רובנו מצלמים במצלמות דיגיטליות, ואנחנו בדרך כלל שבעי רצון מהתוצאות.
המצלמות הללו "רואות" מה שהעין שלנו רואה, ואם אנחנו מפעילים אותן נכון, התוצאות המתקבלות דומות מאוד למה שראינו בשעת הצילום.
ה"עין" של המצלמה הריהי החיישן, ועל מה שאנחנו מדברים תמיד זה על הגודל שלו (APS, 4/3, FF וכ"ו), על הרזולוציה שלו (10, 12, 18, 21, 24 מגאפיקסלים) ועל ה"רעש" (שלג) שהוא יוצר באיזו גבוה.
אבל החיישן שלנו לא כל פשוט. זה לא רק פיקסלים וגודל.
הבה נציץ לרגע למבנה של החיישנים.
רובם בעצם בנויים באותה צורה – רשת צפופה של מוליכים למחצה (דיודות) רגישות לאור עם מעגלי הגברה, מעגלים ההופכים את האות לדיגיטלי (A to D) ומעגלים חכמים המעבדים את האות לצורתו הסופית – JPEG או RAW.
לבד ממשפחה אחת של חיישנים המנסים לחקות פילם צבעוני – חיישני FOVEON שהחברה היחידה המשתמשת בהם היא סיגמה, שאר החיישנים בנויים אחרת.
חיישני FOVEON בעצם בנויים משלוש שכבות של מוליכים למחצה הרגישים לאור – שכבה הרגישה לאדום שכבה הרגישה לירוק ושכבה הרגישה לכחול – בדיוק כמו מבנה סרט הצילום הצבעוני.
לחיישנים אלו אין הצלחה מסחררת והסיבות מרובות.
הסיבה הראשית – הרזולוציה שלהם.
במצלמות סיגמה ישנן 3 שכבות של 4.7 מ"פ כל אחת. סיגמה קוראת לחיישן – 14 מ"פ. גם אם המספר נכון, כל שלישיית פיקסלים מייצגת גוון מסויים של פיקסל אחד והתוצאה לבסוף היא קובץ של 4.7 מ"פ. אמנם, במבט של 100% התמונה מאוד חדה כי איננה סובלת מאינטרפולציית באייר, אך היא עדיין בת 4.7 מ"פ בלבד. מעט מאוד בימינו אלו.
בנוסף רמת הרעש (שלג) באיזו גבוה גבוהה יחסית למתחרות האחרות. סיגמה איננה חברה גדולה במיוחד, לכן היא לא מצליחה להטמיע את הטכנולוגיה שלה אצל רוב הצלמים.
רוב החיישנים בנויים אחרת.
בעבר הטכנולוגיה השלטת היתה CCD – זללנית ההספק והיקרה, כיום, רוב החיישנים בנויים בטכנולוגיית CMOS שזוללת פחות אנרגיה וזולה בהרבה לייצור.
המכנה המשותף לחיישנים אלו הוא מה שמובנה עליהם.
החיישן הבסיסי איננו צבעוני אלא שחור לבן. עליו מובנה מסנן המורכב מנקודות צבע והמכסה את הפיקסלים.
המסנן בנוי מנקודות אדומות, ירוקות וכחולות, במידה לא שווה.
על כל נקודה כחולה או אדומה ישנה נקודה ירוקה, כלומר, מחצית מהנקודות ירוקות, רבע כחולות ורבע אדומות וזה נובע מחיקוי הרגישות של העין שלנו לירוק.
דרך נקודות אלו עובר האור המגיע מבחוץ מבעד לעדשה. הנקודה האדומה העומדת מעל פיקסל שחור לבן מעבירה רק את האדום של התמונה, הכחולה את הכחול והירוקה את הירוק.
כך בעצם נוצר חיישן "צבעוני". בעזרת כלי תוכנתי העושה אינטרפולציה בין כמה נקודות סמוכות כדי לתת צבע סופי לכל נקודה (פיקסל) בחיישן נוצרת תמונת הצבע.
תהליך זה קרוי על שם באייר, ממציאו והוא התהליך הפופולרי ביותר כיום בעולם הצילום הדיגיטלי.
אגב, בימים אלו קיבלו שני הפיסיקאים בויל וסמית שהמציאו את חיישן ה CCD בשנת 1969 חצי מפרס נובל בפיסיקה.
אכן – הם יצרו מהפכה גדולה בעולם ואפשרו את הצילום הדיגיטלי.
אבל בזה הסיפור עדיין לא נגמר.
על החיישן מותקנים מסננים נוספים: מסנן חוסם אינפרא אדום, מסנן שחוסם אולטרא סגול, מסנן AA – שזה Anti Aliasing – או מסנן נגד MOIRE.
המלחמה של הרבה חברים בנסיונות לצלם אינפרא (תת) אדום – עם חשיפות ממושכות גורמת לתסכול רב.
ככל שהמצלמות מתקדמות יותר, החיישנים נעשים עיוורים יותר ויותר לאור הבלתי נראה.
ואכן, עם האבולוציה, והמעבר מחיישני CCD לחיישני CMOS המלאכה נעשית יותר קשה ויותר מתסכלת.
כל זה עוד טרם נגענו בצד האולטרא (על) סגול.
גם לאור זה העין שלנו עיוורת. הפילמים בעבר דווקא הושפעו לרעה מצד זה של הספקטרום הבלתי נראה, לכן הומצא מסנן ה UV המקטין את הבוהק.
מאידך, גם לצד הזה של הספקטרום יש מתנות ויזואליות נאות, רק כיצד מגיעים אליהן?
בשיחה על הנושא עם ידידי אורי הוא הפנה את תשומת לבי לאתר אמריקאי המאפשר סילוק המסננים הזרים היושבים של החיישן.
האתר – www.maxmax.com מציע שתי אפשרויות – לקנות ממנו מצלמה מוסבת או לשלוח את המצלמה שלך והם כבר יטפלו בה.
הם מציעים שלוש אפשרויות לטיפול במצלמה – אחת, סילוק כל המסננים – והמצלמה הופכת להיות "שקופה" לכל ארכי הגל, השניה – הרכבת מסנן תת אדום במצלמה, כך שהמצלמה "רואה" רק תת-אדום. שלישית – סילוק מסנן ה AA מהחיישן והותרת המסננים האחרים בעינם.
אחרי בירור קצר החלטתי שעדיף לי לרכוש מצלמה חדשה "רואה כל" ושני מסננים – האחר מעביר על סגול בלבד (מה שלא נכון כי הוא "דולף" קצת באור תת-אדום) ומסנן שחוסם חזרה את כל האור הבלתי נראה.
לצילום תת-אדום נטו יש לי מכבר הימים מסנני תת-אדום והם מלאים טיפות בכי מתסכולי העבר...
יש לציין כי פוג''י וקנון מכרו בעבר מצלמות נטולות מסננים מיוחדות לשימוש מדעי ומשטרתי, אך הן כבר לא נמכרות.
בדיעבד, לאחר שקניתי את המצלמה והיא הגיעה אלי (ניקון D3000 – הזולה מכולן) הסתבר שהעבודה לסילוק המסננים אורכת כמה דקות בלבד בידי בעל מקצוע שמבין עניין, ויש כאלו גם בארצנו.
מילא. החבילה הגיע אלי והתחלתי לשחק עם מצלמתי ה"מסורסת".
במאמר זה ובממשיכו אעלה דוגמאות והשגותי משימוש במצלמה שכזו.
בחרתי ב DSLR הפשוטה ביותר של ניקון (לשעת כתיבת המאמר) כי אני יכול להשתמש בה בכמה עדשות שיש לי.
אתחיל ואומר שדי הופתעתי מהתוצאות. חלקן מוכרות לי מהעבר אך חלקן לימדוני אי-אילו דברים חדשים.
עונת הניסיונות טרם הסתיימה, אך כבר יש לי כמה תוצאות מעניינות.
כשמכוונים את המצלמה כמות שהיא לצילום בחוץ, נגלה כמה אדום ועל-אדום המצלמה בעצם רואה. התמונה טובעת באור אדמדם ואין מצב שמאפשר איפוס ה WB ומחיקתו במצלמה:


עיבוד ממוחשב בפלאגין של קודאק (ROC) מצמצם את הגוון האדום אך איננו מבטל אותו לחלוטין:


כשמרכיבים עליה את המסנן החוסם את האור הבלתי נראה, שצבעו טורקיז בהיר, הצבעים חוזרים למקומם:


דוגמה נוספת בצילום בתוך הבית:


ודוגמה נוספת בצילום חוץ עם קרופ של 100%:


כאן הבחנתי ברזולוציה הגבוהה ביותר של המצלמה. העדשה שצילמתי בה היתה ה 17-55 של ניקון שאמנם חדה כמו ג''ילט, אבל צילום חד שכזה לא קיבלתי ממצלמות העבר – לא מה D200 ולא מה D80 בעלות הרזולוציה הדומה (וקרוב לוודאי בעלות אותו החיישן).
הרהור קצר בעניין הביא אותי למסקנה שגם מסנן ה AA סולק מהחיישן. עם סילוקו הפכה המצלמה להיות חדה כאילו החיישן היה בין 12-15 מ"פ.
מסנן זה מותקן כמעט בכל המצלמות הדיגיטליות על מנת למנוע אפקט של ALIASING הנובע מהעובדה שכשהנושא מכיל יותר מידע (תדירות גבוהה) מתדירות הדגימה עלולות להופיע הפרעות בתמונה.
אם המסנן הזה לא קיים, תדרים גבוהים כמו שיש בגדר עם עמודים צפופים עלולים ליצור תופעה של פסים צבעוניים מצטלבים (MOIRE) שיוצרים הפרעה ויזואלית.
מסנן זה פוגע בחדות התמונה אך הוא פשרה בין הפרעה לבין חדות מרבית.
אבל – כמה גדרות צפופות אנחנו כבר מצלמים? הנה ההוכחה שהמסנן סולק:


על השער המרוחק משמאל מופיעים הפסים הצבעוניים. לי אישית, ממש לא אכפת, ולו היתה בידי האפשרות לבחור בשעת רכישה מצלמה דגם ללא מסנן ה AA הייתי בוחר בו ללא היסוס.
בפרק הבא אציג את השגעונות של העולם התת-אדום ומה עושים עם התוצאות המאוד ביזאריות אך המרתקות שמצלמה זו מפיקה.