赤-緑-青ピクセルモザイクのCCD/CMOSセンサー——全デジタルカメラの標準アーキテクチャ。デベイアリングが完全なRGB画像を再構成。
デジタルカメラのセンサーは、直感的に考えがちなように、完全なRGBピクセルが何百万個も敷き詰められているわけではありません。その代わりに、CCDまたはCMOSの上には、1976年にKodakのブライス・バイヤーが開発したパターンに従って配置された、赤、緑、青の個々のカラーフィルターの微細な格子構造が置かれています。各ピクセルは1色しか捉えません。その知恵は、人間の目が赤や青よりも緑の輝度情報をより強く認識するため、緑のフィルターが赤や青の2倍あることにあります。この非対称性が、センサーが機能する理由なのです。
撮影現場では、最初はそれに気づきません。カメラは完全な生画像を提供します。これは、カメラのファームウェア内、または後でカラーグレーディングで行われる補間プロセスであるデベイヤーリングによって行われます。アルゴリズムは、隣接するピクセルを参照して、各ピクセルに欠けているカラーチャンネルを再構築します。優れたデベイヤーアルゴリズムは適応的に機能し、色収差を回避します。悪いものは、特にシャープなコントラストエッジでアーティファクトを生成します。そのため、REDやARRIのセンサーアーキテクチャは無視できないのです。各メーカーは、パターンと補間を異なる方法で最適化しています。
実際には、これは主に極端な状況で影響します。元の画像に非常に細かいディテール(網状構造、細い線、高周波パターン)がある場合、デベイヤーリングはモアレや色のずれを引き起こす可能性があります。そのため、ほとんどのセンサーの前には、高周波情報をわずかに弱める光学ローパスフィルターが配置されています。これは意図的なトレードオフです。アーティファクトは減りますが、わずかなシャープネスの低下と引き換えになります。RAWフッテージは、フィルタリングされていないセンサー出力を提供し、編集時のデベイヤーリング方法を制御できるようにします。これが、多くの撮影監督が、プロダクションが許せばRAWで撮影する理由の一つです。その場合、色の再構築をどの程度アグレッシブまたは保守的に行うかを自分で決定できます。
このアーキテクチャを理解することは、トラブルシューティングにも役立ちます。影の部分に緑がかっている?それはデベイヤーリングのアーティファクトであることがよくあります。重要な遷移部分で予期しない色の分離?アルゴリズムが局所的なコントラストに苦労しています。経験豊富なカラリストは、デベイヤーリング設定を調整したり、グレーディングを最適化したりすることで、これに対処できます。しかし、それは、情報が元々そのように処理されたことを知っている場合に限られます。