Rimozione del filtro bayer

La rimozione del filtro bayer è un tecnica che consiste nel trasformare un normale sensore di una fotocamera in un sensore monocromatico. È una tecnica irreversibile che va a modificare permanentemente un componente della fotocamera. Questo articolo vuole essere solo un approfondimento su questa tecnica per capire come funzione e cosa comporta.

Prima di parlare della rimozione del filtro è meglio spiegare come funziona un sensore e perché la rimozione del filtro bayer rende il sensore monocromatico.

Il sensore di una fotocamera non è altro che un insieme di ricettori fotosensibili disposti in maniera ordinata su una superficie bidimensionale.  Quando si scatta una foto la luce passa attraverso le lenti dell’obiettivo e finisce sul sensore dove ognuno dei ricettori trasforma i fotoni in una carica elettrica equivalente a uno specifico valore di luminanza.

Questo processo avviene in differenti modi a seconda del tipo di sensore. Nel caso dei sensori CCD la carica viene trasportata all’esterno del sensore dove poi il segnale viene letto. Nei sensori CMOS invece la conversione avviene all’interno del sensore. Comunque non approfondirò questo aspetto di cui parlerò in un articolo apposito.

In questo modo però non c’è alcuna informazione sul colore nei dati ottenuti. Per questo motivo si posiziona davanti al sensore uno strato composto da piccoli filtri con i colori primari. La luce quindi passa prima attraverso questi filtri e poi arriva ai fotorecettori.

Il filtro bayer non è altro che questo strato ed è chiamato cosi in quanto il suo inventore (un signore chiamato Bayer che lavorava per Kodak) ha posizionato nel filtro 2 componenti verdi ogni componente blu e rosso. Il motivo è semplice. L’occhio umano è più sensibile al colore verde e per questo motivo rendere il filtro più sensibile al verde migliora l’immagine percepita dai nostri occhi.

Ci sono altri tipi di filtri (con combinazioni diverse) ma il principio è comunque lo stesso.

Comunque le informazioni grezze catturate dal sensore vengono trasformate in un’immagine a colori attraverso il processo di “demosaicizzazione” . Per ogni pixel infatti sono necessari i dati delle 3 componenti cromatiche che vengono ricostruiti proprio in base al tipo di filtro utilizzato sopra il sensore. Il trucco è abbastanza semplice.I fotorecettori,come spiegato prima,possono catturare i fotoni e quindi “misurare” in un certo senso la quantità di luce. Ma se sopra un ricettore mettiamo un filtro che lasci passare solo le lunghezze d’onda di un tipo di colore, tramite la demosaicitzzazione il software saprà anche quali sono quelli blu rossi e verdi e quindi,di conseguenza,potrà costruire anche i colori.

Questo processo viene fatto dalla fotocamera in caso la foto venga salvata in formato jpeg. Salvando le informazioni nel formato raw invece si da la possibilità a un software esterno (come lightroom) di utilizzare quelle informazioni per ricostruire l’immagine secondo le preferenze dell’utente. Ecco perché lavorando con i file raw è possibile gestire in maniera cosi ottimale i colori della foto. Perché semplicemente quei colori devono ancora essere ricostruiti a partire dai colori primari.

Adesso che è chiaro il funzionamento del sensore appare abbastanza semplice in cosa consista la rimozione del filtro bayer. Togliendo il filtro infatti la luce arriva direttamente al sensore aumentando la nitidezza (visto l’ostacolo in meno) e la sensibilità.Sopratutto perché viene eliminato il passaggio della demosaicitzzazione sopra menzionato. Ovviamente questo implica che non ci saranno informazioni sul colore e quindi la foto ottenuta sarà monocromatica.  Togliere il filtro non è facilissimo e oltre a richiedere una certa manualità implica il dover danneggiare permanentemente un componente.

Per prima cosa va smontata completamente la fotocamera.

(Le immagini qui sotto sono prese da un video dove viene completamente smontata una Canon 650D. Per visualizzare tutto il procedimento quindi vi invito a visionare il video originale del fotografo Gary Honis qui )

Fatto questo dovete rimuovere il blocco che contiene i componenti del sensore. Si trova al centro ed è facilmente visibile visto che si trova sulla stessa linea del sensore. Per farlo dovrebbero esserci solo alcune viti ancorate sui lati del blocco e alcune fascette da rimuovere (quelle per il passaggio dei dati,gialle scure nell’immagine qui sopra).

Una volta smontato tutto dovreste avere in mano questo.

A questo punto avrete il blocco del sensore e dovrete separare i vari componenti (anche qui basta svitare le viti presenti al lati). Una volta separato tutto avrete il sensore con il filtro davanti.

A questo punto arriva la parte più pericolosa. In pratica dovete trovare qualcosa con cui grattare via il filtro. Il procedimento sarà simile a quando grattata un “gratta e vinci” ma non potrete usare nulla di appuntito in quanto potreste danneggiare anche il sensore vero e proprio sotto il filtro.

L’effetto durante il procedimento dovrebbe essere questo.

Una volta finito dovrete rimontare tutto e da quel momento le immagini ottenute saranno senza informazioni cromatiche.

I vantaggi di questa pratica non sono cosi ovvi. Abbiamo una maggiore nitidezza e sensibilità dovuti alla mancanza del filtro e di conseguenza del processo di demosaicizzazione. Ma principalmente non viene effettuata per questo ma per una presunta maggiore resa del bianco e nero. Il problema è che la chiarezza di un colore non dipende solo dal suo fattore di luminanza (cioè quello interpretato dei foto ricettori del sensore) ma anche in una certa misura dalla sua croma. Se aumenta la croma aumenta anche la chiarezza.

Secondo l’effetto Helmholtz-Kohlrausch gli esseri umani infatti possono percepire 2 oggetti aventi la stessa luminosità ma colore differente come aventi 2 luminosità diverse.

Se guardate l’immagine qui sopra (che va a simulare l’effetto che ho appena descritto) non abbiamo tonalità diverse solo al salire della colonna (che corrisponde all’aumento di luminosità) ma anche andando verso destra (cioè solo al cambio di colore).L’effetto si presenta in maniera più o meno marcata a seconda del colore ma è indubbiamente presente.

Se ragioniamo in questi termini viene logico pensare che per avere maggiori sfumature nel bianco e nero sia necessario passare attraverso il colore. Quindi la rimozione del filtro non va,secondo il mio parare,a migliorare questo aspetto.

IMPORTANTE: Come ho già detto all’inizio dell’articolo ho voluto solo spiegare cos’è e cosa comporta questo procedimento. Invito comunque gli utenti a evitare questa pratica che,nel migliore dei casi,danneggia permanentemente la vostra fotocamera. AperturePhoto quindi non è responsabile di eventuali danneggiamenti dovuti alla lettura di questo articolo.