摄影器材 为什么数码相机可以拍出彩色照片？拜耳阵列发明人Bryce Bayer逝世

上个月（11月13日），83岁的柯达公司退休工程师布赖斯·拜尔（Bryce Bayer）去世。

一家国内杂志邀请我写纪念文章，回顾他对数码摄影的巨大贡献。

我看了一些材料，觉得这个题材很有意思，涉及数码相机的成像原理，使我对数字图像技术有了新的认识。但是，由于体例限制，杂志不允许我插入彩图。

下面，我把我的那篇文章配上图片，解释彩色数码照片是怎么拍出来的。

1.

为了更好地理解原理，让我们从照片的起源讲起。1825年，法国人涅普斯（Joseph Nicéphore Nièpce），拍出历史上第一张照片。

2.

他采用的感光剂是氯化银（silver chloride）。当光线照射氯化银，后者会分解成纯银和氯气，纯银在空气中很快氧化变成黑色。因此，底片颜色越深代表光线越强，颜色越浅代表光线越弱。黑白照片就是这样拍出来。

3.

19世纪中期，人们发现，人眼的圆锥细胞对三种颜色——红、绿、蓝特别敏感。伟大的英国物理学家麦克斯韦因此假设，红绿蓝作为基色，可以拍出彩色照片。

4.

1861年，在麦克斯韦的指导下，人类的第一张彩色照片诞生了。

采用的方法是在镜头前，分别用红丝带、绿丝带、蓝丝带过滤光线，曝光形成三张底片，然后用三部放映机向同一处投影这三张底片，每部放映机的镜头前都拧上对应颜色的镜头，它们的合成效果就是一张彩照。

5.

真正意义上的彩色胶卷，1933年诞生于柯达公司，底片之上依次有三个感光层，分别对红、绿、蓝三种颜色进行曝光，最后叠加形成一张彩色底片。

6.

二战后，计算机诞生，科学家发现图像可以用数字形式表示。如果将光信号转变成电信号，就可以直接拍出数码照片。这意味着，照相机不再需要胶卷，而是需要一个图像传感器（image sensor）。

据国外媒体报道，伊士曼·柯达公司科学家，现代彩色数码摄影拜耳阵列发明人Bryce Bayer，于11月13日在美国缅因州Bath逝世，享年83岁。

Bryce Bayer所发明的拜耳阵列被广泛运用于现代数码相机、摄像机和手机摄像头中。该阵列于1976年注册专利，是实现CCD或CMOS传感器拍摄彩色图像的主要技术之一。

拜耳阵列

拜耳阵列模拟人眼对色彩的敏感程度，采用1红2绿1蓝的排列方式将灰度信息转换成彩色信息。采用这种技术的传感器实际每个像素仅有一种颜色信息，需要利用反马赛克算法进行插值计算，最终获得一张图像。近年已有一些公司提出了新的传感器排列方式，如适马公司的Foveon X3或富士公司的X-Trans传感器，但在目前市场上拜耳阵列传感器仍然占有绝对的统治地位。

除了在彩色影像方面的贡献外，Bayer还开发很多在数码影像的存储、增强和打印方面的关键算法。

Bryce Bayer长期供职于柯达公司，并于90年代从柯达退休。他的工作和发明为人类带来的巨大的利益。我们向他在数码影像方面所做出的杰出贡献深表敬意，向他的离去表达诚挚哀悼。

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