以下是《DV时代》2005年第2期内容:
1 视觉的模拟
为了使人类的视觉得到延伸,并得益于电子技术的高速发展,摄像机诞生了。笔者认为,摄像机模拟了人眼的成像机制,下面简要分析一下。首先,人眼晶状体对光线有汇聚作用,任何能够发光或反光的物体,在距离适宜的条件和角度下,都可以在视网膜上成像。利用它,我们可以获得自然界物体的像,当然这也是照相机的基本原理。其次,人眼视网膜上有三种特殊的锥状细胞,分别对不同波长的光较敏感,换句话说,无论眼前的色彩多么丰富,最终只得到三个信号。根据这个原理,人们只需要找出三个能代表彩色特征的量就够了,这大大降低了图像的采集和重现的技术难度。
2 色彩的转换
实际的摄像机采用光电转换器件来模拟视网膜。利用类似集成电路的制造工艺,人们在一块呈平面状的半导体材料上面加工出若干个光电转换单元,每个单元称作一个像素,类似于一个锥状细胞。目前业已开发出的光电转换材料,与细胞的功能类似,都是将光的强弱变化反应到积累电荷的数量上。为了获取上述三个能够代表彩色特征的量,就需要将入射光按波长分成三段分别进行光电转换,目前有三种方案可供选择。一是通过棱镜分成三束,并由放置在空间不同位置的三片相同的光电转换器件分别进行处理;二是只用一片光电转换器件,但在不同的像素前放置不同的滤色片,使不同的像素处理不同波段的光;三是采用新型光电转换器件,实现单片三层的结构,每一层感应一种波段的光。
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