Pikseļu stumšana

Pagājušajā nedēļā Kodak laida klajā pirmo 50 megapikseļu kameras sensoru. Lai gan šāda augsta izšķirtspēja pārsniedz vairuma patērētāju vajadzības, profesionāliem fotogrāfiem jaunais sensors ļaus uzņemt fotogrāfijas ar vēl nebijušu detalizācijas līmeni.

Piecdesmit megapikseļi: Kodak jaunais 50 miljonu pikseļu kameras sensors spēj izspiest vairāk pikseļu masīvā, vienlaikus palielinot ierīces ātrumu un samazinot enerģijas patēriņu.

Piemēram, attēlā, kas uzņemts ar lauku pusotru jūdzi platumā, sensors ļautu skatītājam noteikt objektu, kura garums ir tikai viena pēda.

Šāda veida izšķirtspēja ir patiešām būtiska un paredzēta tikai augstas klases profesionālai fotogrāfijai, kurā augstas kvalitātes attēli bieži ir jāpalielina. Taču tā var būt noderīga arī dažām citām lietojumprogrammām, piemēram, aerofotografēšanai, ko izmanto tādiem pakalpojumiem kā Google Earth. Iespēja iegūt vairāk pikseļu ļauj lidmašīnai lidot augstāk, tāpēc jums nav nepieciešams tik daudz attēlu, saka Maiks Deluka , mārketinga vadītājs par Kodak 's Image Sensor Solutions, kas atrodas Ročesterā, Ņujorkā.

Sensors, kas rada 8176x6132 pikseļu masīvu, vēl vairāk samazina plaisu starp tradicionālo filmu un digitālo fotogrāfiju. Mēs esam ļoti tuvu tam, kā filma tika vadīta, saka DeLuca. Tas ir ļoti tuvu. Tagad viņš saka, ka tas ir tikai fotogrāfa personīgās izvēles jautājums.

Parasti, jo mazāks ir pikselis, jo sliktāka kvalitāte, saka Alberts Teuvisens , digitālās attēlveidošanas eksperts un Harvest Imaging dibinātājs, kas atrodas Brī, Beļģijā. Tas attiecas gan uz patērētāju, gan profesionālajām ierīcēm. DeLuca apgalvo, ka Kodak izlaušanās sensora gadījumā jauni pigmenti faktiski uzlabo sensora atveidotās krāsas kvalitāti, savukārt citi mehānismi ļauj pikseļiem būt tikpat jutīgiem kā lielākiem, taču tie tiek apstrādāti ātrāk nekā iepriekšējos dizainos. Turklāt viņš apgalvo, ka jaunais sensors patērē mazāk enerģijas nekā tā priekšgājēji. Katrs risinājums vai solis, kas padara sensoru ātrāku un mazāk izsalkušu, ir solis uz priekšu, saka Theuwissen.

Kodak tirgū jau ir sensors ar 39 miljonu pikseļu izšķirtspēju. Bet, lai vēl vairāk palielinātu izšķirtspēju, uzņēmumam bija ne tikai jāsamazina katra pikseļa izmērs no 6,8 mikroniem līdz 6 mikroniem, bet arī radikāli jāmaina šo uzlādēto savienoto ierīču (CCD) sensoru darbības veids, saka DeLuca.

Viņš saka, ka ir salīdzinoši vienkārši samazināt pikseļus. Bet, tā kā šajās ierīcēs ir daudz vairāk nekā tikai gaismas noteikšanas elementi, DeLuca saka, ka to veiktspēja var samazināties, ja viss tajās esošais netiek samazināts līdz ar pikseļiem.

Viņš saka, ka katram pikselim ir vairākas struktūras. Daži no tiem ir paredzēti, lai pārnestu lādiņu no viena pikseļa uz nākamo, lai attēlu varētu nolasīt no ierīces. Citas struktūras nodrošina, ka spilgtā apgaismojuma radītais pārmērīgais lādiņš neizplūst blakus esošajos pikseļos.

Vēl viens izaicinājums ir saglabāt sensora dinamisko diapazonu, tas ir, tā spēju noteikt gaismu un tumsu vienlaicīgi. Sensorā tā būtībā ir signāla-trokšņa problēma, saka DeLuca. Samazinot pikseļu, ir mazāks signāls, ko varat uztvert, jo fiziski šajā pikselī ir mazāka iespēja uzglabāt elektronus. Ja mēs neko citu nedarām, mēs iegūstam mazāku signālu ar tādu pašu trokšņa profilu. Lai to novērstu, Kodak nācies uzlabot pastiprinātāju pie ierīces izejas, kas samazina troksni.

Turklāt, palielinot pikseļu skaitu, kļūst grūtāk piekļūt informācijai, kad tā ir atklāta. Piecdesmit miljoni pikseļu ir daudz datu, saka DeLuca, un fotogrāfam ir jāspēj tos nolasīt no sensora saprātīgā laika periodā.

Līdz šim Kodak ir izmantojis procesu, kas ietvēra informācijas izgāšanu no vienas pikseļu rindas uz nākamo un informācijas pārvietošanu pa rindu, nolasot to malā, pa vienam pikselim. Tas ir salīdzinoši lēns process, ko parasti veic divas rindas vienlaikus. Tātad, lai tiktu galā ar papildu datu apjomu, jaunajam sensoram ir četri izvades kanāli, lai vienlaikus varētu nolasīt četras reizes lielāku datu apjomu. Tas ļauj sensoram palielināt attēlu uzņemšanas ātrumu no 0,9 līdz 1,0 kadriem sekundē, pat ja tiek uzņemta vairāk informācijas. Un tomēr tas arī ļauj samazināt katras izejas pulksteņa ciklu, kurā dati tiek nolasīti, kas vēl vairāk uzlabo signāla un trokšņa attiecību.

Enerģijas taupīšana tiek panākta, sensoru atiestatot pirms katra attēla uzņemšanas. Tas tiek veikts tieši pirms kadra uzņemšanas, lai nodrošinātu, ka pikseļos nav atlikušā lādiņa vai elektriskā trokšņa, kas varētu samazināt jaunā attēla kvalitāti. Iepriekšējos sensoros Kodak vienkārši nolasīja katru pikseļu rindu pēc rindas, it kā vācot datus attēlam, bet pēc tam informāciju izgāza, nevis saglabāja. Tagad esam iekļāvuši jaunu pikseļa struktūru, kas ļauj notīrīt visus masīva pikseļus ar vienu pulksteņa impulsu, saka DeLuca. Viņš saka, ka tā vietā, lai izskalotu visu sensoru pēc rindas, jūs izskalojiet visu masīvu vienā piegājienā.

Tas ievērojami uzlabo klikšķa uzņemšanas laiku — aizkavi starp aizvara nospiešanu un attēla uzņemšanu sensorā. Tā vietā, lai būtu milisekundes, tas aizņem mikrosekundes, saka DeLuca. Un ne tikai ietaupa laiku, bet arī samazina jaudu, kas nepieciešama atiestatīšanai.

Šī tehnoloģija nav lēta. Sensors vien maksās vismaz 3500 USD. Taču tas, šķiet, nav aizkavējis vienu kameru ražotāju. Haselblada ir paziņojis par plāniem nākamajos mēnešos laist klajā jaunu kameru ar sensoru. Tāpat arī 50 megapikseļi ilgi nepaliks vismodernākajā līmenī. Tikai šonedēļ, dažas dienas pēc Kodak paziņojuma, cita digitālās attēlveidošanas firma DALSA , kas atrodas Vaterlo, Kanādā, paziņoja, ka ir izstrādājis 60 megapikseļu sensoru.

paslēpties