1.
為了更好地理解原理， 讓我們從照片的起源講起。 1825年， 法國人涅普斯（Joseph Nic?phore Ni?pce）， 拍出歷史上第一張照片。
2.
他採用的感光劑是氯化銀（silver chloride）。 當光線照射氯化銀， 後者會分解成純銀和氯氣， 純銀在空氣中很快氧化變成黑色。 因此， 底片顏色越深代表光線越強， 顏色越淺代表光線越弱。 黑白照片就是這樣拍出來。
3.
19世紀中期， 人們發現， 人眼的圓錐細胞對三種顏色——紅、綠、藍特別敏感。 偉大的英國物理學家麥克斯韋因此假設， 紅綠藍作為基色， 可以拍出彩色照片。
4.
1861年， 在麥克斯韋的指導下， 人類的第一張彩色照片誕生了。
採用的方法是在鏡頭前， 分別用紅絲帶、綠絲帶、藍絲帶過濾光線， 曝光形成三張底片， 然後用三部放映機向同一處投影這三張底片， 每部放映機的鏡頭前都擰上對應顏色的鏡頭， 它們的合成效果就是一張彩照。
5.
真正意義上的彩色膠捲， 1933年誕生于柯達公司， 底片之上依次有三個感光層， 分別對紅、綠、藍三種顏色進行曝光， 最後疊加形成一張彩色底片。
6.
二戰後， 電腦誕生， 科學家發現圖像可以用數位形式表示。 如果將光信號轉變成電信號， 就可以直接拍出數碼照片。 這意味著， 照相機不再需要膠捲， 而是需要一個圖像感測器（image sensor）。
7.
圖像感測器將光線轉化成電流，光線越亮，電流的數值就越大；光線越暗，電流的數值就越小。所以，如果用0到255的範圍，表示光線的亮度，最亮的光線是白光，數值是十六進位的FF，最暗的光線是黑光（沒有光），數值是十六進位的00。
8.
圖像感測器的表面，分成若干個捕捉點，每個點都會產生一個數值，表示該點感受到的光線亮度，這就叫做"圖元"。圖元越多，圖像細節就越豐富。如果一台相機的圖元是1600?1200，就說明圖像感測器橫向有1600個捕捉點，縱向有1200個，合計192萬個。
9.
但是，圖像感測器有一個很嚴重的缺陷：它只能感受光的強弱，無法感受光的波長。由於光的顏色由波長決定，所以圖像傳播器無法記錄顏色，也就是說，它只能拍黑白照片，這肯定是不能接受的。
10.
一種解決方案是照相機內置三個圖像感測器，分別記錄紅、綠、藍三種顏色，然後再將這三個值合併。這種方法能產生最準確的顏色資訊，但是成本太高，無法投入實用（編者注：早期的專業級數碼攝影機多採用此技術）。
11.
1974年，柯達公司的工程師布賴斯?拜爾提出了一個全新方案，只用一塊圖像感測器，就解決了顏色的識別。他的做法是在圖像感測器前面，設置一個濾光層（Color filter array），上面佈滿了濾光點，與下層的圖元一一對應。也就是說，如果感測器是1600?1200圖元，那麼它的上層就有1600?1200個濾光點。
12.
每個濾光點只能通過紅、綠、藍之中的一種顏色，這意味著在它下層的圖元點隻可能有四種顏色：紅、綠、藍、黑（表示沒有任何光通過）。
13.
不同顏色的濾光點的排列是有規律的：每個綠點的四周，分佈著2個紅點、2個藍點、4個綠點。這意味著，整體上，綠點的數量是其他兩種顏色點的兩倍。這是因為研究顯示人眼對綠色最敏感，所以濾光層的綠點最多。
14.
接下來的問題就是，如果一個圖元只可能有四種顏色，那麼怎麼能拍出彩色照片呢？這就是布賴斯?拜爾聰明的地方，前面說了，每個濾光點周圍有規律地分佈其他顏色的濾光點，那麼就有可能結合它們的值，判斷出光線本來的顏色。以黃光為例，它由紅光和綠光混合而成，那麼通過濾光層以後，紅點和綠點下面的圖元都會有值，但是藍點下面的圖元沒有值，因此看一個圖元周圍的顏色分佈有紅色和綠色，但是沒有藍色-就可以推測出來這個圖元點的本來顏色應該是黃色。
15.
這種計算顏色的方法，就叫做"去馬賽克"（demosaicing）。上圖的下半部分是圖像感測器生成的"馬賽克"圖像，所有的圖元只有紅、綠、藍、黑四種顏色；上半部分是"去馬賽克"後的效果，這是用演算法處理的結果。
16.
雖然，每個圖元的顏色都是算出來的，並不是真正的值，但是由於計算的結果相當準確，因此這種做法得到廣泛應用。目前，絕大部分的數碼相機都採用它，來生成彩色數碼照片。高級的數碼相機，還提供未經演算法處理的原始馬賽克圖像，這就是raw格式（raw image format）。
圖像感測器將光線轉化成電流，光線越亮，電流的數值就越大；光線越暗，電流的數值就越小。所以，如果用0到255的範圍，表示光線的亮度，最亮的光線是白光，數值是十六進位的FF，最暗的光線是黑光（沒有光），數值是十六進位的00。
8.
圖像感測器的表面，分成若干個捕捉點，每個點都會產生一個數值，表示該點感受到的光線亮度，這就叫做"圖元"。圖元越多，圖像細節就越豐富。如果一台相機的圖元是1600?1200，就說明圖像感測器橫向有1600個捕捉點，縱向有1200個，合計192萬個。
9.
但是，圖像感測器有一個很嚴重的缺陷：它只能感受光的強弱，無法感受光的波長。由於光的顏色由波長決定，所以圖像傳播器無法記錄顏色，也就是說，它只能拍黑白照片，這肯定是不能接受的。
10.
一種解決方案是照相機內置三個圖像感測器，分別記錄紅、綠、藍三種顏色，然後再將這三個值合併。這種方法能產生最準確的顏色資訊，但是成本太高，無法投入實用（編者注：早期的專業級數碼攝影機多採用此技術）。
11.
1974年，柯達公司的工程師布賴斯?拜爾提出了一個全新方案，只用一塊圖像感測器，就解決了顏色的識別。他的做法是在圖像感測器前面，設置一個濾光層（Color filter array），上面佈滿了濾光點，與下層的圖元一一對應。也就是說，如果感測器是1600?1200圖元，那麼它的上層就有1600?1200個濾光點。
12.
每個濾光點只能通過紅、綠、藍之中的一種顏色，這意味著在它下層的圖元點隻可能有四種顏色：紅、綠、藍、黑（表示沒有任何光通過）。
13.
不同顏色的濾光點的排列是有規律的：每個綠點的四周，分佈著2個紅點、2個藍點、4個綠點。這意味著，整體上，綠點的數量是其他兩種顏色點的兩倍。這是因為研究顯示人眼對綠色最敏感，所以濾光層的綠點最多。
14.
接下來的問題就是，如果一個圖元只可能有四種顏色，那麼怎麼能拍出彩色照片呢？這就是布賴斯?拜爾聰明的地方，前面說了，每個濾光點周圍有規律地分佈其他顏色的濾光點，那麼就有可能結合它們的值，判斷出光線本來的顏色。以黃光為例，它由紅光和綠光混合而成，那麼通過濾光層以後，紅點和綠點下面的圖元都會有值，但是藍點下面的圖元沒有值，因此看一個圖元周圍的顏色分佈有紅色和綠色，但是沒有藍色-就可以推測出來這個圖元點的本來顏色應該是黃色。
15.
這種計算顏色的方法，就叫做"去馬賽克"（demosaicing）。上圖的下半部分是圖像感測器生成的"馬賽克"圖像，所有的圖元只有紅、綠、藍、黑四種顏色；上半部分是"去馬賽克"後的效果，這是用演算法處理的結果。
16.
雖然，每個圖元的顏色都是算出來的，並不是真正的值，但是由於計算的結果相當準確，因此這種做法得到廣泛應用。目前，絕大部分的數碼相機都採用它，來生成彩色數碼照片。高級的數碼相機，還提供未經演算法處理的原始馬賽克圖像，這就是raw格式（raw image format）。