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Bayer Sensor

- nie gehört? Mit dem gleich­na­mi­gen Che­mie-Kon­zern hat der Begriff übri­gens nichts zu tun. Hier eine kur­ze Erklä­rung, was es damit auf sich hat:

Nor­ma­ler­wei­se kön­nen die licht­emp­find­li­chen Pixel der Digi­tal­ka­me­ra-Sen­so­ren Far­ben nicht unter­schei­den, sie „sehen“ ledig­lich Hel­lig­kei­ten. Um Far­ben zu unter­schei­den, wer­den daher vor die ein­zel­nen licht­emp­find­li­chen Foto­zel­len des Sen­sor­chips Farb­fil­ter gesetzt, die dann nur noch Licht der betref­fen­den Far­be durch­las­sen. Ent­spre­chend der drei farb­emp­find­li­chen Zap­fen unse­rer Netz­haut sind die­se Farb­fil­ter Rot, Grün und Blau (RGB). Die meis­ten Sen­so­ren ver­wen­den dafür eine „Bayer“-Anordnung in einem 2x2 Ras­ter, das aus einem Rot-, einem Blau- sowie zwei Grün­fil­tern besteht. Grün ist dabei dop­pelt vor­han­den, da unser Auge in die­sem Bereich beson­ders emp­find­lich ist. 

Wiki­pe­dia schreibt dazu:

Die „Bay­er-Matrix“ oder „Bay­er-Fil­ter“ ist nach ihrem Erfin­der Bryce E. Bay­er benannt, der am 5. März 1975 das Patent im Namen der East­man Kod­ak Com­pa­ny in den USA ein­reich­te (Patent US3971065: Color ima­ging array.‌).

Die Farb­fil­ter­an­ord­nung sieht dann so aus:

Somit wird dann klar, dass die Sen­sor­auf­lö­sung der ein­zel­nen Far­ben immer gerin­ger sein muss, als die Gesamt­auf­lö­sung. Die Kame­ras oder die RAW-Kon­ver­ter errech­nen die Far­be jedes ein­zel­nen Pixels mit mehr oder weni­ger geeig­ne­ten Algo­rith­men aus der Farb­ver­tei­lung der angren­zen­den Pixel, was nie zu 100% passt. Effek­tiv bie­ten somit der Farb­ka­nal Grün nur die Hälf­te und die übri­gen Farb­ka­nä­le nur ein Vier­tel der ange­ge­ben Sen­sor­auf­lö­sung. Dies ist in der Regel auch kein gro­ßes Pro­blem, da das unser Auge auch nicht grund­säz­lich anders macht. Unse­re Netz­haut ent­hält deut­lich weni­ger farb­emp­find­li­che (ca. 6 Mio soge­nann­te Zap­fen) als hel­lig­keits­emp­find­li­che (ca. 110 Mio soge­nann­te Stäb­chen) Zellen.

Übri­gens, obwohl das Bay­er Design das mit Abstand am wei­tes­ten ver­brei­te­te Sen­sor­de­sign ist, gibt es noch ande­re Mög­lich­kei­ten, den Far­ben­blin­den Sen­so­ren das Farb­se­hen beizubringen. 

Fuji­film ver­wen­det z.B. in sei­nen X-Trans Sen­so­ren eine ande­re Farbmatrix:

Zudem gibt es von Sig­ma noch den soge­nann­ten Fove­on-Sen­sor, bei dem die Farb­fil­ter hin­ter­ein­an­der ange­ord­net sind und so eine höhe­re Farb­auf­lö­sung gewähr­leis­tet wer­den soll.