 찍어 실제 세계라고 생각합니다. 그리고 그것은 흑백입니다 :-)

그 말이 터무니없는 소리라면 2011 년 올리브 영화 가 스마트 폰에서 처음으로 촬영 된 첫 번째 영화인 것으로보고되었습니다 . 그러나 그들은 어떻게 멋진 보케와 피사계 심도를 얻었습니까? 800 달러짜리 Canon L Series 24-70mm 렌즈로지면 유리에 투사 된 이미지를 촬영하여! 부정 행위?