ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറയില്‍ ചിത്രങ്ങള്‍ ഒപ്പിയെടുക്കുന്നത് അതിലെ സെന്‍സറാണല്ലോ. ഇതാ സെന്‍സറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ചില അടിസ്ഥാനവിവരങ്ങള്‍.
സെന്‍സറിന്റെ വലിപ്പം
നൂറു മെഗാപിക്സലിലേറെ വരെ റെസലൂഷനുള്ള സ്മാര്‍ട്ട് ഫോണ്‍ ക്യമറകള്‍ ഇന്നുണ്ട്. എന്നിട്ടും ഇരുപതു മെഗാപിക്സല്‍ ഉള്ള ഒരു ഡിഎസ്എല്‍ആറില്‍ കിട്ടുന്ന നിലവാരം ഇവയിലെടുത്ത ചിത്രങ്ങള്‍ക്ക് ഉണ്ടാവാറില്ല. എന്തുകൊണ്ടാണിത്?
മെഗാപിക്സലിനെക്കാള്‍ ചിത്രത്തിന്റെ നിലവാരം നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നത് സെന്‍സറിന്റെ വലിപ്പമാണ്. സെന്‍സര്‍ വലുതാകുമ്പോള്‍ അതിലെ ഓരോ പിക്സലും വലുതായിരിക്കും. അപ്പോള്‍ അവയ്ക്ക് കൂടുതല്‍ പ്രകാശം സ്വീകരിക്കാനും ചിത്രത്തെ മിഴിവുറ്റതാക്കാനും കഴിയും. (സെന്‍സറിലെ പ്രകാശബിന്ദുക്കള്‍ അറിയപ്പെടുന്നത് 'ഫോട്ടോസൈറ്റുകള്‍' എന്നാണ്. അവസാന ചിത്രത്തിലെ പിക്സലുകളുമായി ഇവയ്ക്ക് നേരിട്ട് ബന്ധമുണ്ടാകണമെന്നില്ല. എന്നാല്‍ എളുപ്പത്തിനുവേണ്ടി ഫോട്ടോസൈറ്റുകള്‍ക്കും പിക്സലുകള്‍ എന്ന് പറയാറുണ്ട്.)
ഡിഎസ്എല്‍ആര്‍ ക്യാമറകളില്‍ കാണുന്ന സെന്‍സറിന്റെ നാലിലൊന്നുപോലും വലിപ്പമില്ലാത്തതാണ് പല മൊബൈല്‍ ഫോണുകളിലെയും സെന്‍സര്‍. ഇതിനെ എത്ര മെഗാപിക്സലായി വിഭജിച്ചാലും ചിത്രത്തിന്റെ മിഴിവ് വര്‍ദ്ധിക്കില്ലല്ലോ.
റെസലൂഷന് ഒരു പ്രാധാന്യവുമില്ല എന്നല്ല പറഞ്ഞുവരുന്നത്. കൈപ്പത്തിയോളം വലിപ്പമുള്ള ഒരു സെന്‍സര്‍ ആയാലും അതില്‍ ഒരൊറ്റ പിക്‌സലേ ഉള്ളൂവെങ്കില്‍ ചിത്രം വെറുമൊരു ബിന്ദു മാത്രമായിരിക്കുമല്ലോ. ഏതാനും ആയിരം പിക്സലുകളെ ഉള്ളൂവെങ്കില്‍ സെന്‍സര്‍ എത്ര വലുതായാലും ചിത്രത്തിന് ഒരു ഐക്കണിന്റെ വലിപ്പം മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ. അതുകൊണ്ട് സെന്‍സര്‍ വലുതാകുന്നതിനൊപ്പം റെസലൂഷന് വര്‍ദ്ധിക്കേണ്ടതുണ്ട്. കൂടുതല്‍ വലിപ്പത്തിലുള്ള പ്രിന്റൌട്ട് എടുക്കാനും ക്രോപ്പുചെയ്തെടുക്കുന്ന ഭാഗങ്ങള്‍ക്ക് പോലും ആവശ്യത്തിന് വലിപ്പമുണ്ടായിരിക്കാനും ഉയര്‍ന്ന റെസലൂഷന് സഹായിക്കും. എന്നാല്‍ സെന്‍സറിന്റെ വലിപ്പത്തിന് യോജിക്കാത്ത രീതിയില്‍ റെസലൂഷന് കൂടിക്കഴിഞ്ഞാല്‍ വിപരീതഫലമായിരിക്കും ഉണ്ടാവുക എന്നാണ് പറഞ്ഞുവരുന്നത്. ഓരോ പിക്സലിലും എത്തുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ അളവ് കുറയും എന്നതാണ് പ്രശ്നം. ഇത് നോയ്‌സ് വര്‍ദ്ധിക്കാനും കുറഞ്ഞ വെളിച്ചത്തിലെടുക്കുന്ന ചിത്രങ്ങള്‍ മോശമാകാനും കാരണമാകും.
ഫോട്ടോഗ്രാഫി തത്പരര്‍ക്ക് പ്രിയപ്പെട്ട 'ബൊക്കെ എഫക്റ്റ്' (പശ്ചാത്തലം അവ്യക്തമാക്കല്‍) നന്നായി കിട്ടാനും വലിയ സെന്‍സര്‍ സഹായിക്കും എന്ന് പറയാറുണ്ടെങ്കിലും ഇത് ക്രോപ്പ് ഫാക്റ്റര്‍, ലെന്‍സിന്റെ ഫോക്കല്‍ ലെങ്ത് തുടങ്ങി മറ്റു പല ഘടകങ്ങളെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അവ തത്കാലം ഈ ലേഖനത്തിന്റെ പരിധിക്ക് പുറത്താണ്.
ഫോണ്‍ ക്യാമറകളിലാണ് ഏറ്റവും ചെറിയ സെന്‍സര്‍ കാണാറുള്ളത്. സാധാരണ പോയിന്റ്-ആന്‍ഡ്-ഷൂട്ട് ക്യാമറകളിലേത് ഒരല്‍പ്പംകൂടി വലുതാകാം. പ്രീമിയം കോംപാക്റ്റ് ക്യാമറകളിലേത് കുറേക്കൂടി വലുതായിരിക്കും. മിറര്‍ലെസ്സ് ക്യാമറകളില്‍ പ്രചാരത്തിലുണ്ടായിരുന്ന 'മൈക്രോ ഫോര്‍ തേഡ്സ്' ആണ് അടുത്തത്. ഇതിനേക്കാള്‍ വലിപ്പമുള്ള സെന്‍സറുകള്‍ പൊതുവെ ഉയര്‍ന്നതരം മിറര്‍ലെസ്സ്, ഡിഎസ്എല്‍ആര്‍ ക്യാമറകളില്‍ മാത്രം കാണുന്നവയാണ്. എപിഎസ്-സി (APS-C), ഫുള്‍ ഫ്രെയിം, മീഡിയം ഫോര്‍മാറ്റ് എന്നിവയാണ് അവ. മുപ്പത്തഞ്ചു മില്ലീമീറ്റര്‍ ഫിലിമിന് തുല്യമാണ് ഫുള്‍ ഫ്രെയിം. വിലകൂടിയ ഡിഎസ്എല്‍ആര്‍, മിറര്‍ലെസ് ക്യാമറകളില്‍ ഉള്ളത് ഈ ഫോര്‍മാറ്റ് ആണ്. പ്രകൃതിദൃശ്യങ്ങള്‍ പകര്‍ത്തുന്നവര്‍ക്കിടയില്‍ പ്രചാരമുള്ളതാണ് 35mm-നേക്കാള്‍ വലിപ്പമുള്ള മീഡിയം ഫോര്‍മാറ്റ്. മീഡിയം ഫോര്‍മാറ്റ് ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറകളുടെ നിര്‍മ്മാണത്തിന് പേരുകേട്ട കമ്പനിയാണ് ഹാസല്‍ബ്ലാഡ് (Hasselblad). ഫുള്‍ ഫ്രെയിമിനേക്കാള്‍ ചെറിയ എപിഎസ്-സി പോലുള്ള ഫോര്‍മാറ്റുകള്‍ 'ക്രോപ്പ് ഫ്രെയിം' എന്നറിയപ്പെടുന്നുണ്ട്.
സെന്‍സറിന്റെ വലിപ്പവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരളവാണ് 'ക്രോപ്പ് ഫാക്റ്റര്‍'. ഫുള്‍ ഫ്രെയിമുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോള്‍ എത്ര ചെറുതാണ് ഒരു സെന്‍സര്‍ എന്നാണ് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ലെന്‍സുകളുടെ തെരഞ്ഞെടുപ്പിലാണ് ഇത് ഉപകരിക്കുക. ക്രോപ്പ് ഫാക്റ്റര്‍ 1.5 ഉള്ള സെന്‍സറിനേക്കാള്‍ ചെറുതായിരിക്കും ക്രോപ്പ് ഫാക്റ്റര്‍ 2 ഉള്ള സെന്‍സര്‍. ഫുള്‍ ഫ്രെയിമിന്റെ ക്രോപ്പ് ഫാക്റ്റര്‍ 1 ആണ്.
ഇന്നതരം ക്യമറയ്ക്ക് ഇത്രവലിപ്പമുള്ള സെന്‍സറേ ഉണ്ടാകൂ എന്ന് പൊതുവെ പറയാറുള്ളത് എല്ലായ്പോഴും ശരിയല്ല. ഒരിഞ്ച് വലിപ്പത്തിലുള്ള സെന്‍സറുമായി പുറത്തിറങ്ങിയ മൊബൈല്‍ ഫോണുകള്‍ ഉണ്ട്. അതുപോലെ ഡിഎസ്എല്‍ആര്‍ ക്യാമറകളില്‍ കാണുന്ന വലിപ്പത്തിലുള്ള സെന്‍സറുമായി പുറത്തിറങ്ങിയ കോംപാക്റ്റ് ക്യാമറകളും ഉണ്ട്. ഇതെല്ലാം വളരെച്ചുരുക്കമാണെന്നുമാത്രം.
നിറങ്ങള്‍ പകര്‍ത്തുന്നതെങ്ങനെ
ഓരോ പിക്സലിലെയും പ്രകാശതീവ്രത അളക്കാന്‍ മാത്രമേ സെന്‍സറുകള്‍ക്ക് കഴിവുള്ളൂ. നിറങ്ങള്‍ തിരിച്ചറിയാനാവില്ല. മറ്റൊരു രീതിയില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ സിസിഡി, സീമോസ് (CMOS) തുടങ്ങിയ ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറാ സെന്‍സറുകള്‍ക്ക് ബ്ലാക്ക് ആന്‍ഡ് വൈറ്റ് ചിത്രങ്ങള്‍ എടുക്കാന്‍ മാത്രമേ കഴിയൂ. പിന്നെ എങ്ങനെയാണ് ഇവ ഉപയോഗിച്ച് വര്‍ണചിത്രങ്ങള്‍ പകര്‍ത്തുന്നത്?
ദശലക്ഷക്കണക്കിന് നിറങ്ങളാണ് നമ്മുടെ കണ്ണിന് തിരിച്ചറിയാനാവുക. ഇതിലേതു നിറവും രണ്ടു മൂന്ന് അടിസ്ഥാനവര്‍ണങ്ങള്‍ പല അനുപാതത്തില്‍ കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്ത് അനുകരിക്കാനാകും എന്നതാണ് കളര്‍ ഫോട്ടോഗ്രഫിയുടെയും ഡിസ്‌പ്ലേകളുടെയും അടിസ്ഥാനതത്വം. ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല എന്നീ അടിസ്ഥാന നിറങ്ങളാണ് നമ്മുടെ കണ്ണിലെ കോശങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അതുകൊണ്ട് ഫോട്ടോഗ്രഫി, ഡിസ്‌പ്ലേ രംഗങ്ങളിലും ആര്‍ജിബി തന്നെ അടിസ്ഥാന നിറങ്ങളായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.
ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാല്‍ ഒരു മുഴുവര്‍ണചിത്രത്തെ അതിലെ ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല ഘടകങ്ങളായി വേര്‍തിരിച്ച് രേഖപ്പെടുത്താം. ഇതിന് വിപരീതമായ രീതിയില്‍ ഇവ സംയോജിപ്പിച്ച് പ്രദര്‍ശിപ്പിച്ചാല്‍ എല്ലാ നിറവുമുള്ള ചിത്രം തിരികെക്കിട്ടുകയും ചെയ്യും. ദശലക്ഷക്കണക്കിന് നിറങ്ങള്‍ അങ്ങനെ വെറും മൂന്നു നിറങ്ങളിലൊതുങ്ങി. ബ്ലാക്ക് ആന്‍ഡ് വൈറ്റ് സെന്‍സര്‍ മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് ഈ മൂന്നു നിറങ്ങള്‍ രേഖപ്പെടുത്തുന്നതെങ്ങനെ എന്നതാണ് ഇനിയുള്ള ചോദ്യം.
ഇതിന് ഫില്‍റ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിക്കാം. അതും പല രീതിയില്‍. ലളിതമായ ഒരു രീതിയില്‍ ഒരേ ദൃശ്യം ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല എന്നീ ഫില്‍റ്ററുകള്‍ മാറിമാറി വച്ച് ചിത്രങ്ങള്‍ എടുക്കുന്നു. ഇതിലോരോ ചിത്രവും ബ്ലാക്ക് ആന്‍ഡ് വൈറ്റ് ആണെങ്കിലും ചിത്രത്തിലെ ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല ചാനലുകളുടെ തീവ്രതയാണ് അവ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. മൂന്നു ചിത്രവും അതാതു ഫില്‍റ്ററിന്റെ സഹായത്തോടെ ഒരേ സമയം പ്രദര്‍ശിപ്പിച്ചാല്‍ ശരിയായ കളര്‍ഫോട്ടോ കിട്ടും.
എന്നാല്‍ മൂന്നു ചാനലുകളും ഒന്നിനുപുറകെ ഒന്നായി ചിത്രീകരിക്കുന്നത് ചലിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ചിത്രമെടുക്കാന്‍ യോജിച്ചതല്ലല്ലോ. ലെന്‍സ് കടന്നെത്തുന്ന പ്രകാശത്തെ മൂന്നായി വിഭജിക്കുകയും ഫില്‍റ്ററുകളിലൂടെ കടത്തിവിട്ട് ഒരേ സമയം മൂന്നു സെന്‍സറില്‍ പകര്‍ത്തുകയും ചെയ്യുന്നതാണ് ഒരു പരിഹാരം. സ്‌പേസ് ടെലിസ്കോപ്പ് പോലുള്ളവ വലിയ ആവശ്യങ്ങള്‍ക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും സാധാരണ ക്യാമറകളില്‍ ഇതും അപ്രായോഗികമാണ്. സെന്‍സറില്‍ത്തന്നെ ഫില്‍റ്ററുകള്‍ ഒരുക്കുക എന്നതാണ് ഏറ്റവും പ്രായോഗികം. മൊബൈല്‍ ഫോണുകള്‍ മുതല്‍ പ്രൊഫഷണല്‍ ക്യാമറകള്‍ വരെ ചെയ്യുന്നതും അതാണ്.
സെന്‍സറിനുമേലുള്ള ഫില്‍റ്റര്‍ പാളിയാണ് കളര്‍ ഫില്‍റ്റര്‍ അറേ (CFA). സെന്‍സറിനെപ്പോലെ ഇതും പിക്സലുകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഓരോ പിക്സലിലും മൂന്നു ചാനലും രേഖപ്പെടുത്തുന്നതിന് പകരം ഒരു പിക്സലില്‍ ഒരു ചാനല്‍, അടുത്ത പിക്സലില്‍ അടുത്ത ചാനല്‍ എന്നിങ്ങനെ രേഖപ്പെടുത്തുകയാണ് ചെയ്യുക. ബേയര്‍ ഫില്‍റ്റര്‍' (Bayer Filter) എന്ന തരം ഫില്‍റ്ററില്‍ നാല് പിക്സലുള്ള ഒരു സമചതുരം എടുത്താല്‍ ഒരു ചുവപ്പു പിക്സല്‍, ഒരു നീല പിക്സല്‍, രണ്ടു പച്ച പിക്സലുകള്‍ എന്നിങ്ങനെയാണ് ഉണ്ടാവുക. ഇത് പിന്നീട് ആവര്‍ത്തിക്കും. ഓരോ പിക്സലിലും കിട്ടാതെ പോയ ചാനലുകള്‍ തൊട്ടടുത്ത പിക്സലുകള്‍ അടിസ്ഥാനമാക്കി കണക്കുകൂട്ടിയെടുക്കും (Interpolation). അങ്ങനെ ഒരൊറ്റ സെന്‍സര്‍ ഉപയോഗിച്ച് ഒരൊറ്റ സ്നാപ്പില്‍ മൂന്നു ചാനലുള്ള ഒരു മുഴുവര്‍ണചിത്രം പകര്‍ത്താനാകുന്നു. ഇങ്ങനെ നോക്കുമ്പോള്‍ തനി ബ്ലാക്ക് ആന്‍ഡ് വൈറ്റ് സെന്‍സറുകള്‍ ഉള്ള ക്യാമറകളെ അപേക്ഷിച്ച് കളര്‍ സെന്‍സര്‍ ഉള്ള ക്യാമറകള്‍ക്ക് റെസല്യൂഷന്‍ കുറവാണ്. കളര്‍ ക്യാമറകളില്‍ ബ്ലാക്ക് ആന്‍ഡ് വൈറ്റ് ഷൂട്ടിങ്ങിനായി പ്രത്യേക മോഡ് കാണാമെങ്കിലും ഇതുപയോഗിക്കുമ്പോഴും ദൃശ്യം ഫില്‍റ്ററിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നുണ്ട്. പിന്നീട് സോഫ്റ്റ്‌വെയറിന്റെ സഹായത്തോടെ ബ്ലാക്ക് ആന്‍ഡ് വൈറ്റ് ദൃശ്യം കൃത്രിമമായി ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. അതുകൊണ്ടാണ് ആസ്‌ട്രോഫോട്ടോഗ്രാഫര്‍മാര്‍ കളര്‍ ഫില്‍റ്ററേ ഇല്ലാത്ത ക്യമറകള്‍ സംഘടിപ്പിക്കാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നത്.
എഴുപതുകളില്‍ കൊഡാക്കില്‍ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ബേയര്‍ ഫില്‍റ്റര്‍ ആണ് ഇന്ന് ഏറ്റവും പ്രചാരമുള്ള കളര്‍ ഫില്‍റ്റര്‍. എന്നാല്‍ ബേയര്‍ അല്ലാത്ത ഫില്‍റ്ററുകളും ഉണ്ട്. ഒരു ഉദാഹരണമാണ് ഫുജിഫിലിം എക്സ്-ട്രാന്‍സ് (X-Trans). ഒമ്പതു പിക്സലുള്ള ഒരു സമചതുരമെടുത്താല്‍ ഇതില്‍ അഞ്ച് പച്ച പിക്സലും രണ്ടുവീതം ചുവപ്പ്, നീല പിക്സലുകളും കാണാം. ഒമ്പതുപിക്സലുള്ള എല്ലാ സമചതുരത്തിലും പച്ചയുടെ സ്ഥാനം ഒന്നാണെങ്കിലും ചുവപ്പിന്റെയും നീലയുടെയും സ്ഥാനം മാറിമാറി വരും. ബേയര്‍ ഫില്‍റ്റര്‍ ഉപയോഗിച്ചാലുണ്ടാകുന്ന 'മോയിര്‍' (Moiré) പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുകയും മുന്നില്‍ വയ്ക്കാറുള്ള ചില അധിക ഫില്‍റ്ററുകളുടെ ഉപയോഗം ഒഴിവാക്കുന്നതും ആണ് എക്സ്-ട്രാന്‍സ്. ഡിജിറ്റള്‍ ഫോട്ടോകളില്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടാറുള്ള ചില അനാവശ്യ പാറ്റേണുകളാണ് മോയിര്‍ പാറ്റേണുകള്‍.