数码相机的缺陷：摩尔纹、伪色与紫边效应

[2006-08-09]　　 　　 责任编辑:琉璃   

 

 

 

假色与伪色（False Color）

    Moiré effects 通常用来描述单色（黑白）照片所出现波浪纹现象；这个现象当然也会出现在彩色照片之中，特别是在密度相对较高或是空间对比很大的地方，这会使得原本应该是色调相同之处，却会在数码相机拍照之后，出现奇怪、非自然的颜色（见下图），例如：人的眼睫毛或是牛仔布料上、也是日本摄影界常称的『假色』或『伪色』的现象。

    『伪色』的形成除了 摩尔效应之外，感光器的三原色RGB色块排列也要付很大一部分责任。这是因为在颜色取样的同时，因为空间差而没有取样到的颜色，数码相机中的影响处理引擎仍会按照 CCD 色块的顺序排列（RGB），试图为每一个画素去分配应有的颜色。这种情况在大量色块均匀分布时是正确的处理程序。可是遇到突出部或微细构造时，这样的颜色换算往往会出现错误而产生伪色。

 
数码相机的影像处理引擎，必须额外算出50%的Green+75%的Blue+75%的Red,这些依靠计算得
来的颜色，依统计学来说大至与自然分布相同，却也有例外的时候，这时候就会产生『伪色』。

    为什么不用『摩尔色』而用『伪色』或『假色』呢？因为这个现象除了，摩尔效应、CCD 设计之外，也有可能是镜头的像差所造成的。相机的设计者很难单从发生在画像周边的伪色现象推断出究竟是从镜头到CCD中哪一个环节出了问题，再检查这一类问题时必须重复考虑因为镜片组合中折射率的不同，而发生在焦点光轴上的色散现象、高低空间频率所发生的误差、甚至是影像感光器中可能的电荷泄漏发生等、各种各样的原因。

消除摩尔纹

    摩尔纹可以消除吗？答案是肯定，最简单的方法就是使数码相机的解像力小于感光对象的空间频率，使其成为『灰阶』化即可。这个方法可以透过『软件』与『硬件』两种方法做到。『软件』的部分主要是利用影像后制为主；硬件的部分，则可以使用镜前滤光镜（见下图左）专门消除 Moiré effects，这种滤镜共有四个等级 4.0、5.6、8.0 与 11.0 级数越高者，可以呈现出更锐利的影像。

    另一种方式就是将这片滤光镜直接安装在 CCD 的前面，使其曝光条件满足空间频率，影像中就不会出现摩尔纹。大量的数码相机与 DSLR 的 CCD 前安装有低信道过滤器，Canon EOS 30D 甚至安装了三组低信道滤片（因其 CMOS 开口率较大故需要更佳的滤除效果）。透过这种方式，彻底过滤影像中高空间频率部分，减少摩尔纹发生的机会，但这也会同步降低影像的锐利度。

『紫边问题』- Purple Fringe

    为什么 Mr.OH! 称：『紫边问题（Purple Fringe）』，而不是『紫边效应』呢？这是因为这个问题的发生，拥有好几种说法，目前比较广为接受的就是『镜头色散』与『CCD颜色插值』运算之问题。这个问题的发生在于拍摄高反差的景物时，例如：背光环境（下图），在明暗交界的边缘部分会出现异常的紫色。

    这个问题，同样也会发生在当你使用内建闪光灯在室内拍摄镀铬或镜面物体时强烈反光中，也可以看到这样的问题。严格来说，紫边实际上是洋红色（Magenta），这给了主张紫边问题的产生，取决于数码相机CCD在色彩插值运算过程中，因蓝B、R红两色混合误差而产生有力的证据。另一派色散（Chromatic aberration）的说法，则举出固有镜片会对不同波长光波产生色散的例子来说明，紫边的问题（见下图）。这个说法最大的矛盾，在于传统底片时代同样的镜头却鲜少发生紫边问题。因此，很多解释通常会给镜头和CCD 各打五十大扳！

针对紫边问题的成因说法：

    镜头：色散 Chromatic aberration
    CCD 错误 Sensor effects: Chromatic aberration in each CCD cell (microlenses)
    数码影像噪声 Digital noise in dark areas
    色彩插值运算问题 Image processing and interpolation artifacts (SIGMA 3CCD SA 系列DSLR 除外)
    环境紫外线影响 Stray ultraviolet light
    环境红外线影响 Stray infrared light
    边缘过度曝光影响Image bloom from overexposure
    CCD电荷外泄 Voltage leaks between cells of the CCD

共2页 上一页  [1] [2] 

上一篇：
下一篇：

作者：