Eine Beleuchtungsfunktion sit analog, kontinuierlich/stetig, sodass Intensität $I(x,y)\rightarrow$ 2D, kontinuierlich. Ein Sensor erfasst ein Bild und digitalisiert es, wodurch wir eine diskrete Funktion $g(m,n)$ erhalten.
\subsection{Sensoren}
Die Auflösung eines Sensors wird in \acs{dpi} (Punkte pro Länge) angegeben.
Ein \ac{CCD} Sensor ist ein Halbleiter Bildsensor bestehend aus eine großen Anzahl an fotosensitiven Elementen (Zellen/Pixeln). Meist wird Silizium als Halbleiter verwendet. \autoref{fig:ccd_physik} zeigt die Physik hinter diesem Sensor.
Jedes Element (Pixel) sammelt elektrische Ladungen, die durch das Absorbieren von Photonen (also des einfallenden Lichts) erzeugt wird. Dies ist möglich, da die Photonen Elektronen des P-Dotierten Halbleiters vom Valenz- ins Leitungsband heben. Hierdurch entstehen Elektronen-Loch-Paare. Diese Ladungen werden nacheinander von Sensorelement zu Sensorelement über den Chip in einen mit schwarzer Folien abgedeckten Bereich transportiert (Stichwort Interline-CCD-Sensor). Dieser dient dazu, die Informationen zu schützen während sie ausgelesen werden.
(poissonverteilt; Verbesserung durch gute Beleuchtung)
\item\acs{CCD} Rauschen / Dunkelstromrauschen: Elektronen lösen sich ungewollt durch Wärmeeinfluss (Verbesserung durch Kühlen)
\item Verstärker-Rauschen (Verbesserung durch geringere Verstärkung)
\item Quantisierungs-Rauschen (Analog/Digital)
\end{itemize}
Wie können nun Farben auf dem \ac{CCD} unterschieden werden? Bei 1-CCD kann hierfür eine sogenannte Bayer-Maske verwendet werden\index{Bayer-Maske}, wie in \autoref{fig:bayer_maske} dargestellt. Bei dieser Maske ist jedes Pixel in 4 Subpixel eingeteilt, zwei davon grün und eins jeweils blau und rot. Hierdurch wird das einfallende Licht gefiltert und es ist möglich, Farben zu messen und zu speichern (siehe \autoref{sec:Farbsysteme}).
Dies führt uns zur Pixellüge: Bei 4~Mio. Pixel sind 2~Mio. grün, 1~Mio. rot und 1~Mio. blau. Es gibt somit doppelt so viele grüne wie rote und blaue Pixel.
Die andere Variante ist 3-CCD, wie in \autoref{fig:drei_ccd} gezeigt wird. Hierbei gibt es drei Sensoren, die jeweils für eine der Farben rot, blau und grün zuständig sind.