Camera Sensor and Pixels

65 – Camera Sensor and Pixels                   ဓါတ္ပံု ပညာရပ္ ဆိုင္ရာ မွတ္စု (၆၅)

ကင္မရာ Sensor ႏွင့္  Pixels တို႕ အေၾကာင္း

တစ္ေစ့ တစ္ေစာင္း။

 

By Soe Hlaing

 

 

စကား ဦး

ကင္မရာ Sensor အေၾကာင္း ႏွင့္ပတ္သက္၍ မွတ္စုအမွတ္ (၁၆) ႏွင့္ (၂၆)တို႕ တြင္ ေရးခဲ့ ပါေသာ္လည္း ယင္း ႏွင့္ဆက္ႏြယ္ ေန သည့္ Pixels အေၾကာင္းကို ေရးရန္ က်န္ေန ခဲ့ပါသည္။ Pixels အေၾကာင္းေရး ပါလွ်င္ ယင္းျဖစ္ေပၚလာမွဳ ၏ အေျခ ခံ ဖျစ္သည့္ Sensor ေပၚရွိ Potosites မ်ား အေၾကာင္းပါ  ေရးမွ သာ လွ်င္ ေရွ႕ ေနာက္ ဆက္ ကာ လိပ္ပတ္ လည္ မည္ ျဖစ္ေသာေၾကာင့္ Sensor ေပၚရွိ Photosites အေၾကာင္းကို ပါ ေျခ ဆင္း အျဖစ္ ေရးသား ထားပါသည္။

ဤ မွတ္စုကိုေရးသားရာ တြင္ အဂၤလန္ နိုင္ငံ ထုတ္ Doug Harman ၏  The Digital Photography Handbook ပါ How many Megapixels? ႏွင့္ Roger N. Clark ၏ Digital Cameras: Does Pixel Size Matter? Factors in Choosing a Digital Camera ေဆာင္းပါး ႏွစ္ခု ကို ေျခခံ ကာ ေရးသား ထားျခင္း ျဖစ္ပါသည္။

အထက္ပါ ေဆာင္းပါး ႏွစ္ခု ကို အျချပဳ ထားသည္ ဆိုေစကာမူ ဤဘာသာရပ္ သည္ နက္နဲသည့္ အလင္းဆိုင္ရာရူပေဗဒ သိပၼံ ဘာသာရပ္ ျဖစ္သျဖင့္ ျဖည့္ စြက္ ရွင္းလင္းရန္ လိုသည္ မ်ားအတြက္ အျခားမ်ား စြာေသာ ေဆာင္းပါးမ်ားကိုပါ အနည္း ႏွင့္အမ်ား ကိုးကား ေရးသား ရပါသည္။

 

ကင္မရာ Sensor ။

Digital Camera တိုင္းတြင္ အလင္းကို ဖမ္းကာ ပံုရိပ္ ေဖၚေပးသည့္ Film ကဲ့သို႕ ေသာ Sensor ပါရွိပါသည္။ Sensor အမ်ိဳးမ်ိဳး ရွိေသည္လည္း ကင္မရာ မ်ားတြင္ မူ အဓိက အားျဖင့္ CCD သို႕ မဟုတ္ CMOS Sensor မ်ား ကိုသံုးၾက ပါသည္။

Sensor အမ်ိဳး မ်ိဳး ရွိသည့္ အနက္ အဓိ အသံုးမ်ားသည့္ Sensor မ်ားမွာ -

 

- CCD ( Charge-Coupled Device ) Sensor

- COMS (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor ) Sensor

- Bayer Sensor

- Foveon X3 Sensor

- 3CCD Sensor

 

စသည္ျဖင့္ျဖစ္ၾကသည္။ သို႕ ရာတြင္ လက္ရွိ ကင္မရာ အမ်ားစု သံုးေနၾကသည္မွာ CCD Sensor ႏွင့္ COMS Sensor မ်ားျဖစ္ၾကသည္။

 

 

CCD ( Charge-Coupled Device ) Sensor

 

CCD Sonsor သည္ Analog Device ျဖစ္သည္။ Sensor အေပၚရိုက္ ခတ္လာသည့္ အလင္းေရာင္ ( Photon) အား ၄င္း၏ Photosites  က Electric Charge အျဖစ္ လက္ခံ ထားလိုက္သည္။ ယင္းေနာက္ Electric Charge က တစ္ဆင့္ Voltage ယင္း မွ တစ္ဆင့္  Digital Signals အျဖစ္ ဆက္၍ ေျပာင္းေပးျခင္း ျဖစ္သည္။ CD Sensor ကို ကင္မရာမ်ားအျပင္ သိပၼံ ႏွင့္ နည္း ပညာ ဆိုင္ရာ ေဆးပညာ ရပ္ဆိုင္ရာ တို႕ ၏ အဆင့္ျမင့္ ပံုရိပ္မ်ား လိုအပ္ သည့္ေနရာမ်ားတြင္လည္း သံုးသည္။

 

 

CCD Sensor တစ္ခု၏ပံု

 



 

 

အထက္ပါ ပံု မွာ CCD Sensor တစ္ခု၏ အလင္း ကို Photodiodes ( Photosite ) မွ တစ္ဆင့္ Electricity ၊ ယင္းမွ တစ္ဆင့္ Output တြင္ Electricity ကို Voltage ေျပာင္းေပး ျခင္း ကို ျပသည့္ ပံုၾကမ္း ျဖစ္ပါသည္။

 

CMOS ( Complementary Metal-Oxide Semiconductor )

 

CMOS Sensor သည္လည္း CCD Sensor နည္းတူပင္ အလင္း ကို Electronic Signal အျဖစ္သို႕ ေျပာင္းေပးသည့္ အရာမ်ား ျဖစ္ၾကသည္။ CMOS ကို Complementary Symmetry Metal Oxide Semiconductor ( COS-MOS ) ဟုလည္း ေခၚသည္။ Complimentary Symmetry ဆိုသည့္ စကားရပ္မွာ CMOS အေနႏွင့္ Complementary and Symmetrical pair of P-Typeႏွင့္ N-Type Metal Oxide Semiconductorတစ္စံုကို အသံုးျပဳ ၍ Light ကို ဖမ္းယူ ကာ Electronic Signal သို႕ ေျပာင္းေပးျခင္းကို ဆိုလိုပါသည္။

 

CMOS Sensor တစ္ခု၏ပံု

 

 

 

အထက္ပါ ပံု မွာ CMOS Sensor တစ္ခု၏ အလင္း ကို Photodiodes မွ တစ္ဆင့္ Electricity ၊ ယင္းမွ တစ္ဆင့္ CMOS Sensor က Output တြင္ Electricity ကို Voltage ေျပာင္းကာ Pixel မ်ားအား Amplified လုပ္္ေပးသည္ ကို ျပသည့္ ပံုၾကမ္း ျဖစ္ပါသည္။

 

 

လက္ရွိအေျခအေနတြင္ CCD ႏွင့္ CMOS Sensor ႏွစ္ခု အနက္ မည္သည့္ Sensor က ပို၍ နည္းပညာတြင္ ေရွ႕ေျပးသည္ကို ယတိျပတ္ ေျပာရန္ ခက္သည္။ သူႈ႕ အားသာ ခ်က္ ႏွင့္ သူရွိၾကသည္။ သို႕ ရာတြင္ CMOS Sensor သည္ Power အသံုးနည္းကာ Data ဖတ္ရာတြင္ ပို၍ ျမန္သည္ဟု သိရသည္။ ယခု ေနာက္ပိုင္း ကင္မရာ မ်ားတြင္ CMOS Sensor မ်ားသာ သံုးလာၾက သည္ကို ေတြ႕ရသည္။

 

Pixels

Sensor မ်ား တြင္ အလြန္ ေသးငယ္ေသာ အလင္း (Photon ) ကို ဖမ္း ယူသည့္ Photosites မ်ား ပါရွိသည္။ ယင္းကို Photodiode ဟုလည္း ေခၚ ၾကပါသည္။ Sensor မ်ားတြင္ အလွ်ား လိုက္ ႏွင့္ ေဒါင္လိုက္ စီထားသည့္ Photosites မ်ား သည္ ေအာက္ပါ ပံု တြင္ ျပထားသကဲ့သို႕ Lens မွ ၀င္လာသည့္ အလင္း (Photon ) ကို ေရပံုး ႏွင့္ ေရခံ သကဲ့ သို႕ ခံ ယူပါသည္။

 

 

Photosite အၾကီးအေသး အားလံုး ေသာ အရြယ္မ်ားတြင္ က်င္း အနက္သည္ အတူတူ ပင္ ျဖစ္သည္။ Photon သည္ အဆိုပါ က်င္း၏ အနက္ထက္ ေအာက္ သို႕ ဆက္ မဆင္း နိုင္ေျခ။ မ်က္ႏွာျပင္ က်ယ္ က်ယ္ ျပန္႕ မွဳ တြင္သာ အၾကီး အေသး ကြာသည္။

 

ဤေနရာ တြင္ အနည္းငယ္ ရွင္းလိုသည္မွာ အၾကမ္းအားျဖင့္ ဤ ကဲ့ သို႕  Photon ကို ေရခံ သကဲ့ သို႕  ခံ ယူ သည့္ Photosite မ်ားကို Pixel ဟု အလြယ္ သေဘာ ေခၚေ၀ၚ သံုးစဲြ သည္လည္းရွိပါသည္။ အထက္တြင္ ျပထားသည့္ CCD Sensor ႏွင့္ CMOS Sensor မ်ားအေၾကာင္း ရွင္းျပထားေသာ Diagram ပံု မ်ား ႏွင့္ အထက္ပါ Photon Rain ပံုမ်ား တြင္ Photosites ( Photodiode ) ကို Pixel ဟူ၍ သံုးထားသည္ ကိုေတြ႕ နိုင္ပါသည္။

 

ဥပမာအား ျဖင့္ Sensor ေပၚတြင္ Photosites ပမာဏ အေနႏွင့္  Colum and Row (4288 X 2848) = 12.1779 Million စီထားသည့္ CCD Sensor ကို 12 Megapixels ကင္မရာ Sensor ဟု ေခၚသည္လည္း ေလ့လာ ဖတ္ရွဳ ဘူးပါသည္။

ေအာက္ပါ ပံုမွာ Sensor တစ္ခု ေပၚတြင္ Photosites မ်ား တစ္နည္း အားျဖင့္ Photon မ်ားကို လက္ခံ မည့္ က်င္း ကေလး မ်ား ၏ အလ်ားလိုက္ ႏွင့္ ေဒါင္လိုက္ စီထားသည့္ ကိုျမင္သာရန္ ျပထားသည့္ နမူနာ ပံု ျဖစ္ပါသည္။

 

 

Cavity Array

 

အေသးစိတ္ ေဖၚျပရပါလွ်င္  Sensor ေပၚ ရွိ Photosites မ်ားသည္ Pixels အဆင့္ သို႕ မေရာက္ေသးပါ။ အလြယ္ ေခၚရပါက Sensor ေပၚရွိ သည့္ က်င္း ကေလးမ်ား အဆင့္ သာ ျဖစ္ပါသည္။ အဆိုပါ အေျခအေနတြင္ Red, Green, Blue စသည့္ အေရာင္ သံုးမ်ိဳးကို ခဲြ ျခား ကာ လက္ခံ နိုင္ျခင္း မရွိသးပါ။ ေအာက္ပါ နမူနာ ပံုကဲ့ သို႕ Colour Filter Array ခံ လိုက္မွသာ လွ်င္ အဆိုပါ Photosite က်င္း ကေလးမ်ားသည္ Red, Green, Blue စသည့္ အေရာင္မ်ားကို သီးျခားစီ ခဲြကာ လက္ခံ ပါသည္။

 

Colour Filter Array.

 

အမ်ားဆံုး အသံုးျပဳ သည့္ Colour Filter Array မွာ Bayer Array ပင္ျဖစ္ ပါသည္။

 

Sensor သည္ Photon  (အလင္း) ကို မိုးေရ ခံ သကဲ့ သို႕ ခံ ယူ ျပီးေနာက္ Photoelectric effect အရ Eleectron အျဖစ္ ျပန္ထုတ္ေပးသည္။ အဆိုပါ Electron မ်ားကို Exposure ဖြင့္ထားသည့္ အခ်ိန္ ကိုလိုက္၍ ၄င္း၏ က်င္း (Well) မ်ား အတြင္း Electrical Charge မ်ားအျဖစ္ သိမ္း ထား ေပးသည္။ အဆိုပါ Electrical Charge ပမာဏသည္ Sensor ေပၚ ရိုက္ခတ္ သည္ Photon ပမာဏ ၏ အခ်ိဳး အတိုင္း ပင္ ျဖစ္သည္။

 

ယင္းေနာက္ အဆိုပါ Electrical Charge ကို ပထမ အဆင့္ တြင္ Analog Voltage အျဖစ္ ေျပာင္း ေပးသည္။ ထိုမွ တစ္ဆင့္ ၄င္းကို Amplified လုပ္ကာ Analog to Digital ( A/D ) Converter ျဖင့္ Digital Pixal အျဖစ္ေျပာင္းေပးသည္။ ဤ သည္တြင္ အလင္းသည္  (Digital Image ) ပံု ရိပ္ ျဖစ္လာသည္။  အဆိုပါ ျဖစ္စဥ္ သည္။ Photosite မ်ားက ခံယူ ထားေသာ Photon ကို Image Element အျဖစ္ေရာက္ ေစမည့္ Pixel အဆင့္ သို႕  ေျပာင္းေပးသည့္ Process အၾကမ္း ဖ်ဥ္း ျဖစ္ပါသည္။

 

 

Sensor နည္းပညာ တိုးတက္လာမွဳ ။

Sensor တစ္ခု ေပၚရွိ အလင္းကို တုန္႕ျပန္နိုင္ေသာ Photosite ပါ၀င္သည့္ ရာႏွဳန္းကို Fill Factor ဟုေခၚသည္။ CMOs ကဲ့ သို႕ Sensor တစ္ ခုတြင္ အလင္းကို တန္႕ျပန္သည့္ Fill Factor သည္ ၃၀ မွ ၄၀ ရာ ႏွဳန္း ခန္႕ အထိသာ ရွိသည္။ က်န္ ေနရာ မ်ားမွာ Amplifier မ်ား Noise Reduction မ်ား ဆိုင္ရာ Circuits မ်ားသာ ျဖစ္သည္။ စင္စစ္ အား ျဖင့္ Sensor တစ္ခု တြင္ Light Sensitivity ဧရိယာ သည္ Sensor တစ္လံုး၏ ဧရိယာႏွင့္ ႏွိဳင္းစာ လွ်င္ ေသးငယ္ ေနသည္။ ထို႕ ေၾကာင့္ ကင္မရာ ထုတ္လုပ္ သူမ်ားသည္ Fill Factor ကို အားျဖည့္ သည့္အေနႏွင့္ Lens မွ၀င္လာသည့္ Photon ကို Sensor ေပၚရွိLight Sensitivity မရွိေသာ ေနရာမ်ားသို႕ မေရာက္ေစဘဲ Fill Factor ေပးသည့္ ေနရာသို႕ သာ က်ေရာက္ ေစရန္ Micro Lens ကို သံုးၾကသည္။

 

Exposure ဖြင့္ထားသည့္ အခ်ိန္ အတြင္း Lens မွ ၀င္လာသည့္ Photon ကို အထက္တြင္ ေဖၚျပခဲ့သည့္ Sensor ေပၚတြင္ ေပၚ ထြက္လာသည့္ Generated Electrons မ်ားကို က်င္း ( Potential Well ) မ်ားအတြင္း ျဖည့္ထည့္ ေပးရာ တြင္ အဆိုပါ က်င္း သည္ Electron မည္ေရြ႕ မည္မွ် ဆန္႕ေအာင္ ျဖည့္နိုင္သည္ ဆိုသည္ကို Full-Well Capacity ဟု ေခၚသည္။ Generated Electrons မ်ား သည္ Exposureဖြင့္ ထားသည့္ အခ်ိန္အတြငး္ က်င္း အတြင္း ျပည့္သြားပါက ေဘးသို႕ လွ်ံက်ကာ အနီးရွိ အျခားေသာ က်င္းမ်ား အတြင္းသို႕ ၀င္ကုန္ ေတာ့သည္။ ယင္းကို Blooming ျဖစ္သည္ဟုဆိုသည္။ ယင္းကို ေဒါင္လိုက္အခၽြန္ ကေလးမ်ား ႏွင့္ ေတာက္ပေသာ က်ယ္ ပံု ကေလးမ်ား အျဖစ္ ေတြ႕ရမည္ ျဖစ္သည္။ ကင္မရာ မ်ားတြင္ အဆိုပါ ျဖစ္ရပ္ ကို တားဆီး ရန္ Anti-Blooming မ်ား တပ္ဆင္ထားေလ့ ရွိၾက သည္။ ထိေရာက္ မွဳ ရွိသည္ ကိုလည္း ေတြ႕ ရသည္။

 

Sensor တစ္ခု ၏ Electron ပမာဏ မည္မွ် အထိ စုေဆာင္း ထားနိုင္သည္ ဆိုသည့္ အခ်က္ ကို Sensor’s Dynamic Range ဟု ေခၚသည္။ ၄င္းသည္ ကင္မရာ အေန ႏွင့္ Faint and Bright ဧရိယာမ်ား အတြင္း အေသးစိတ္ ပံု ရိပ္ကို ဖမ္း ရာတြင္ Balck မွ White သို႕ Brightness ကူးေျပာင္းသည့္ Range ပင္ျဖစ္သည္။ Full- Well Capacity ရွိေသာ အရြယ္ အစား ၾကီးသည့္ Sensor မ်ား၏ Dynamic Range သည္ ၾကီး မားသည္။ Electron မ်ား က်င္း ( Well ) အျပင္ဘက္သို႕ လွ်ံက်သျဖင့္ နေဘးရွိ Photosite မ်ား ညစ္ႏြမ္း မွဳ ျဖစ္ေစသည့္ Blooming အေျခအေန လည္း နည္းသည္။

 

Sensor တစ္ခု တြင္ အေရာင္ မ်ားေဖၚေဆာင္ျခင္း။

 

Lens ကို ျဖတ္သန္းကာ Sensor ေပၚသို႕ ေရာက္ လာသည္ Photon မ်ားသည္ Colour Filter Array ကိုျဖတ္ကာ  Photosite Potential Well မ်ား အတြင္းသို႕ ၀င္ရာ တြင္ Well တစ္ခု သည္ အေျခခံ အေရာင္ သံုးမ်ိဳး ျဖစ္သည့္ Red, Green , Blue အေရာင္ သံုးေရာင္ သံုးမ်ိဳး အနက္  သက္ဆိုင္ရာ အေရာင္ တစ္ေရာက္ ထည္း  ကိုသာ လက္ခံ ပါသည္။

 

 

 

 

အထက္ပါ ပံု တြင္ ၀င္လာစဥ္ က Well အထဲသို႕ အေရာင္ သံုးမ်ိဳး ၀င္လာသည္ ကို ေတြ႕ ရပါမည္။ သို႕ ရာ တြင္ သံုးေရာင္ စလံုး၀င္လာေစကာ မူ အမွန္ တကယ္ လက္ခံ သည့္ အခ်ိန္ တြင္ Photosite တစ္ခု သည္ အေရာင္ တစ္မ်ိဳး ထည္း ကိုသာ လက္ခံ ပါသည္။  ထို႕ေၾကာင့္ Photosite (က်င္းကေလး) တစ္ခုသည္ သူ တြင္ ရွိသည့္ Filter အလိုက္ သက္ဆိုင္ရာ အေရာင္ ကိုသာ လက္ခံ ထားျပီး က်န္သံုးပံု ႏွစ္ပံု ေသာ Light ( Photon) မ်ားကို ျပန္ အံ ထုတ္ပစ္ လုိက္ပါ သည္။ အျခားေသာ  Photosites မ်ား က လည္း က်န္ေသာ အဓိက အေရာင္ ႏွစ္ေရာင္ကို ေရြးလက္ခံ သည္။ ထိုကဲ့ သို႕ အေရာင္စစ္ ရာတြင္ အမ်ားဆံုးသံုးသည့္ Colour Filter Array မွာ   "Bayer array,"  စနစ္ ျဖစ္ပါသည္။ Bayer Sensor ဟုလည္း ေခၚၾကပါသည္။

 

 

Sensor ေပၚရွိ Photosites မ်ား က အနီ ၊ အစိမ္း ၊ အျပာ အေရာင္(၃) ေရာက္ကို Filter အလိုက္ လက္ခံ ျပီး က်န္ အေရာင္မ်ား အားျပန္ အံ ထုတ္ လိုက္သည့္ စနစ္ကို  ေအာက္ပါ Diagram  နမူနာကို ၾကည့္ပါရန္။

 

 

ယင္းေနာက္ အဆိုပါ Signals မ်ားကို Analogue မွ Digital  ပံု ရိပ္သို႕ ေျပာင္းရာ တြင္ Photosites တစ္ခု အတြင္း ရွိ အေရာင္ မ်ားသည္ အနီး အနား Photosite အတြင္းရွိ အျခား ေသာ အေရာင္မ်ား ႏွင့္ Image Signal ၏ လိုအပ္အခ်က္အရ အျခားေသာ အေရာင္ မ်ား ျဖစ္ ေအာင္ ေပါင္းစပ္ပါသည္။ ဥပမာ အားျဖင့္ အ၀ါ ေရာင္ရေစရန္ အစိမ္း ႏွင့္ အျပာ တို႕ ေပါင္းစပ္ ပါသည္။ အျခား အျခား ေသာ အေရာင္ မ်ားကိုလည္း အေရာင္ သံုးေရာင္၏ ျပင္းအား အလိုက္  ( three colours intensity level – 0 to 255 ) ေပါင္းေပးပါသည္။

ထိုအဆင့္ ေရာက္ သည့္ အေနအထားကို Pixel သို႕မဟုတ္ Image Element ဟု ေခၚပါသည္။ Pixal သည္ ( Building blocks of an image )  Digital Image တစ္ခု ျဖစ္ လာေစေရး အတြက္ အေျခခံ အုတ္ျမစ္ ျဖစ္ပါသည္။ အဆိုပါ ျဖစ္စဥ္ သည္ Photodiode ၏ Electrical Charge process ျဖစ္ မွ ေပၚ ထြက္ လာေေသာေၾကာင့္ Photosites (Photodiode ) ကိုလည္း Pixel ဟူ၍ လံုးကာ ေခၚ ၾကျခင္း ျဖစ္ပါသည္။

 

သို႕ ရာ တြင္ Photosites သည္ ရုပ္သေဘာ အရ Sensor ေပၚတြင္ ရွိသည့္ Physical element ျဖစ္ကာ Pixel ဆိုသည္မူ ရုပ္ပို္င္းဆိုင္ရာ အရာ၀တၱဳ တစ္ခု မဟုတ္မူဘဲ အေရာင္ျဖင့္  ပံုေဖၚ ေပးသည့္ စြမ္းအင္ တစ္ရပ္သာ ျဖစ္ပါသည္။

 

 Bayer Sensor

 ဤေနရာ တြင္ Sensor ဖဲြ႕  စည္းမွဳ တြင္ အသံုးမ်ားသည္ Bayer Sensor ( Bayer Colour Filter array ) အေၾကာင္း ကို အနည္း ငယ္ရွင္းလိုပါသည္။ လူ၏ မ်က္လံုးသည္ အဓိက အေရာင္ သံုးမ်ိဳး ကိုၾကည့္ရာ တြင္ အနီ ေရာင္ ၊ အျပာ ေရာင္ တို႕ ႏွင့္ စာ လွ်င္ အစိမ္းေရာင္ ကို ႏွစ္ဆ ပိုျမင္သည္။ ထို အခ်က္ အရ Bayer array စနစ္တြင္ Pixel တစ္ခု ကို ဖဲြ႕စည္းရာ တြင္ အစိမ္းေရာင္ သည္ ေအာက္ပါ ပုံ တြင္ ျပ ထားသကဲ့ သို႕ အနီ ႏွင့္ အျပာ တို႕ ထက္ ႏွစ္ဆ ကဲ ထားသည္။

 

 

သို႕ ရာ တြင္ Foven Sensor တြင္မူ အဓိက အေရာင္ သံုးမ်ိဳး ကို Pixel တခု ျခင္းစီ အတြင္း သိမ္းထားသည္။

Pixal တစ္ခု တြင္ အနီ၊ အစိမ္း၊ အျပာ တို႕ ကို ကိုယ္စားျပဳသည့္ ကြန္ျပဴ တာ ကိန္းစဥ္ ( Three RGB numeric components ) တို႕ ႏွင့္ ဖဲြ႕ စည္း ထားသည္ ဟု အခ်ိဳ႕ ကဆို ေစကာမူ Bayer စနစ္ တြင္မူ အစိမ္း ကို ႏွစ္ဆ ကဲ ထားသည္ ( Four RGB numeric components ) ျဖင့္ ဖဲြ႕ စည္းထား သည္ ဟု ဆိုပါသည္။

 

ထို႕ ေၾကာင့္ အထက္ပါ ဖဲြ႕ စည္း မွဳ သေဘာ အရ Pixel တစ္ခု သည္ Photosites (၃) ခု သို႕ မဟုတ္ (၄) ခု ျဖင့္ ဖဲြ႕ စည္း ထားသည္ ဟုလည္း ဆိုနိုင္ပါသည္။

 

Sensor မ်ားသည္ ထုတ္လုပ္ သည့္ ကုမၼဏီ အလိုက္ တည္ေဆာက္မွဳ ကဲြျပား ပါသည္။ ထို႕ေၾကာင့္ Pixel ျဖစ္ေပၚ ဖန္တည္း မွဳ သည္လည္း အနည္း ႏွင့္ အမ်ား တူ ညီျခင္း မရွိပါ။  Pixel  မ်ားသည္ Sensor ေပၚ ရွိ Photosite မ်ား အတြင္း၀င္ေရာက္သည့္ Photon မ်ားကို Analog Signal မွ Digital Value အျဖစ္ေျပာင္းလဲ ျခင္း ဟု ဆိုေစကာမူ Sensor တစ္ခု ေပၚရွိ Photosite အေရ အတြက္ ႏွင့္  Image element – Pixel အရည္ အတြက္ သည္ တူညီမွဳ မရွိပါ။ Sensor တစ္ခု တြင္ Pixel အရည္ အတြက္ထက္ Photosite အေရ အတြက္ က ပိုမ်ားေလ့ ရွိပါသည္။

 

Fuji DSLR မ်ားတြင္ မူ Photosite အေရ အတြက္ထက္ Pixel အေရ အတြက္ က ပိုမ်ားသည္ ဟု Photosite and Pixel ဆိုင္ရာ ေဆြးေႏြး ခ်က္ တစ္ခု တြင္ ေရးသားထားသည္ကို ဖတ္ရွဳ ဘူးပါသည္။ သို႕ ေသာ္ အဆိုပါ တင္ျပခ်က္ ကို Fuji က Customer မ်ားကို အရူး လုပ္ ျခင္းသာ ျဖစ္သည္ ဟု တုန္႕ ျပန္ ေ၀ဘန္ မွဳ လည္း ရွိပါသည္။

 

Sensor Size and Pixel.

ေယဘူယ် အားျဖင့္ Pixel မ်ား လွ်င္ ပံု ပို၍ ၾကည္လင္ျပတ္သားပါသည္။ Pixel အနည္း အမ်ားေပၚ မူတည္၍ အရည္ အေသြးမက် ဆင္းေစဘဲပံုကို အၾကီးခ်ဲ႕  နိုင္ပါသည္။  Pixel အေရ အတြက္ တူလွ်င္  Sensor အၾကီးမ်ား ျဖင့္ ရိုက္ သည့္ ပံုသည္ အေသးႏွင့္ ရိုက္သည့္ပံု ထက္ ပို၍ ၾကည္လင္ ျပတ္သားပါသည္။

 

အေၾကာင္းမွာ Sensor ၾကီးပါက Photosite လည္းၾကီး သည့္အတြက္ Photon ကုိ ပို၍ လက္ခံ နုုိင္ပါသည္။ ထို႕ ေၾကာင့္ Light Signal သည္ Sensor အေသး ထက္မ်ားစြာ ပို ၍ အားေကာင္းပါသည္။ Process သည္လည္း ပို၍ ၾကည္လင္ သန္႕ ရွင္းသည္။

၄င္း အျပင္ Photosite တစ္ခု ႏွင့္ တစ္ခု အၾကားရွိ ဧရိယာ ( Empty Space ) သည္ လည္း Sensor အေသး မ်ားကဲ့ သို႕ က်ပ္ အေမဘဲ ေနရာ က်ယ္ သည္။ ထို႕ေၾကာင့္  Potential Well မ်ား အတြင္း မွ အံ ထြက္လာသည့္ Unwanted Electrical Charge  မ်ားသည္ အျခားေသာ Photosite ၏ က်င္း မ်ားအတြင္း သို႕  အလြယ္ တကူ ၀င္ေရာက္ နိုင္ျခင္း မရွိ သျဖင့္ ညစ္ႏြမ္းမွဳ မရွိသည့္အတြက္   Noise မ်ားစြာနည္းသည္။ Light Siganal အားေကာင္း သည့္အတြက္ Immage Prodess ေဖၚေဆာင္ ရန္ ကင္မရာ Firmware ႏွင့္ Driving Engine တို႕က ပံ့ ပိုးေပးရမွဳ လည္း နည္း သျဖင့္ ပံု သည္ သန္႕ စင္သည္။

 

ထို႕ ေၾကာင့္ ကင္မရာ မ်ားတြင္ ထိပ္တန္း စာရင္း၀င္ တစ္ခု ျဖစ္သည့္ Nikon က ေနာက္ဆံုး ထုတ္ လိုက္ေသာ တန္ဘိုးအာျဖင့္ အေမရိကန္ ေဒၚလာ ေျခာက္ေထာင္ ေက်ာ္ ခုႏွစ္ ေထာင္ခန္႕ ရွိ သည့္ Nikon D 4S Full Frame ကင္မရာ Sensor သည္ Pixel အားျဖင့္  16.2 Megapixels သာရွိပါသည္။

 

 

Nikon D4S Camera

သာမန္ Compact Camera မ်ား၏ Pixels အေရ အတြက္ မွ်သာ ျဖစ္သည္။ Theory သေဘာအရ ေျပာရလွ်င္ D 4S ၏ ပံုထြက္ သည္ 16 MP Compact Camera ၏ ပံု ၏ အရည္ အေသြး မွ် သာ ရွိျပီး  Size အၾကီး ခ်ဲ႕ ၍ မရ နိုင္ ဟု ထင္ဘြယ္ရာ ရွိသည္။ သို႕ေသာ္ အထက္တြင္ ေဖၚ ျပထားသည့္ Sensor Size ႏွင့္ အဆင့္ျမင့္သည့္ Electrical Process, Firmware, Driving  Engine အခ်က္မ်ားေၾကာင့္ D 4 ပံု မ်ား သည္ ၾကည္လင္ျပတ္သား၊ သန္႕ စင္ကာ ထိပ္တန္း ပံု ၾကီး မ်ား ထုတ္ နိုင္သည္။  ISO ကို409,600 အထိ တင္ကာ ရိုက္ နိုင္သည္ ဟု သိရသည္။

Sensorၾကီးလာလွ်င္ Noise သက္သာသည္။ Sensor ၾကီးလာပါက Photosite သည္လည္း ၾကီးလာသည္။ ထို႕ ေၾကာင့္ အလင္းစုစည္း နိူင္စြမ္း သည္လည္း ၾကီး လာသည္။ ၄င္းအျပင္ Photosite မ်ား ၾကီး လာသည့္ အတြက္္ Photosite မ်ား ၏ တစ္ခု ႏွင့္ တစ္ခု အၾကားရွိ ဧရိယာ ( Space ) သည္လည္း ၾကီးလာသည္။ ထို႕ ေၾကာင့္ အထက္တြင္ ေဖၚ ျပ ထား သကဲ့ သို႕  Potential well မ်ား မွ လွ်ံ က် လာေသာ မလိုလားအပ္သည့္ ညစ္ႏြမ္းမွဳ ကူးသန္းနိုင္ျခင္းလည္း အျဖစ္နည္းသည္။ Signal ၏ ပမာဏ မ်ားကာ Noise ျဖစ္ေပၚ မွဳ ပမာဏ နည္း သည့္အတြက္ ထိုႏွစ္ခု ၏ အခ်ိဳး ျဖစ္ ေသာ ( Signal to Noise Ratio ) ၾကီး လာကာ Noise ျဖစ္ေပၚမွဳသည္ Sensor အေသး မ်ား ႏွင့္ ႏွိဳင္းယွဥ္ လွ်င္ ပိုနည္း သြားသည္။

 

Sensor size ေသးေသး ထဲသို႕ pixels မ်ားစြာ ထည့္ျခင္းသည္လည္း Noise ကို ပိုထ ေစသည္။ ဥပမာ 1/1.8 size Sensor ေသးေသး ေလး ထဲသို႕ 6 Million Pixals ကို ျပြတ္သိတ္ ထည့္ ထား ျခင္းသည္  Photosite မ်ား ၏ တစ္ခု ႏွင့္ တစ္ခု အၾကား ရွိ (Empty Space ) သည္ မ်ားစြာ က်ဥ္း သြားကာ မလိုလားအပ္သည္ လွ်ပ္စီးေၾကာင္း ( Electronic Parasites ) မ်ား ထုတ္လႊတ္ ေပးသည္။ ထိုအခ်ိန္ တြင္ အလင္းတုန္႕ ျပန္ နိုင္မွဳ အား ေလွ်ာ့ လာကာ Noise တက္ လာပါသည္။

 

ထို႕ေၾကာင့္ ကင္မရာ ငယ္မ်ား အေနႏွင့္ Megapixels မ်ားသည္ ဟု ဆိုတိုင္းလည္း ေကာင္းသည္ဟု တြက္၍မရ။ အခ်ိဳူ႕ေသာ ကင္မရာ ထုတ္လုပ္ သူမ်ားက ၄င္းတို႕ ၏ ကင္မရာ သည္ ေသးပင္ ေသးေသာ္လည္း Megapixels ဘယ္ေရြ႕ ဘယ္မွ် မ်ားျပားေၾကာင္း ေၾကာ္ျငာေလ့ ရွိသည္။ ဤ သည္မွာ ေစ်းေခၚ ေကာင္းေအာင္ လုပ္ျခင္း သာ ျဖစ္သည္ဟု ေ၀ဘန္မွဳ မ်ားရွိပါသည္။ Pixels ခ်ဥ္းသာ မၾကည့္ဘဲ Sensor Size ကိုလည္း ထည့္ တြက္ရေပမည္။ သူ႕ အိုး ႏွင့္ သူ႕ ဆန္ တန္ရံု အေနအထား သာလွ်င္ ေကာင္းသည္။

 

သို႕ ေသာ္  နည္းပညာ သည္ တစ္ျဖည္းျဖည္း တိုးတက္လာသည္ အေလွ်ာက္ ကင္မရာ ၏ Firmware, processor Driving Engine တို႕ သည္လည္း ယင္း ျပႆနာ ကို ေျဖရွင္းနိုင္ သေလာက္ ေျဖ ရွင္း လာသည္ကို ေတြ႕ ရသည္။ သို႕ ေသာ္ အဆိုပါ ကင္မရာ မ်ိဳးသည္ ေလာလာ ဆယ္ဆယ္ အေနအထားတြင္မူ ေစ်း အလြန္ၾကီး ေပလိမ့္မည္။


Pixels မ်ားေသာ ကင္မရာ မ်ားသည္ Full Frame ကဲ့သို႕ Sensor Size ၾကီးကာ Nikon ၏ Expeed-3 ကဲ့သို႕  အလြန္ေမာင္းအား ( Processing) ေကာင္းမြန္သည့္  Engein မ်ား ႏွင့္ ေမာင္းေစကာမူ ပံု တစ္ပံု ရိုက္ျပီးတိုင္း ပံုေဖၚရန္ Signals မ်ားကို အခ်ိန္ယူကာ  Prosess လုပ္ရ သျဖင့္ အျမန္ရိုက္ရသည့္ Frame Advance Rate တြင္ မ်ားစြာ ျမန္ ျမန္ ရိုက္၍ မရပါ။ တနည္းအားျဖင့္ အခ်ိန္ ယူရသည္ ဟု ဆိုရပါမည္။


ဥပမာ အားျဖင့္ Nikon D 800 သည္ Effective Pixels 36.3 Million ရွိပါသည္။ Pixels မ်ားသျဖင့္ ပံု ျပတ္သားမွဳ အလြန္ေကာင္းပါသည္။ သို႕ ေသာ္ ၄င္း၏ အျမန္ရိုက္ နိုင္သည့္ Frame Advance Rate သည္ တစ္စကၠန္႕ လွ်င္ ပံုမွန္ အားျဖင့္ (၄)ပံု၊ အမ်ားဆံုး (၅) ပံုသာ ျဖစ္ပါသည္။ အေၾကာင္းမွာ တစ္ပံု ရိုက္ျပီးတိုင္း အဆိုပါ ပံု အတြက္ Pixel မ်ားစြာ ေသာ ကို Process လုပ္ ရန္ အတြက္ အခ်ိန္ ေပး ရေသာေၾကာင့္ ဟု အၾကမ္း ဖ်ဥ္း ဆိုရပါမည္။


Nikon ၏ ေနာက္ဆံုးေပၚ D 4S ၏ Pixels သည္ 16.2 Million သာ ရွိပါသည္။ Nikon ၏ ေနာက္ဆံုးေပၚ Expeed-4 engine  ျဖင့္ ေမာင္းေသာ ကင္မရာ ျဖစ္ပါသည္။ ၄င္း၏ အျမန္ရိုက္ နိုင္သည့္ Frame Advance Rate သည္ တစ္စကၠန္႕ လွ်င္ (၁၁) ပံု ရိုက္နိုင္ပါသည္။

မည္သည့္ ကင္မရာ က ပို၍ေကာင္းသည္ ကို ယတိျပတ္ ေျပာ ၍ မရပါ။ မိမိ မည္ သည့္ ပံုစံ မ်ိဳး ရိုက္ လိုသည္သာ အဓိက ျဖစ္ပါသည္။ ရွဳခင္း ကဲ့သို႕ Portrait ကဲ့သို႕  အျငိမ္ပံု မ်ား ရိုက္ ရာ တြင္ D 800 သည္ ပံုမ်ား ျပတ္ျပတ္ သားသား ပံုေဖၚ ေပးမည္ ျဖစ္ကာ Crop လုပ္ရာ တြင္ လည္း Pixel မ်ားမ်ား က်န္ ေအင္ လုပ္ ခြင့္ ေပးပါ လိမ့္ မည္။


အားကစားပဲြမ်ား  ႏွင့္ အလြန္ ျမန္ ျမန္ ပ်ံေနသည့္ ငွက္ မ်ား ကို ရိုက္ သူအမ်ားစု သည္ Frame Advace Rate ျမန္သည့္ D4 or D 4S ကဲ့သို႕ ေသာ ကင္မရာ မ်ား ကို သံုး ၾက ေလ့ ရွိ ပါသည္။  အဆိုပါ ဓါတ္ပံု သမား မ်ား သည္  Frame advancement ျမန္သည္ ကင္မရာ မ်ား သံုးေစကာမူ လိုအပ္ပါက အျငိမ္ ပံုမ်ား Micro မ်ားရိုက္ရန္ D 800 မ်ား ေဆာင္ထား သည္ ကို လည္း ေတြ႕ ရပါသည္။

 

လူ၏မ်က္လံုး အမွန္တကယ္ ျမင္နိုင္သည့္ Pixels ။

35mm Film  အရြယ္ ရွိသည့္ Full Frame Sensor တစ္ခု အတြင္း ဆန္႕ နိုင္သည့္  Data Signal သည္ သာမန္ အားျဖင့္ 30 MPခန္႕ ရွိသည္။ Pixel မ်ား ေလ Size ၾကီးၾကီး ခ်ဲ႕ ကာ Print လုပ္ နိုင္ ေလ ၊ Crop မ်ားမ်ား လုပ္ နိုင္ေလ ဆိုသည္မွာ Theory အရ မွန္ေသာ္လည္း လူ တစ္ဦး ၏ မ်က္ လံုး အေနႏွင့္ လက္တစ္လွမ္း အကြာ မွ ၾကည့္လွ်င္ အမွန္ ျမင္နိုင္သည့္ အေသးစိတ္ Pixel သည္  3 MP ခန္႕ သာရွိသည္။ ဆိုလိုသည္မွာ လူ မ်က္ေစ့ ႏွင့္ ၾကည့္ မည့္ ပံု အတြက္ Pixels မ်ားစြာ မလိုလွ ဟု ဆိုလို ရင္း ျဖစ္ပါသည္။

 

___________________________________