Какво се крие в корпуса на фотоапарата

---

Ако се поразходите из отдела за цифрови фотоапарати в един съвременен магазин за потребителска електроника, може да останете учудени и объркани. На вас, разбира се, ви е известно, че колкото повече пиксели има даден фотоапарат - толкова по-добре. Но зад обектива на един съвременен цифров фотоапарат се случват много повече неща, отколкото потребителите биха могли да си представят.
Едва преди няколко години ние бяхме изумени от първия 2-мигапикселен сензор. Днес 4-мегапикселните фотоапарати са за новаци, а 8-мегапикселните модели се появиха на лавиците точно навреме, за коледните празници на 2003 г. Повечето пиксели осигуряват по-добра разделителна способност и детайлност, а това означава по-реалистични снимки.
Но пикселите не са всичко. Производителите на цифрови фотоапарати са в процес на промяна на основната идея за това как работят сензорите за изображения. Погледът им е отправен към по-добър динамичен диапазон, по-висока точност на цветовете, по-висока разделителна способност и по-бързо заснемане. Освен това те изобретиха новаторски начини за справяне с рутинни проблеми като клатенето при държането на фотоапарата и снимане при слабо осветление - и дори с такъв съвсем нетехнологичен проблем като замърсяването с прах.
Цифровите фотоапарати промениха начина, по който документираме и архивираме важни събития от нашия живот. Нещо повече, те вече като че ли са на път да надминат по продажби фотоапаратите с филм. Ако търсите цифров фотоапарат за себе си или за някой друг, ще ви е от полза, ако имате основна представа за новите сензори и новите технологии за обработка на изображенията. На следващите страници ще направим кратък преглед на седем най-нови модели цифрови фотоапарати.

ПРОБЛЕМ: дефекти на изображението
РЕШЕНИЕ: Foveon X3 Pro 10M

Ще го срещнете в: SIGMA SD-10
Може да ви се стори чудно, но в повечето цифрови фотоапарати, сензорите за изображения CCD и CMOS са пълни далтонисти. Те “не виждат” цветовете и са монохроматични. За да уловят цветовете от реалния свят, конструкторите на цифрови фотоапарати използват мозайка от цветни точки - обикновено червени, зелени и сини - чрез които всеки един пиксел става чувствителен към определен цвят. Тази многоцветна маска се монтира над сензора за изображения, като на един пиксел отговаря една точка.
Основният недостатък на мозайковия сензор е в това, че маската от цветни точки намалява ефективната му разделителна способност. Мозайковият сензор създава три отделни изображения - по едно за червения, зеления и синия цвят. Повечето фотоапарати използват по два зелени пиксела и по един червен и син, тъй като повечето детайли на изображенията са в зелената част на спектъра. В резултат един типичен 6-мегапикселен сензор създава 3 милиона зелени, 1.5 милиона червени и 1.5 милиона сини пиксела
С помощта на един процес, наречен интерполация на Bayer, фърмуерът на фотоапарата обединява червените, зелените и сините пиксели и създава цветно изображение. Така за всеки пиксел се изчислява RGB цветна стойност, като се анализира интензитетът на всяка тройка (или четворка) съседни пиксели. Полученото в резултат изображение има същия брой RGB пиксели, колкото е сумата от пикселите поотделно на червеното, зеленото и синьото изображение.
Повечето мозайкови сензори работят много добре; те се използват при почти всички цифрови фотоапарати, които са на пазара. За съжаление процесът на интерполация въвежда в изображението нежелателни дефекти - назъбване на цветовете и размазани ръбове при рязко дефинирани обекти.
Сензорът за изображения Foveon X3 Pro 10M е уникален с това, че за разлика от монохроматичния мозайков сензор е чувствителен и към трите основни цвята. Foveon X3 Pro 10M използва три слоя от чувствителен към светлината материал, така че всеки пиксел е чувствителен към червената, зелената и синята светлина. Сензорите Foveon X3 Pro 10M нямат (и нямат нужда от) мозайкови маски и не използват интерполация на Bayer, защото създават сами RGB стойността за всеки пиксел.
Когато фотоапаратът Foveon X3 Pro 10M бе представен за първи път през 2002 г., аналитиците предрекоха смъртта на мозайковия сензор. Сега, почти две години по-късно, една-единствена компания - Sigma Corp. от Япония - конструира фотоапарати със сензори Foveon X3 Pro 10M. Новият огледално-рефлексен цифров фотоапарат Sigma SD-10 използва най-новата версия на Х3, която предлага по-добра чувствителност при слабо осветление и подобрено намаление на шума в изображението. Но много производители на цифрови фотоапарати вече инвестират сериозно в сензори на Bayer. Някои по-големи компании - Canon, Fuji, Kodak и Sony например - произвеждат свои собствени CCD и CMOS сензори за изображения и дори ги продават на други производители на фотоапарати. Тези компании гледат на Foveon X3 Pro 10M по-скоро като на конкурент, отколкото като на партньор. Ето защо на интелигентната технология Х3 й предстои сериозна битка.

ПРОБЛЕМ: слаб динамичен диапазон
РЕШЕНИЕ: сензорът за изображения
Fujifilm SuperCCD SR

Ще го срещнете във:
FUJIFILM FINEPIX F700
През изминалите няколко години цифровите фотоапарати постигнаха изумителен напредък по отношение на качеството на изображението и лекотата на управление, но в някои области все още не могат да се сравнят с тези с филм. Цветният негативен филм все още предлага динамичен диапазон (това е броят на измеримите стъпки между най-светлите и най-тъмните елементи на изображението), по-висок от този на повечето цифрови изображения. Фотоапаратите с малък динамичен диапазон имат проблеми с възпроизвеждането на дребни детайли в най-тъмните области на снимката.
В качеството си на втори по големина в света производител на фотографски филми компания Fujifilm знае доста неща за тях. В своите цветни негативи тя използва смес от кристали сребърен халогенид с висока и слаба чувствителност. Кристалите с ниска чувствителност допринасят за повечето детайли на изображението, докато тези с висока чувствителност създават допълнителна детайлност в тъмните области. Взети заедно, и двата повишават динамичния диапазон и подобряват детайлността в сенчестите области в сравнение с по-евтините потребителски филми с едноразмерни кристали.
От няколко години цифровите фотоапарати от висок клас на Fuji работят с нейните сензори SuperCCD. Докато конвенционалните CCD сензори работят с правоъгълна матрица от квадратни пиксели, SuperCCD се състои от мозаична клетъчна мрежа от осмоъгълни пиксели. Според Fujifilm тази нова подредба на пикселите увеличава размера на всеки отделен пиксел, в резултат на което чувствителността нараства, а шумът намалява.
Създателите на новия сензор Fujifilm SuperCCD SR са заели идеята от цветния негативен филм на компанията. В него мозаичната подредба на пикселите е запазена, но всеки пиксел в новия тип сензор се състои от два отделни светодиода, наречени S пиксел и R пиксел. По-големите S пиксели имат по-висока чувствителност към светлината в сравнение с по-малки R пиксели. Fujifilm SuperCCD SR обединява изображенията от двата вида светодиоди, като образува едно общо с по-висок динамичен диапазон в сравнение с тези, създадени от сензори с един вид пиксели.
Засега Fujifilm предлага само един фотоапарат със сензор SuperCCD SR: това е FinePix F700 (каталожна цена 800 USD). Ще изчакаме няколко месеца, за да видим дали Fujifilm ще направи цената на SuperCCD SR по-достъпна за простосмъртни.