Ни одна цифровая камера на самом деле не способна создавать цветные изображения. Причина простая: отдельные пиксельные элементы в ПЗС-матрице (или КМОП), которая является основной частью каждой цифровой камеры, подсчитывают только фотоны.

Каждый фотон превращается в электрический импульс - электрон движется. И электронам все равно, должны ли они двигаться из-за синего или красного фотона. Фотон просто передаёт энергию.

 

 

Генерация электрона, стандартная схема

Чтобы получить информацию о цвете, вы должны поставить фильтр перед камерой. В обычном мобильном телефоне эти фильтры нанесены поверх "аппаратных" пикселей. По одному фильтру на пиксель.

Схема матрицы

Некоторые пиксели имеют зеленый фильтр (пропускающий только зеленый свет), другие красные, а третьи - синий фильтр. Таким образом, только фотоны определенного цвета (длины волны) могут пройти и будут учтены ПЗС-матрицей.

В то время как вы делаете одно изображение с помощью цифровой камеры, вы на самом деле делаете сразу три изображения, все в оттенках серого, которые раскрашиваются и объединяются программным обеспечением вашего устройства.

Цифровые камеры, установленные, например, на Хаббле, будут мало отличаться по своей конструкции.

Расположение пикселей с фильтрами

В астрономии на ПЗС-матрицах нет вытравленных фильтров, но мы ставим фильтры перед камерой. Синий, например. Полученное изображение будет в оттенках серого, но будет содержать только синие фотоны. Сделав второе и третье изображение, вы получите три изображения с тремя разными цветовыми данными. Им должны быть назначены цвета вручную и наложены друг на друга, чтобы получить цветное изображение.

Камеры в телескопах более совершенны. Они, например, могут видеть свет, невидимый человеческому глазу. Космический телескоп Хаббла NASA/ESA, может видеть ультрафиолетовый и инфракрасный свет. Как окрасить свет, который мы не видим?

Что ж, мы раскрашиваем его настолько реалистично, насколько это возможно: так, ультрафиолет будет окрашен в синий, инфракрасный - в красный. Но если бы вы посмотрели на объект своими глазами, вы бы не увидели ни черт, ни цветов. Примерно как при разглядывании мяча, окрашенного знаменитым Вантаблэк. Но это по-прежнему научно точное представление данных.