Идея о том, что любая конкретная длина волны может проходить только через один конкретный цвет из трех цветов, используемых в маскирующем фильтре Байера, была увековечена до смерти. К счастью, это неверно.
Вот достаточно типичная кривая спектрального отклика конкретного датчика камеры.
Видимый (для человека) спектр колеблется от 390 до 700 нанометров. Обратите внимание, что «зеленые» пиксели реагируют в той или иной степени на весь диапазон видимого света. Этот отклик является наибольшим между 500 и 570 нм, но он ни в коем случае не равен нулю на других длинах волн. То же самое относится к «красным» и «синим» фильтрам. Каждый из них пропускает свет от всего видимого спектра. То, что отличает их, это всего лишь , сколько света определенной длины волны может пройти и сколько отражено или поглощено.
В современных зеркальных фотокамерах имеются КМОП-датчики с маскировкой Байера, у которых квантовая эффективность приближается к 60%. Этого должно быть достаточно, чтобы устранить ошибку, заключающуюся в том, что только 1/3 видимого света, падающего на датчик под маской Байера, может проходить через фильтр и измеряться пиксельными лунками. Если бы это действительно было так, то максимальная квантовая эффективность маскирующего фильтра Байера была бы ограничена 33%.
Обратите внимание, что реакция человека на видимый свет похожа. Колбочки в наших сетчатках также сильно перекрываются по спектральному отклику.
То, что мы воспринимаем как цвета, - это различия в том, как наш мозг обрабатывает различную реакцию наших синих, зеленых и красных конусов на разные длины волн и комбинации длин волн.
Теоретически, инфракрасный фильтр не уменьшает свет, видимый человеческому зрению, потому что ни один из источников света, который он мешает достичь сенсора, не виден человеческим глазам. Инфракрасное излучение, по определению, начинается за пределами диапазона видимого света в 700 нанометров и распространяется на длину волны 1 000 000 нанометров (1 мм). Цифровые датчики обычно чувствительны к ИК-излучению от 700 до 1000 нанометров. На практике иногда длины волн ближнего инфракрасного диапазона чуть менее 700 нм слегка ослабляются фильтрами с ИК-подсветкой.
Итак, насколько плохи "деградационные эффекты", выявленные в вопросе?
Они исключают попадание света на датчик. (Например, пиксель «зеленого» датчика может принимать только фотоны в диапазоне 500–570 нм. Большинство других отклоняется.)
Как указано выше, лучшие современные CMOS-датчики в зеркальных фотокамерах и других камерах имеют квантовую эффективность в видимом спектре в диапазоне от 50 до 60%. В каком-то смысле можно сказать, что они теряют примерно половину падающего на них света или одну фотографическую остановку. Но это не сильно отличается от человеческой сетчатки, поэтому можно утверждать, что они ничего не теряют по сравнению с тем, что мы видим нашими глазами.
Разрешение теряется из-за «мозаичных» эффектов. (Например, зеленый компонент изображения виден только половиной пикселей в фильтре Байера.)
Опять же, все три цвета в типичной матрице Байера чувствительны по крайней мере к некоторым"зеленым" длинам волн между 500-570 нм. Это перекрытие усиливается, когда монохроматические значения яркости из каждой лунки пикселя демосакцируются для создания значений R, G и B для каждого пикселя на датчике. Оказывается, что с точки зрения способности разрешать чередующиеся черные и белые линии датчик Байера в маске имеет абсолютное разрешение, которое составляет примерно 1 / √2 от немаскированного монохроматического датчика с одинаковым шагом пикселей.