Ünite 4: Algılayıcılar

Algılayıcılar

Geleneksel fotoğraf ile sayısal fotoğrafın farklılaştığı ilk nokta algılayıcılardır. Geleneksel makinelerdeki filmin yerini almış olan algılayıcılar, üzerlerine düşen ışığı elektriksel sinyallere dönüştürür.

Algılayıcılar, örtücü açıldıktan sonra içeri giren ışık parçacıklarını sayar ve ışığın yoğunluğu tanımlanmış olur. Makineye giren ışık daha sonra çeşitli filtrelerden geçer ve fotodiyotlara çarparak önce elektrik akımına, sonra da sayısal bir sinyale dönüşür.

Sayısal fotoğraf makinelerinde genellikle Tam Çerçeve boyutlarından daha küçük algılayıcılar kullanılır. Bunun temel sebepleri yüksek üretim maliyeti ve üretimde karşılaşılan teknolojik zorluklardır. Algılayıcı yüzeyi büyüdükçe görüntü kalitesi artar. Algılayıcılar üzerinde sadece görüntü için kullanılan hücre sayısına Efektif Çözünürlük adı verilir. Sayısal fotoğraf makinalarında interpolasyon yöntemiyle piksel sayısı yapay olarak arttırılır ve çözünürlük yükseltilir.

Bir algılayıcının tanımlayabileceği beyaz olmayan en parlak değer ile siyah olmayan en koyu değerin birbirine oranına dinamik aralık adı verilir. Dinamik aralık yüksek olduğunda aydınlık ve karanlık alanlardaki detaylar kaydedilebilir.

Fotodiyotlar ışığın rengini algılayamaz; yalnızca ışığın yoğunluğunu algılarlar. Işığın rengi renkli mozaik filtreler yardımıyla anlaşılabilir. Bayer Filtresi ile her piksel bir RGB değerine sahip olur. Bayer Filtresi en sık kullanılan filtre olsa da farklı renkli mozaik filtreler de bulunmaktadır.

Algılayıcı Türleri

Algılayıcılar, üretim teknikleri olarak CCD ve CMOS isimleriyle iki gruba ayrılır. Her iki algılayıcı türü de ışık enerjisini benzer şekilde elektrik enerjisine dönüştürür.

CCD: CCD’ler mikro mercekli yapıya sahiptir. Işığa duyarlı yüzeyleri sayesinde ışığı yakalama noktasında etkilidir. Ancak hücrelerin fazla ışıkla dolup taşmasına çözüm bulmakta yetersiz kalır. CCD’de üretilen analog sinyallerin sayısal sinyale dönüştürülmesi zaman alır.

CMOS: CMOS’larda elektronik devre elemanları bulunduğundan ötürü CCD’lerdeki kadar ışığa duyarlı yüzey bulunmaz. CMOS’ların ışığı sayısal veriye dönüştürme sistemi CCD’lere göre hem daha hızlıdır, hem de “blooming” etkisini önemli ölçüde azaltır. Art arda çekimler için CMOS idealdir.

Super CCD: Fuji Film tarafından geliştirilen Super CCD’lerde düşük duyarlılıklı ve yüksek duyarlılıklı iki tip fotodiyot bulunmaktadır. Standart kare şeklindeki hücreler yerine daha yüksek çözünürlük sağlayan altıgen hücreler kullanılır. Super CCD’lerde yüksek bir dinamik aralık elde edilir.

Foveon X3: Bayer Filtresi’ni ortadan kaldıran Foveon X3 katmanlı yapısıyla ışığı dalga boylarına göre emer. Her bir piksel kırmızı yeşil ve mavi renk ışığa göre duyarlıdır.

Dosya Formatları

Görüntünün rengini ve parlaklığını gerçekçi bir şekilde kaydedebilmek için, her bir piksele düşen ışığın 24 bitlik veri olarak kaydedilmesi gerekir. Kaydetme şekilleri;

  • RAW Formatında,
  • Sıkıştırmasız,
  • Kayıplı Sıkıştırmalı

olarak üçe ayrılır.

RAW Formatı: RAW formatında, algılayıcılardaki her piksel, herhangi bir işlemden geçmeden kaydedilir. Bu format çok yer kaplar. RAW formatı üreticiden üreticiye göre değişebileceğinden ötürü görüntülemek için ek yazılımlara ihtiyaç duyulabilir.

Sıkıştırmasız: TIFF gibi sıkıştırılmamış formatlarda ham verinin bir kısmı kaybolur. Beyaz ayarı, keskinlik ve pozlama ile ilgili düzeltmeler yapılır.

Kayıplı Sıkıştırmalı: Kayıplı sıkıştırmanın en yaygın örneği ise .JPEG (.jpg) formatıdır. Görüntü JPEG sıkıştırma algoritması ile farklı oranlarda sıkıştırılabilir. Küçük boyutta olması, internette sık kullanılmasını sağlar.