Red Dragon新OLPF和旧OLPF比较及作用

Red为Dragon新设计的OLPF,从国外测评来看,有三个明显好处,一是对红外线波长切割更精准,二是Red发布两款OLPF,一款高光处可以记录更多细节,一款低照下躁点有了抑制,三是得益于对光线的修正,画面更干净,杂光减少。

OLPF即低通滤镜是安装在传感器前的一个特殊滤镜,用来减少图像处理会出现的莫尔条纹(Moire Patten)的一种技术,简单地说当画面有重复性条纹时,而且这些条纹被投影到传感器上与传感器像素间条纹尺寸相近或小于时,传感器会错读这些条纹信号而输出错误信号,使用低通滤镜会降低数码相机的成像锐度,有些发烧友很早之前就尝试把OLPF摘掉,加上一块过滤红外线的滤镜来追求锐度的提升。

单反低通滤镜工作方式及拆解

从数学上讲,两个频率接近的等幅正弦波叠加,合成信号的幅度将按照两个频率之差变化。差拍原理广泛应用到广播电视和通信中,用来变频、调制等。

同样,差拍原理也适用于空间频率。空间频率略有差异的条纹叠加,由于条纹间隔的差异、重合位置会逐渐偏移,也会形成差拍。

图1是两个空间频率略有差异的条纹,它们左端黑线位置相同,由于间隔不同,向右边逐渐线条就不能重合了。

图1

图2是这两个条纹重叠的结果,左边由于黑线重合,所以可以看到白线。而右边逐步错位、白线对着黑线,重叠结果变得全黑。有白线和全黑的变化,组成了摩尔纹。为了让大家看到摩尔纹产生过程,两组条纹没有完全重合,上下各有一段独立。

图2

图3的两个条纹的空间频率相差较大,结果在画面中出现了四次重合-错位过程,形成的摩尔纹空间频率提高了4倍!

图3

图4:将图3的两组条纹完全重合、后退几步去掉眼镜,就可以看到典型的摩尔纹了!

图4

图5、图6:如果空间频率相差很大,理论上将形成很密的摩尔纹。而实际上由于每个周期所占的像素减少、反而不明显了!

图5

图6

从上面分析可以看出:如果感光元件CCD(CMOS)像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近,就会产生摩尔纹。一个很不幸的结论就是:要想消除摩尔纹,应当使镜头分辨率远小于感光元件的空间频率!当这个条件满足时,影像中不可能出现与感光元件相近的条纹,也就不会产生摩尔纹了!数为了减弱摩尔纹,安装有低通滤波器滤除影像中较高空间频率部分,这当然会降低图像的锐度。如果像素密度能够大大提高、远远超过镜头分辨率,也就不会出现讨厌的摩尔纹了!

很明显,胶片记录影像的过程中不存在规律分布的像素,也就没有固定的空间频率,所以也不会出现摩尔纹!

滤镜成R G G B排列

OLPF在Nikon D800和D800E发布时,单反圈内讨论了很久,两者是Nikon面对视场的高端单反,D800E取消了相机内部CMOS前的低通滤镜的效果,但是并没有直接取消,两款单反价格不一样。大部分数码单反相机本身应该具备两块低通滤镜,第一块滤镜会把光线分为两部分,第二块滤镜继续把光线分为四个部分,尼康D800E这款相机改变了第二块滤镜,使得光线重新聚成一条,因此达到了取消低通滤镜的效果。

 

Red发布的两款低通滤镜如下:

 

以下是对比:

 

Dragon 16档宽容度的测试如下:

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