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Mr.OH!主述 / ANAN 編譯
為什麼數位相機的色彩表現總是比傳統底片相比遜色？細看傳統底片的色彩表現方式，主要透過對不同顏色波長敏感的銀鹽顆粒，逐層感色。因此，白色太陽光可以一路到底，自動在底片層上完成分色動作。不過，CCD 受限技術和成本，只有一層感光基板！該如何分色考驗設計者的智慧！雖然左近，美國 Foveon 公司成功開發出 X3 CMOS Sensor ，採用全新技術成為史上第一個模擬底片分層分色法的感光原件。不過，X3 畢竟產量有限，且幾乎全裝配在 SIGMA 高階的 DSLR 之上，因此，全球幾乎九成以上的數位相機仍是採用單 CCD 分色。
單CCD分色馬賽克濾片成為數位相機分色主流前，許多電子影像的分色設計都是儘可能地模仿底片分色法則，其中 3 Sensors 分色技術是被視為昂貴但卻可行的方法之一。早期應用於DV數位攝影機之上，透過三組同時作業的感光元件分類辨識不同色光，再經由影像引擎處理還原為整合的畫面。然而，這種作法改應用於數位相機時，機體將變得巨大且笨重，電力耗損更是驚人，曾有測試用之數位相機原型機採用這種設計，但考量成本一直無法上市。由於低畫素之 CCD 成本降低，目前主要應用於電視攝影棚中的電子攝影機和家用專業型 DV 為主。
同一時期，另一種分色理論 3 separate exposures 三色多重曝光設計被提出；不同於 3Sensors 同步感光，此種分法採用分段感光方式，固定 CCD，藉由，方法一：交換鏡頭前的濾色片；或方法二：逐行掃瞄鏡頭後 / CCD 前的色彩陣列，達到讀取畫面色彩的目的。可想而知，這種技術幾乎只能用於棚內的靜態攝影，拍攝要求穩定性相當高，拍攝速度也相對地較慢。
分色濾色片的出現成功解決單一機體攜帶單一分色元件，又可達到較高的分色速度處理能力。這種方式大幅降低了每一個色彩的解析度，期待透過影像處理引擎補強色彩表現。對於，色彩程度要求不高的 DSC 和 DSLR 來說，這是兩權相害取其輕的作法。但對於，色彩要求較高的中片幅數位機背來說，這樣的色彩表現是不及格！不過，瑞典的仙娜相機公司找到了解決之道，利用 Moving RGB Sensor ，也就是『振』動 CCD 的方式，取得同一畫面下更多的色彩資料。這種作法在高畫素 CCD 價格還非常高昂的時候，可以非常有效的解決中大型數位機背畫素不足的問題。
先前 Mr.OH! 比喻 CCD 是光電池的一種，由於無法製造出多層 CCD 相疊，因此想要模擬底片一樣分色感光，必須另謀他法。馬賽克分色法，或稱為 Color Filter Array 是目前業界的主流。這項技術的誕生，部份歸功於人類視覺學家發現，人眼對綠色的敏感度其實是數倍於其他色彩，例如：『紅』和『藍』色。主要的原因至今仍是一個謎，部份學者認為是物競天擇的結果，使人類能夠從大量的綠色植物中辨別出可以食用的部份；另一種說法則是對於綠色敏感有助於人類於暗黑的環境下，提早發現危險（如果你從一個光亮的環境走進黑暗的房間或洞穴，你看到的第一個顏色通常是綠色）。不管真正的原因如何，數位色彩學家已經學會了，將濾色片分成了 25% 紅色和藍色，以及 50％的綠色，再藉由數位影像合成達到完整數位照片的目的！
許多原色 CCD 說明圖上以覆蓋 RGB 琉璃般馬賽克磚片是不正確的，這種作法主要是方便讀者瞭解這塊 CCD 的性能，但實際上，以 GRGB 原色色彩陣列來說，R 色濾光片其實內部包含了『洋紅』與『黃』兩種色調的濾片，透過補色機制（見下圖），使其底部的感光區可以感受到『紅』色的光線（上圖左）；相對地，補色 CCD（上圖右），同學們可以發現，其中只有一層染料色片，例如 ：Y 黃色，就阻擋了藍光的進入，由紅綠兩光形成紅色色塊，也因此補色CCD 可以吸收更多的光線，其感光能力也比原色 CCD 強得多，但處理起來因為還是要還原成 RGB 系，對於影像處理引擎的負擔較為沈重。
回到分色計算程式的部份，如果一張數位圖片的色彩只有 25％的紅色和藍色與 50％的綠色，這三個素材疊合起來的完成圖能看嗎？答案當然不行！為了補強色彩不足的部份，CCD 取樣完成後，影像處理引擎必須進入『插值 Interpolation』工作階段，將不足的 75％的紅色與藍色和另外50％的綠色，透過『數據計算』的方式『加』進影像檔案之中，使其構成完整各 100％的 RGB 三原色檔案，最終合成為一數位照片。 這種方法讓數位相機拍攝出來的照片，超過一半的顏色是由影像處理引擎虛擬（或稱為計算），早期這種顏色表現當然比不上老字號的傳統銀鹽底片。不過，隨著科技的進步，現階段的影像處理引擎具備了速度快、效率高；更重要的是許多數位相機廠商投入了相當的資本，用於開發各種新色彩計算法則，現今即使是數位相機虛擬出來的色彩，將更接近甚至超過原始影像的範疇。 |
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