Если вы видите это сообщение, значит, произошла проблема с загрузкой файлов в стилей (CSS) нашего сайта. Попробуйте сбросить кэш браузера (Ctrl+F5).
Если это не поможет, а вы находитесь в регионе, где возможны ограничения интернет-трафика с российских серверов - воспользуйтесь VPN.
Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Чем пленка лучше фото-матрицы?

Вова маленький [247K] 4 месяца назад 

Чем пленка лучше фото-матрицы?

3

Эвона спохватились... Как по мне, плёнка в целом хуже своего твёрдотельного аналога практически по всем параметрам. Но кое-чем плёнка всё же лучше. И самое главное: у неё отсутствует темновой ток.

Особенность любого полупроводникового прибора, в котором есть pn-переход, в том, что в этом переходе всегда есть обратный ток. Это чисто термодинамика, так что обратный ток - вещь неизбывная. Для снижения обратного тока применяют разные ухищрения, от выбора специального полупроводника с широкой запрещённой зоной (в каких-то особо экзотических случаях) до снижения температуры прибора термоэлектронным охлаждением или даже азотным охлаждением. Или радиационным, если прибор работает в космосе.

Для датчиков изображения обратный ток pn-переходов приводит к тому, что в ячейках накапливается какой-то сигнал, даже если прибор находится в полной темноте. Этот сигнал и называется темновым током. И если в специальной аппаратуре с ним можно бороться вот перечисленными способами (температура матриц для телескопов поддерживается на уровне -130 градусов, в системах ориентации КА - на уровне -40 градусов), то в бытовой камере это невозможно. Вот сколько градусов снаружи - такая температура и у матрицы. Поэтому максимальная выдержка цифровых камер редко превышает 30 секунд, а для получения качественных снимков звёздного неба приходится применять image stacking (программы, которые из сотен снимков одного и того же участка неба синтезируют одно изображение).

А вот у плёнки темнового тока нет, потому что это не полупроводник. Поэтому с плёнкой выдержка может быть, теоретически, сколь угодно длинной.

Есть и ещё одно существенное отличие: принцип формирования цветного изображения и, как следствие, принципиально разная цветопередача на ярких объектах.

Для матрицы цветная картинка получается за счёт нанесения непосредственно на фоточувствительный массив мозаичного цветофильтра (фильтр Байеса). Когда каждая ячейка регистрирует свет только в своём диапазоне длин волн - красный, зелёный или синий. По сути этот фильтр - просто прозрачная шняга, которая пропускает только определённый цвет. Но спектр пропускания там не идеален. Зелёный фильтр, да, лучше всего пропускает зелёный, но он не задерживает синий и красный до нуля. Какая-то вшивота в чужом диапазоне всё равно проходит. То же верно и для других фильтров.

А теперь представляем себе яркий светофор при съёмке ночного города. Ну да, он красный. Поэтому красные ячейки матрицы будут получать чрезмерно много света - куда больше, чем им достаточно для насыщения (максимальной заполненности ячейки). По счастью, во всех современных матрицах есть защита от пересветки, так что избыточный сигнал в данной ячейке просто обрезается и не приводит к деградации соседних (там есть своя специфика и свои подводные камни, но в целом это работает). Но в соседних пикселях, которые должны регистрировать синий и зелёный цвета, из-за несовершенства спектральной характеристики их фильтров тоже попадает какая-то часть чужого света! Так что и в них, синеньких и зелёненьких, тоже появится какой-то сигнал. Беда, однако, в том, что электроны не окрашены. Поэтому схема обработки сигнала, которая должна из сигналов четырёх соседних элементов (два зелёных, красный и синий) сделать цветную картинку, тупо берёт тот сигнал, который пришёл с синего элемента, и считает его синим.

Плюс ещё "подводный камень": красный цвет может проникать в кремний достаточно глубоко - несколько микрон. То есть добивать до нейтрального кремния - области, где нет электрических полей, существующих внутри каждой ячейки и сортирующих "электроны налево, дырки направо". В нейтральном кремнии сгенерированные электроны могут шляться как попало - и, в частности, попасть в соседние ячейки. Тем самым добавляя в них паразитного сигнала.

И что получается: сигнал с красного элемента сильно меньше того, чем он должен быть, потому что этот элемент эффективно подавил пересветку. А сигнал с зелёного и синего элементов какой-то есть, потому что фильтр там не идеальный и потому что могли насыпаться шальные электроны из нейтрального объёма кремния. Так что он по уровню сопоставим с тем, что накопил красный элемент. Результат? Правильно: почти белый сигнал красного светофора.

И вот от этого эффекта плёнка, насколько я помню, тоже свободна. Там другая физика (точнее - химия) получения цветного изображения. Скажем, слой, отвечающий за синий цвет, тупо невосприимчив к зелёному и красному.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация