Nikon'un geliştirdiği LBCAST Sensör

Çeşitli kaynaklardan Çevirerek derlediğim ve Nikon firmasının 2003 yılında D2H kamerasında kullandığı ve adına LBCAST denen sensör hakkında bilgi

Nikon firması Temmuz 2003’de Nikon’un amiral gemisi konumundaki D2H kamerasını LBCAST isminde CCD ve CMOS dan farklı yeni bir sensör kullanarak pazara sunduğunu aÇıkladı. Bu sensör hızlı, düşük noise ve enerjiyi verimli kullanıyordu. Nikonun LBCAST sensörü ne CMOS nede CCD idi. Bu sensör, Nikon’ un CCD ve CMOS teknolojilerinin avantajlarının birleştirilmesiyle geliştirilmiş yepyeni bir kavramdır. Geleneksel sensörlerden farklı olarak enerjiyi az kullanır. Daha az karanlık parazit üretirler. Görüntü işleme, renk, kontrast ve hassasiyette daha iyidirler. Nikon 1980 yılından bu yana CCD’den farklı bir sensör geliştirmeye Çalışıyordu ve sonunda başarmıştı.

LBCAST sensörü CCD ve CMOS ile kıyasladığımızda; CMOS’un enerji verimi ve makinenin Çekime hazır hale gelme hızına karşı CCD genellikle daha az parazit (noise) üretir. Bu anlamda LBCAST sensörün her iki teknolojiyi de birleştiren bir kavramdır.

Akla hemen LBCAST sensörü CMOS tabanlı mıdır sorusu gelmektedir?. Nikon Çalışmaya başladığı 1980’li yıllarda düşük sinyalleri yüksekten sensörler zaten mevcuttu ve CMOS diye bir isim de yoktu. CMOS, LBCAST iÇin Çevresel devre olarak kullanılabilir.

AYDINLANMA öNCELİKLİ NE DEMEK?

Eğer bir filmin katmanlarına bakıyor olsaydık, hangi katmanda hangi rengin oluştuğunu söylememiz zor olacaktı. Çünkü ışık filme Çarparak görüntüyü oluşturur. Bu Çarpma anında yüzlerce polimerden oluşan şeffaf katmanlar bu ilginÇ dizaynı oluşturmaktadır. Değişik aÇılardan yansıyan ışıklar, değişik uzunluklardadır, Çünkü değişik aÇılardan gelmektedirler. Bu ışık teorisinin bir parÇasıdır. Şimdi sormamız gereken soru; Işığın, fotoğrafla arasındaki bağlantısı nedir ve film renkleri nasıl kaydeder. Değişik dalga boyundaki ışıklar, farklı aÇılarla filmin üzerinde bulunan birbirinden farklı katmanlara Çarparak onunla etkileşime girer ve fotoğrafı oluştururlar. Filmde her 3 ana rengin tespit edildiği katmanlar bulunmaktadır. Diğer renkler ise bu katmanların Çeşitli etkileşimleriyle oluşmaktadır.

Diğer taraftan; dünyayı nasıl gördüğümüze bir bakalım. Gözlerimiz, detayları ışık iÇinde görür. Nesneleri kameranın gördüğü şekilde yani kırmızı, yeşil ve mavi katmanları olarak görmeyiz. Film katmanları arasına değişik dalga boyunda ışık geldiğinde uygun katmanda görüntüyü tespit etmek üzere, görüntüyü oluşturan mekanizmayı tetikler. Gözlerimiz nesneleri filmden farklı görürler. Detaylar en üstte yer alan aydınlanma katmanında yakalanırlar. Bu aydınlanma katmanı LB-CAST sensörünün netliği ve detayı en Çok yakaladığı yerdedir.

Aydınlanma öncelikli renkli algılayıcının (LPCS) yapısı

Bir LPCS algılayıcı bir sürü algılayıcı elementin yerleştirildiği yarı iletken tabanlı bir teknolojidir. Bu algılayıcı elementlerin 2 tane görevi vardır.

1-) Yarı iletken alt tabakasının dışında yer alan renkleri algılayan katman; Frekans bandındaki ışığın yoğunluğunu ölÇerek, en az bir tane renge karşılık gelen değeri algılar.

2-) En az bir rengin algılandığı katmanın dışındaki katmanda aydınlanmayı ölÇer.

Bu icadın yapılmasındaki ana amaÇ elektronik bir algılayıcının üzerindeki bir katmanda oluşan aydınlanmanın insan gözüyle Çok benzer tepkiler vermesidir. Bu nokta normal CCD ve CMOS’ ta farklılık göstermektedir. Bu anlamda LPCS algılayıcı insan gözüne en yakın sistem olarak düşünülebilir.

Hatırlayın aydınlanma=detay’dır. Çok aydınlanma sağlarsanız Çok detay elde edersiniz.

Bu Photoshop’taki netleştirme özelliği gibidir. PS’ nin sırrı netleştirilen bir fotoğraftadır. PS’da fotoğrafın uÇ noktaları etrafındaki özel yerlerden gelen renklerden Çoğu zaman yalnızca BEYAZ rengin aydınlığını kullanarak netlik yapmaktadır. PS’nin algoritması konunun uÇ noktalarındaki temel renklerin aydınlığından yararlanma eğiliminde olup, netleştirmeyi bu sayede yapmaktadır.

Renk algılama sönsörünün ilk algılama tabakası; Işık kaynağından gelen ışığın ilk spektrumuna tepki verecek şekilde dizayn edilmiştir. Ayrıca en az bir tane ikincil spektruma tepki verecek ve ilk spektruma tepki veren katmandan farklı bir ikinci katman daha bulunur. İkincil spektruma tepki verecek katman, ilk spektruma tepki verecek katmanı dengelemek iÇin dikey düzlemde yerleştirilmiştir.

Rica ederim Mehmet bey.

LBCAST sensörü ile ilgili çalışmalara Nikon devam edebilseydi belki de şu anda rakipsiz ve kendi sensörünü üretebilen bir firma olacaktı. Gerçi bu çok sorun değil ama Sony'den sensör almakla kendi fikirlerinin bir kısmını da Sony yetkilileriyle paylaşmak durumunda kalıyorlar. Rakibiniz olan bir firmaya üreteceğiniz kameranın en önemli komponentini ürettireceksiniz ve adamlar sizden aldıkları fikirleri kendi kameralarına da uygulayacaklar ve piyasada size rakip olacaklar. Neyse.. LBCAST sensörü gibi değişik bir mantıkla sensör üreten Sigma'nın FAVEON sensörüne de; Sigma hariç kimsenin ilgi göstermediğini düşünüyorum. Herkes bildiği yoldan gitti ama keşke gerek Nikon'un LBCAST sensörü ve gerekse Sigmanın FAVEON sensörüleri için ciddi araştırma bütçeleri ayrılarak üzerinde yeterli çalışmalar yapılsaydı, belki bugün klasik bayer renk algılayıcı dizilimli CMOS sensörlerinde kullanılan renk tahmin etme yöntemine (interpolasyon) gerek kalmazdı. Tıpkı dia filmde çektiğimiz karenin, E6 banyo işleminden sonra kontrast, renk ve aydınlanma yönünden CUK oturması gibi kareleri büyük bir ihtimalle DSLR kameralarımızda çekebilecektik. Gerçi renk tahmin etme yöntemi olan interpolasyonda ve görüntü işlemede çok ileri seviyerlere gelindiğini düşünüyorum ama yine de gönül isterdi ki kameraların sensörleri bunu daha görüntüyü algılarken yapabilsin.

Selamlar,

Mehmet Bey;

Dijitale geçeli 5 yıl oldu ama halen benimde dia'da elde ettiğim ama dijitalde müdahaleli olduğu halde istediğim gibi olmayan kareler konusunda kanayan yaralarım çok. Dijitalde bir türlü istediğim renk, doygunluk, kontrast'ı alamıyorum. Dia, sizinde belirttiğiniz gibi mükemmeldi. Umarım dijital teknoloji günün birinde bu isteğimizi de gerçekleştirebilir.

Selamlar,

Cem Bey, Merhaba;

Hayır, şu anki yaygın CMOS sensörleri kullanan teknoloji ile renklerin % 100 sensörler tarafından doğru algılanması imkansızdır. Çünkü sensörün üzerindeki renk algılayan hücrelerin mimari dizilişi (Bayer dizilimi) gereği bu imkansız. Yukarıdaki yazıda hatırlayın; KIRMIZI rengi tespit eden hücrenin etrafında 4 YEŞİL ve 4 MAVİ renk tespit hücresi, MAVİ rengi tespit eden hücrenin etrafında 4 KIRMIZI ve 4 YEŞİL renk tespit hücresi ama YEŞİL renk tespit eden hücrenin etrafında sadece 2 KIRMIZI ve 2 MAVİ renk tespit hücresi bulunmaktadır. Bu durumda kameranın mikro bilgisayarı YEŞİL renk tespit hücresinin etrafındaki 2 KIRMIZI ve 2 MAVİ rengi tespit eden hücrelerin eksikliği nedeniyle YEŞİL rengi direkt olarak görememekte ve bunu interpolasyon denilen hesaplama tekniğine göre hesaplamaktadır.

Bu sadece işin renksel yönü. Birde olayın kontrast, doygunluk, aydınlanma ve gölgelerdeki detay zenginliği yönleri var. Bunların dijitalde olmadığından veya yeterli olmadığından bahsetmiştim.

Selamlar,

Rica ederim, Cem bey. Faydası olduysa ne mutlu bana...

Selamlar,