Wie funktioniert der CCD-Sensor?
Der CCD-Sensor ist der Film in Digitalkameras: Auf ihn projiziert das Objektiv das Bild, die einzelnen Bildpunkte können vom Sensor ausgelesen und digital gespeichert werden.
Abbildung: CCD-Sensor. Erklärung siehe unten.
Pixel
Jeder Bildpunkt ist ein lichtempfindlicher Pixel. Die Abbildung oben zeigt, wie die Pixel angeordnet sind: Senkrecht übereinander und waagrecht nebeneinander.
Farbfilter
Über jedem Pixel ist ein Farbfilter in Rot, Grün oder Blau. In einer Zeile wiederholen sich Blau und Grün, in der folgenden Grün und Rot, in der nächsten wieder Blau und Grün und so weiter. Es gibt doppelt so viel grüne Pixel wie rote oder blaue.
Glasscheibe
Über dem Sensor ist eine Glasscheibe. Diese kann aus mehreren Schichten bestehen, beispielsweise einem Infrarot-Sperrfilter und Gläsern mit Kristallsubstraten. Das soll die Farbwiedergabe verbessern und Moiré (störende Muster) verhindern.
Tiefpassfilter oder Anti-Aliasing-Filter sind zwei Glasschichten aus doppelbrechendem Material. Sie verhindern oder reduzieren Moiré, aber zeichnen das Bild weich. Es wird später geschärft durch RAW-Konverter, Bildbearbeitungsprogramme oder von der Kamera, falls sie RGB-Bilder erzeugt.
Elektrische Ladung
CCD ist das Akronym für Charge-coupled Device (ladungsgekoppeltes Bauteil). Das Licht des Bilds ändert die elektrische Ladung eines Pixels. Nach der Belichtung wird die Ladung jedes Pixels ausgelesen und als Zahl gespeichert, die besagt, wie hell der Bildpunkt ist.
RAW-Format
Die Kamera speichert im RAW-Format die Sensordaten ohne weitere Veränderung, zum Beispiel auf eine Compact-Flash-Karte. Alle Spiegelreflexkameras sollten Bilder im RAW-Format speichern können, die meisten kompakten (Sucher-) Kameras speichern meist nur umgerechnete RGB-Bilder.
RGB-Format
In RGB-Bildern, zum Beispiel JPEGs, ist für jeden Bildpunkt gespeichert, wieviel Rot, Grün und Blau er enthält. Das sind die drei Grundfarben der additiven Farbmischung, aus denen alle Farben gemischt werden können.
Farbinterpolation
Die Abbildung oben zeigt: Jeder Pixel kennt nur den Anteil einer Farbe: Rot, Grün oder Blau. Ein roter Filter vor einem Pixel lässt nur rotes Licht durch, ein grüner nur grünes und ein blauer nur blaues. Die beiden fehlenden Farbanteile werden erraten (interpoliert) anhand der Farben der angrenzenden Pixel.
Qualität
Die Qualität der Farben hängt auch ab von der Güte der Interpolation. Speichert die Kamera RGB-Bilder, berechnet ihre Software die Farben, bei RAW-Bildern erledigt das auf einem Computer (Notebook, Desktop) eine Software: Der RAW-Konverter.
Ein RAW-Konverter kann sich mehr Zeit lassen und es gibt mehrere RAW-Konverter, von denen ich den besten benutzen kann. Das ist ein Grund, Bilder im RAW-Format zu speichern.
, 23.07.2006
Letzte Bearbeitung: 01.05.2009.