모노크롬센서와 포베온센서

포베온센서의 경우 최초 삼성쪽에서 센서 사용에 대한 접근이 있었다고 하네... 아마 그때 성사되었더라면 시그마 제품에 대한 불만들이 많이 줄지 않았을까 싶다...

모노크롬센서
센서 분포된 각 화소들이 RGB 컬러 중에서 각각 한 가지의 컬러만을 인식한다. 보통 G를 받아들이는 화소가 50%, R과 B를 받아들이는 화소가 각각 25% 정도 할당되어 있다. 평면으로 분포된 각각의 RGB 컬러를 종합해 하나의 점에 대한 실제 색상을 계산해낸다. 실제로 이미지 센서에 있는 하나의 화소는 온전한 컬러를 가지고 있지 않으며, 주변 화소가 가진 다른 컬러를 바탕으로 색깔을 유추하는 방식이다. 일반센서에서는 컬러 값을 정확하게 인식하는게 아니라 유추하기 때문에, 유추할 때 나타날 수 있는 오류를 숨기기 위해 전체적으로 살짝 흐릿하게 만드는 블러 필터를 둔다.

포베온(Foveon)센서
화소 하나 하나가 RGB 컬러를 인식할 수 있도록, 각 화소마다 RGB 인식층이 겹으로(입체적으로) 도포되어 있다. 하나의 화소에서 깊이에 따라 RGB 각각의 색을 인식하기 때문에 독립적으로 정확한 풀컬러 정보를 갖게 된다. 주변 화소의 영향을 받지 않고 있는 그대로의 컬러를 인식해 한 점, 한 점의 컬러를 정확하게 표현한다. 당연히 일반센서에서 사용하는 블러 필터는 사용할 필요가 없다.


시그마의 포베온 센서 추가 설명

사진에 있어 컬러 전달의 진화

1907년 프랑스의 Lumière 형제는 최초의 커머셜 컬러 사진 인화방법을 소개해 전 세계를 깜짝 놀라게 하였습니다. 오토크롬으로 알려진 인화방법은 빛의 삼원색인 R, G, B 컬러 입자로 구성된 필터를 사용하였습니다. 필터는 글래스 플레이트 위에 펼쳐져 있었으며 컬러는 수평으로 기록되었습니다. 고구마 전분 가루로 만들어진 이 RGB 필터는 다소 조잡했지만 오늘날까지 표준이 되어 왔으며, 백 년 전에 적용된 기술임을 고려하면 이 필터가 만들어 내는 컬러는 놀라운 정도로 생동감이 넘칩니다.

나중에, 수직으로 3개의 감광 층을 배열하는 방식의 컬러 필름 사진으로 진화하게 되고 오토크롬 방식과 같은 수평으로 처리하는 방식은 더 이상 개발되지 않았습니다. 그러나, 시간은 모든 것을 바꾸어 놓았고 지금은 디지털 사진이 필름을 대신하여 메인 흐름에 있으며 수평 방향으로 배열된 컬러 방식이 다시 표준이 되어 가고 있습니다.

대부분의 디지털 카메라에서 사용하는 모노크롬 센서
디지털 카메라의 센서 대부분은 모노크롬 센서로 광량만 캡쳐해 냅니다. 이러한 센서들은 컬러 데이터를 캡쳐해 내지 못하고 RGB 컬러를 모자이크 방식으로 배열해 컬러 데이터를 조합해 만들어 냅니다. 그러나 빛을 감지하는 포토 다이오드는 단색의 필터로 되어 있어 각각의 픽셀은 하나의 컬러만 캡쳐해 내며 다른 두 가지 컬러는 버려지게 됩니다.
물론 이러한 단계에 이를 때까지 오토크롬 처리 과정에서 RBG 컬러 “입자” 또는 픽셀은 변형되지 않고 그대로 기록됩니다. 컬러 인터폴레이션으로 알려진 컬러 합성 과정은 이미지 처리 후반 과정에서 수행된 후 저장되는 과정에서 컬러의 손실이 발생됩니다. 이러한 인터폴레이션 과정은 기본적으로 손실된 컬러를 이웃한 컬러 픽셀에서 추정해 채우는 방식으로 손실된 컬러를 보정해 줍니다.

디테일의 손실 발생
이러한 인터폴레이션 처리 과정은 오랜 시간을 두고 진화되어 왔기 때문에 이러한 이미지 처리방법은 상당한 수준으로 발전 되었으며 컬러 인터폴레이션은 상당히 정확해 졌습니다. 그러나, 컬러는 이웃한 픽셀에서 인터폴레이션 되기 때문에, 오리지널 피사체와 비교해 보면 애매한 느낌의 컬러가 나타나게 됩니다.
컬러 필터를 사용하는 전통적인 디지털 카메라는 컬러 합성과정에서 오리지널 피사체에서는 볼 수 없는 인위적인 컬러를 만들어 냅니다. 이것은 컬러 필터 때문에 발생하는 것으로 (일반적으로 베이어 필터) 피사체에 너무 많은 디테일이 담겨 있을 경우 컬러 배분을 일정하게 해 버립니다.
베이어 필터를 사용하는 전통적인 디지털 카메라에는 인위적인 컬러를 억제시켜 주기 위해 렌즈와 센서 사이에 로우 패스 필터 또는 블러 필터라고 알려진 필터가 렌즈와 센서 사이에 위치하고 있습니다. 로우 패스 필터는 인위적인 컬러가 (일정한 레벨 이상에서의 고주파 영역) 센서에 도달하기 전에 제거해 주는 역할을 합니다. 그래서 인위적인 컬러를 효과적으로 차단시켜 주지만 결국에는 이미지의 해상도마저 함께 낮추어 버립니다.

포베온센서의 특징
포베온센서가 수직으로 컬러를 캡쳐해 내는 시스템은 컬러 인터폴레이션 과정 및 로우 패스 필터로 이미지를 처리하는 시스템이 필요하지 않습니다.
다른 한편으로, 전통적인 이미지 센서는 컬러를 인위적으로 배열하는 것으로 고주파 영역의 경우 컬러가 잘리기도 합니다. 이러한 컬러 손실을 보정해 주기 위해, 샤프니스가 전반적으로 높여져 일반적인 고해상도와는 다른 느낌을 줍니다. 이것은 부자연스러운 느낌을 설명해 줍니다. 컬러는 이미지 생성 과정에서 일부 조절될 수 있으나 그전에 손실된 디테일 데이터는 회복되지 않습니다. 포베온 X3® 다이렉트 이미지 센서는 세계 최초로 빛이 다른 파장에 의해 빛을 다른 깊이에서 받아 들이는 실리콘의 특징을 이용하여 각각의 층에서 빛을 받아 들여 완전한 풀 컬러를 캡쳐해 낼 수 있습니다. 컬러 필터가 필요치 않습니다. 컬러 필름 카메라처럼 모든 컬러를 수직으로 캡쳐해 내는 방식을 사용하고 있습니다. 컬러 인터폴레이션이나 로우 패스 필터가 필요 없기 때문에 포베온 X3® 센서는 처음부터 샤프한 이미지를 만들어 냅니다. 따라서, 이미지 생성의 후반부에서의 샤프니스 처리과정을 최소화 시킬 수 있습니다.