Ho letto sulle news di dpReview che la Polaroid ha messo in commercio la x530, una macchina fotografica digitale che ha in dotazione il nuovissimo sensore Foveon X3, che dovrebbe garantire colori più ricchi, toni più caldi ed immagini più definite grazie alla sua tecnologia che registra la luce (i tre canali RGB) su tre strati.
Dal basso della mia ignoranza, qualcuno mi spiega cos'è questo sensore, come funziona e perchè dovrebbe garantire risultati migliori rispetto ad altri prodotti?

Grazie

Mah, il vantaggio e' che nel Foveon tutta la luce viene utilizzata, a tre diversi livelli di profondita' dentro il silicio: uno per il blu, uno per il rosso e uno per il verde. Questo grazie alla proprieta' del silicio di assorbire selettivamente i colori man mano che la luce procede all'interno della struttura cristallina.

Quindi non c'e', come nel tipo Bayer, una maschera che fa passare solo una componente per ciascun pixel filtrando via (o riflettendo) le altre due (con grossa perdita di efficienza) e non c'e' interpolazione coi pixel vicini per poter ricostruire quale fosse il colore per ogni dato pixel.

Questo comunque richiede che per ogni pixel siano presenti tre fotoricettori a profondita' diverse. Quanto poi sia standard - o standardizzabile - lo spazio colore che si realizza in questo modo, dato che si basa principalmente sulle proprieta' ottiche del silicio, lo ignoro del tutto.

Ho letto anche io di questo nuovo sensore. Posso dirti quello che so. In un sensore CCD o CMOS tradizionale l'elemento compositivo base è il diodo fotosensibile che ha un compito sostanzialmente simile alla pellicola fotografica, ossia la luce va a colpire il fotodiodo che la trasforma in informazione digitale. Il fotodiodo non è però in grado di rilevare la differenza di colore ma solo l'intensità  luminosa. E'necessario allora un sistema per "distinguere i colori". Tale sistema si basa sulla codifica RGB. Si indirizza ad un singolo fotodiodo uno solo dei tre colori fondamentali escludendo gli altri due. Per fare questo si applica ad ogni fotodiodo un filtro colorato (esempio: un filtro rosso lascerà  passare solo la luce rossa). Facendo così al fotodiodo non è richiesta la capacità  intrinseca di identificare il colore della luce che lo colpisce ma deve solo leggerne l'intensità  essendo deputato a leggere solo uno dei tre colori fondamentali. Se ad un diodo che legge il rosso si affianca uno per il verde e uno per il blù si è in grado di leggere l'intera scala cromatica in quel punto, In tal modo con un gruppo di tre fotodiodi si ha la completezza dell'informazione. Si arriva alla conclusione che per ogni pixel letto dal sensore servono almeno tre diodi. Almeno tre, perchè in realtà  essendo la matrice del sensore quadrata i diodi sono raggruppati in gruppi di quattro a dare una forma appunto quadrata al reticolo; il quarto pixel solitamente è per il blù o verde perchè l'occhio umano è più sensibile a tali colori. Ne consegue che un singolo fotodiodo puà catturare l'informazione riguardante una singola componente cromatica delle tre fondamentali che compongono la luce, inoltre i singoli fotodiodi non sono perfettamente adiacenti gli uni con gli altri per evitare interferenze microelettriche e questo aumenta la dispersione luce/informazione. questo processo richiede inoltre a valle una interpolazione software.
Nel nuovo sistema invece di deputare i fotodiodi a uno dei tre colori con un filtro, si sfrutta la capacità  del silicio di lasciar passare i tre colori cromatici in maniere selettiva a seconda di quanto spessore di silicio la luce debba attraversare. Si hanno allora tre strati fotosensibili sovrapposti annegati in una matrice silicea; ogni strato a seconda della profondità  a cui è posto rileva uno solo dei tre colori. In tal modo un singolo "punto" capace di rilevare l'informazione luminosa completa occupa un'area di 1/4 rispetto ai sensori CCD poichè viene a mancare la disposizione obbligata a quadrato in orizzontale di quattro fotodiodi che è l'unità  base del sensore CCD, con conseguente minore dispersione del segnale. Comunque non tutto mi è chiaro in proposito, ci sono secondo me alcuni punti un poco oscuri............

Ragazzi grazie per le spiegazioni, non potevo desiderare di meglio ...

Quindi se i colori vengono registrati sui tre strati fotosensibili, non è proprio una stupidaggine quando Polaroid afferma che questo sensore riproduce il metodo utilizzato nelle pellicole a colori...secondo voi questo potrebbe anche avvicinare maggiormente l'effetto visivo (soprattutto in stampa) dell'immagine digitale a quello della pellicola (che è un pò quello di cui dibattevamo in un'altro 3ad)? A sentire Polaroid sembrerebbe di si...

Marco, a cosa ti riferisci quando parli di punti oscuri?

Non c'e' dubbio che il modello di sensore e' completamente diverso e che ha i vantaggi gia' detti: maggior efficienza quantica (cioe' piu' segnale a parita' di luce incidente) e colore reale, pixel per pixel. Peraltro questi vantaggi si ottengono aumentando il numero di fotoricettori, che diventano 3 per ciascun pixel.

Il risultato finale e' che a parita' di pixel l'immagine foveon e' piu' netta, di una nitidezza non artefatta da vari filtri hw o sw.

Il fatto che la resa possa essere simile a quella della pellicola, penso sia piu' un'affermazione marketing..
Di fatto la matrice di pixel e' pur sempre una griglia regolare, e comunque dal RAW alla stampa c'e' sempre il passaggio attraverso i soliti spazi colore standard.
Se con pellicola si intende pellicola scannerizzata, vale comunque il discorso delle irregolarita' introdotte dalla grana, che qui non ci sono.

Per chi avesse tempo e voglia di studiarsi un po' di internals del sensore, questo e' un documento tecnico abbastanza dettagliato ma non del tutto incomprensibile, sul quale tra l'altro ho chiarito i miei dubbi riguardo allo spazio colore generato:

http://www.foveon.net/docs/Century.pdf



PS
l'impostazione marketing dei comunicati si riscontra anche nel fatto che il sensore X3 F19 della x530 viene pubblicizzato come 4.5 megapixel, mentre sono 1.5 megapixel (coi soliti 3 fotoricettori a pixel)..

Citazione:

Con punti oscuri mi riferisco a dettagli per me poco chiari o che forse io non riesco a comprendere in pieno per mia ignoranza. Quello che non capisco è questo: se nella tecnologia Foveon sono previsti tre strati sensibili a diverse profondità , ognuno per i tre colori della luce come è possibile che la luce che deve raggiungere lo strato intermedio e quella che deve raggiungere lo strato inferiore non venga schermata in qualche modo dagli strati superiori? E non parlo del silicio che come detto ha capacità  filtrante selettiva ma proprio degli strati fotosensibili, della componentistica hardware costituita dai sensori stessi e dalla matrice che li tiene insieme. E se anche, come probabilmente è, tale problema è stato aggirato, in che modo? Distanziando in modo diverso i fotodiodi dei diversi strati in modo che non si facciano ombra? Se il sistema è questo allora decade la decantata miglioria rispetto al CCD o CMOS visto che i fotodiodi non beneficerebbero più della decantata compattezza dispositiva. Se invece gli strati fotosensibili fossero effettivamente "trasparenti" ai colori che non competono loro come si è ottenuto ciò? Non riesco a spiegarmelo, non ci sarà  per caso di mezzo qualche interpolazione software ancora più massiccia di quelle legate a CMOS e CCD?

Marco(pamar5)

Ho trovato questo, forse puoi trovarci la risposta.
http://www.abc-fotografia.com/artic/foveon-x3.htm

E anche qui c'e' un po' di confusione: Se guardate i dati della Sigma d10 che monta questo nuovo sensore, si dice che ha 10,29 Mb ma poi si spiega che invece sono 3,4 Mb per ogni colore. Ma non doveva essere un singolo pixel sensibile su tre strati ai tre colori base?

Citazione:

Si', e' il solito problema marketing. Dichiarare 3,4 megapixel non farebbe una buona impressione, pero' di fatto i pixel, anche se di alta qualita', quelli sono.

Per quanto riguarda l'articolo, anche li' c'e' molto marketing. Non si capisce con quale sensore e macchina siano state fatte le immagini contrapposte a quelle del Foveon. Tutto quel moire' e quei colori cosi' sbiaditi non sono assolutamente verosimili, forse era una webcam ? Il vero vantaggio del foveon e' la nitidezza a parita' di pixel, non certo di dare colori piu' saturi su aree estese come nell'esempio del tessuto colorato.

Per Marco/Pamar:
la geometria dei sensori e' descritta e raffigurata nell'articolo che ho linkato sopra.
Scendendo in profondita' nel sensore sono presenti giunzioni N-P e P-N alternate che hanno il compito di intrappolare gli elettroni generati nel processo di assorbimento dei fotoni (la prima per il blu, poi verde e infine rosso). Le giunzioni sono ottenute con drogaggi, come nei normali transistor, e non ostacolano il passaggio dei fotoni. La raccolta della carica (tramite componentistica) avviene sulla superficie del semiconduttore, cosi' come negli altri CMOS, sottraendo superficie utile al fotoassorbimento, che pero' puo' essere recuperata con l'utilizzo di microlenti (la SD10 le ha).
La geometria dell'apparato, ovvero il posizionamento e l'estensione delle giunzioni dentro il cristallo, e' un fattore critico nel determinare lo spazio colore che il sensore genera in-camera.

avendo i sensori ai colori uno sopra l'altro chissa' cosa succede ai bordi dell'immagine? Sara' ancora peggio per i grandangolari classici, cioe' non specifici per il digitale? O la luce filtra anche in diagonale nel supporto? E se cosi', quanta ne sara' assorbita?
Con le microlenti la cosa dovrebe addirittura peggiorare, perche' queste, ricevendo i raggi di luce in diagonale, focheggierebbero ai bordi o fuori dei sensori.....

Guardando il disegno dei sensori (sempre sul solito documento) sembra che la geometria dei 3 strati dentro ciascun pixel sia stata studiata anche in funzione di consentire il corretto assorbimento dei raggi obliqui.

A occhio e croce le microlenti dovrebbero migliorare, non peggiorare, la situazione. Dato che hanno il compito di concentrare la luce incidente (sono lenti convergenti), dovranno "raddrizzare" i raggi storti verso il fuoco.

Comunque le dimensioni del Foveon X3 Pro10 (quello della SD10) sono abbastanza ridotte, vicine al 4/3, forse anche per limitare questo tipo di problema.