211service.com
Tlačící pixely
Minulý týden uvedla společnost Kodak na trh vůbec první 50megapixelový snímač fotoaparátu. Zatímco takové vysoké rozlišení přesahuje potřeby většiny spotřebitelů, profesionálním fotografům nový snímač umožní pořizovat fotografie s nebývalou úrovní detailů.
Padesát megapixelů: Nový kamerový snímač Kodak s 50 miliony pixelů dokáže vtěsnat více pixelů do pole a současně zvýšit rychlost a snížit spotřebu energie zařízení.
Například na snímku pořízeném na poli o průměru jeden a půl míle by senzor umožnil divákovi detekovat objekt o rozměrech pouhé jedné stopy.
Tento druh rozlišení je skutečně nezbytný a je zaměřen pouze na špičkovou profesionální fotografii, ve které je často potřeba vysoce kvalitní snímky zvětšit. Ale může být také užitečné pro některé další aplikace, jako je letecká fotografie, která se používá pro služby jako Google Earth. Schopnost mít více pixelů umožňuje letadlu létat výše, takže nepotřebujete tolik obrázků, říká Mike DeLuca , marketingový manažer pro Kodak 's Image Sensor Solutions se sídlem v Rochesteru, NY.
Snímač, který vytváří pole 8 176 x 6 132 pixelů, dále uzavírá propast mezi tradičním filmem a digitální fotografií. Jsme opravdu blízko tomu, jak byl provozován film, říká DeLuca. je to velmi blízko. Nyní říká, že je to jen otázka osobních preferencí fotografa.
Normálně, čím menší pixel uděláte, tím horší kvalita, říká Albert Theuwissen , odborník na digitální zobrazování a zakladatel společnosti Harvest Imaging se sídlem v Bree v Belgii. To platí pro spotřebitelská i profesionální zařízení. DeLuca tvrdí, že v případě vylamovacího snímače Kodak nové pigmenty ve skutečnosti zvyšují kvalitu barev vykreslovaných snímačem, zatímco jiné mechanismy umožňují pixelům, aby byly stejně citlivé jako ty větší – a přesto jsou zpracovány rychleji než u předchozích návrhů. A co víc, tvrdí, že nový senzor využívá méně energie než jeho předchůdci. Každé řešení nebo krok, díky kterému je senzor rychlejší a méně energeticky náročný, je krokem vpřed, říká Theuwissen.
Kodak má již na trhu snímač s rozlišením 39 milionů pixelů. Ale pro další zvýšení rozlišení musela společnost nejen zmenšit velikost každého pixelu z 6,8 mikronů na 6 mikronů, ale také radikálně změnit způsob, jakým tyto senzory CCD (charged coupled device) fungují, říká DeLuca.
Zmenšit pixely je relativně jednoduché, říká. Ale protože tato zařízení obsahují mnohem víc než jen prvky detekující světlo, říká DeLuca, mohou utrpět poklesy výkonu, pokud se vše uvnitř nich nezmenší spolu s pixely.
Každý pixel má několik struktur, říká. Některé jsou navrženy tak, aby předávaly náboj z jednoho pixelu na druhý, aby bylo možné ze zařízení číst obraz. Jiné struktury zajišťují, že žádný přebytečný náboj produkovaný jasnými světelnými podmínkami se nevylije do sousedních pixelů.
Další výzvou je zachování dynamického rozsahu snímače – to znamená jeho schopnosti detekovat světlo a tmu současně. U senzoru jde v podstatě o problém se signálem šumu, říká DeLuca. Když pixel zmenšíte, je zde méně signálu, který jste schopni zachytit, protože fyzicky je v tomto pixelu menší schopnost ukládat elektrony. Pokud neuděláme nic jiného, skončíme s menším signálem se stejným profilem šumu. Aby tomu zabránil, Kodak musel vylepšit zesilovač na výstupu zařízení, který snižuje šum.
Zvýšením počtu pixelů je také obtížnější získat přístup k informacím, jakmile byly detekovány. Padesát milionů pixelů je hodně dat, říká DeLuca, a fotograf musí být schopen je odečíst ze snímače za rozumnou dobu.
Až dosud společnost Kodak používala proces, který zahrnoval vyhazování informací z jednoho řádku pixelů na další a posouvání informací podél řádku, přičemž je odečítal na okraji, jeden pixel po druhém. Jedná se o relativně pomalý proces, který se obvykle provádí ve dvou řadách najednou. Aby se vyrovnalo s dodatečným množstvím dat, nový senzor je dodáván se čtyřmi výstupními kanály, takže lze najednou přečíst čtyřnásobné množství dat. To umožňuje snímači zvýšit rychlost, kterou lze zachytit snímky, z 0,9 na 1,0 snímku za sekundu, i když je zachycováno více informací. A přesto to také umožňuje snížit cyklus hodin, při kterém jsou data odečítána, pro každý výstup, což dále zlepšuje odstup signálu od šumu.
Úspory energie je dosaženo tím, že se senzor před každým pořízením snímku resetuje. To se provádí těsně před pořízením snímku, aby se zajistilo, že v pixelech není žádný zbytkový náboj nebo elektrický šum, který by mohl snížit kvalitu nového snímku. V předchozích senzorech Kodak jednoduše načetl každý z pixelů řádek po řádku, jako by shromažďoval data pro obrázek, ale pak informace vyhodil, místo aby je uložil. To, co jsme nyní zahrnuli, je nová struktura v pixelu, která umožňuje, aby byly všechny pixely v poli vymazány jediným hodinovým pulzem, říká DeLuca. Takže místo toho, abyste museli proplachovat celý senzor řádek po řádku, propláchnete celé pole najednou, říká.
Tím se dramaticky zkrátí doba zachycení cvaknutí – prodleva mezi stisknutím spouště a senzorem zachycujícím snímek. Namísto milisekund to trvá mikrosekundy, říká DeLuca. A kromě úspory času také snižuje výkon, který je nutný k provedení resetu.
Tato technologie není levná. Samotný senzor bude stát minimálně 3500 dolarů. Nezdá se však, že by to jednoho výrobce fotoaparátu odradilo. Hasselblad oznámila plány na uvedení nového fotoaparátu se senzorem v nadcházejících měsících. Ani 50 megapixelů nezůstane na špičce dlouho. Právě tento týden, několik dní po oznámení společnosti Kodak, další společnost zabývající se digitálním zpracováním obrazu, DALSA , se sídlem v kanadském Waterloo, oznámila, že vyvinula 60megapixelový snímač.