Hore

Záznamové médiá vo fotografii III - Éra digitálnej fotografie

Rozoberať samotnú históriu digitálnej fotografie by bolo určite na dlho a zahltilo by celý ďalší článok. Nakoľko je táto séria článkov zameraná na záznamové média, obmedzím sa iba na popis vývoja elektronických snímačov, pričom z prístrojov, ktoré ich využívali spomeniem len tie, ktoré zohrali kľúčovú úlohu.

Dôležitá vec, ktorú treba poznamenať je, že samotné elektronické snímače ako napr. CCD, CMOS alebo FoveonX3 sú vlastne analógové súčiastky. Analógový signál o distribúcii svetla na ich povrchu počas expozície sa až v A/D prevodníku, prepočítava na digitálny signál.

Dá sa povedať, že všetko začalo s vynálezom CCD čipu (CCD – Charge Coupled Device) v roku 1969 Willardom Boylom a Georgom E. Smithom. Išlo o polovodičovú súčiastku na báze kremíka, ktorá mala fungovať ako nová technológia pamätí  založená na posuve registru pri vyčítavaní do záverečného riadku (princíp vyčítavania CCD čipov). Pomerne rýchlo sa však prišlo na výborné svetlocitlivé vlastnosti tejto súčiastky a využitie ako fotografické záznamové médium. Preto už v roku 1970 bola skonštruovaná prvá kamera s CCD snímačom. V roku 1975 už bola vyrobená CCD kamera s dostatočným rozlíšením pre televíziu. Obraz z prvých CCD snímačov bol samozrejme čiernobiely. S farebným riešením prišiel v tom istom roku Bryce Bayer, ktorý vymyslel tzv. bayerovú masku. Tá predstavovala mikroskopické modré, zelené a červené filtre umiestnené vždy nad každým pixelom. Skladaním farieb zo štvorca (2 X 2) susedných pixelov sa dopočítavala výsledná farba. Táto technológia farebného snímania sa až na výnimky využíva dodnes.


Skúšanie prvej CCD kamery Boylom a Smithom. Analógový signál z CCD snímača v kamere sa prenášal na televíznu obrazovku.
(Zdroj: http://www.digicamhistory.com/1960s.html

Prvý komerčne vyrábaný prístroj s CCD snímačom bol Mavica (Magnetic Video Camera) od firmy SONY uvedený v roku 1981. Nešlo ešte o digitálny fotoaparát, nakoľko analógový signál z CCD senzora sa ukladal priamo na diskete. Obrázky si potom bolo možné prezerať v televízii. Rozlíšenie CCD snímača bolo 570 X 490 pixelov. I napriek tomu, že Mavica nebol digitálny prístroj, možno ho pokladať, za prvý verejne dostupný prístroj, ktorý odštartoval digitálnu éru. Prvá kompletne digitálna kamera bola však skonštruovaná na Univerzite v Calgary. Používala CCD čip s rozlíšením 100 X 100 pixelov. Dokým sa však dostal prvý digitálny fotoaparát na trh to trvalo cca sedem rokov. Vývoj techniky v oblasti CCD snímačov naberal rýchlo na obrátkach a rovnako i počet modelov CCD fotoaparátov na trhu rástol a začal vytláčať analógové prístroje.


Prvý fotoaparát Mavica od SONY.
(Zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Sony_Mavica

Začiatkom deväťdesiatych rokov začal do vývoja digitálnej fotografie stále hlasnejšie prehovárať systém CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). Ide o polovodičový integrovaný obvod, na báze hliníka (neskôr kremíka, ktorý lepšie odoláva vysokým teplotám), ktorý bol vynájdený v roku 1967 Frankom Wanlassom. Koncom sedemdesiatych rokov sa využíval predovšetkým ako polovodičová súčiastka v mikroprocesoroch a pamäťových zariadeniach počítačov. Začiatkom deväťdesiatych rokov však boli objavené aj jeho zaujímavé vlastnosti na poli záznamových médií pre svetlo. Vďaka mnohým výhodám ako sú nízke výrobné náklady, nízky šum atď. rýchlo začal vytláčať CCD čipy. V súčasnosti sú tak v komerčne dostupných fotoaparátoch zastúpené takmer výhradne CMOS snímače, zatiaľ čo v rôznych vedeckých kamerách a prístrojoch sa využívajú najmä CCD senzory.

S prižmúrenými očami sa dá povedať, že výkrikom novej technológie v oblasti záznamových médií je snímač FoveonX3 rovnomennej spoločnosti Foveon. Od roku 2002, kedy bol prvýkrát predstavený uplynul síce už pomerne dlhý čas, no i napriek tomu je to asi najvýraznejšia novinka v tejto kategórii. Tento snímač umožňuje celkom realistickú interpretáciu farieb, nakoľko pozostáva z troch svetlocitlivých vrstiev (CMOS snímačov) citlivých na jednotlivé farby (modrá, zelená, červená). Využíva tak podobný princíp ako farebný fotografický film. Táto metóda nie je stále veľmi rozšírená, nakoľko ju využíva len spoločnosť Sigma.


Princíp fungovania snímača FoveonX3 v porovnaní s farebný filmom.
(Zdroj: http://www.imaging-resource.com/EVENTS/PMAS02/1013470528.html

Na záver

Až po prečítaní celej tejto série článkov o Záznamových médiách ( Záznamové médiá vo fotografii I - Od asfaltu po polovodič, Záznamové médiá vo fotografii II - K zvitkovému filmu) si uvedomíme aká dlhá bola cesta  od prvých pokusov zaznamenať obraz premietnutý dierkovou komorou pomocou vrstvy asfaltu, dlhého, zložitého a neraz i nebezpečného spracovania exponovaného fotografického materiálu až po súčasnosť, kedy využívame automatizovanú digitálnu fotografiu v mnohých oblastiach nášho života. V článkoch nebolo možné obsiahnuť všetky možné metódy zaznamenávania obrazu v histórii, ktorých bolo nespočetné množstvo. Zameral som sa predovšetkým na tie, ktoré hrali vo vývoji fotografie kľúčovú úlohu, prípadne som vybral niektoré zaujímavé kuriozity akou bola napr. Lippmannova interferenčná metóda farebnej fotografie či Prokudin-Gorského zdokonalený fotografický systém na zaznamenanie trojfarebného negatívu.

Záverom  sa vynára sa otázka, možno aj priamo do diskusie pod tento článok: Kam asi bude vývoj fotografických médií pokračovať ďalej? Pravdepodobne sa budú zdokonaľovať súčasne známe detektory svetla pre dosiahnutie autentickejších a kvalitnejších fotografií, alebo sa vývojári budú sústrediť na možnosti zachytávania a prezentovania 3D obrazu. No a možno sa nakoniec objaví čoskoro čosi úplne nové, doteraz neznáme ...

Komentáre

Pridaj komentár Pridaj komentár Zobraziť posledný príspevok
Juraj Lacko
2015-11-11 22:15:06
Kazdemu fotografvi odporucam aspom raz vyskusat FoveonX3. Mna si ziskal. Fotak nestoji za vela ale fotky su proste realita
 
z80
2015-11-12 08:25:36
Az na par nepresnosti, ako to, ze bol hlinik v CMOS obvodoch nahradeny kremikom, je to zaujimavy clanok.
Predpokladam, ze autor cerpal z Wikipedie, kde sa pise nieco podobne, ale tam sa spravne pise len o materiali pouzivanom na vyrobu jednej konkretnej casti trazistoru v cipe - hradla (gate), nie cipu ako celku. Pre upresnenie, hlinik sa pouziva v cipoch ako "drot", ktory prepaja jednotlive komponenty, ktore su vyrobene z kremika.
 
anton julény
2015-11-12 09:54:11
na rozvoj fotografie malo podľa môjho názoru rozhodujúci vplyv odkúpenie patentu dagerotypie francúzskou vládou a jeho sprístupnenie pre všetkých na základe snahy poslanca Franccoisa Araga: "Ak vynález ostane v ruke jednej osoby, vytvorí sa nebezpečenstvo, že po dlhý čas sa nebude ďalej rozvíjať. Napriek tomu, ak sa uvoľní, tak sa čoskoro zdokonalí myšlienkami iných", a teda myšlienku OpenSource realizovali už pred 150 rokmi a mohol by to byť vzor správania sa pre našich poslancov. Niektoré patenty v histórii fotografie sa stali predmetom obchodných sporov, napr.Talbotov monopol nad jeho vynálezom ukončil súd.

Na druhej strane to malo podobný efekt ako súčasná digitálna fotografia, napr. v roku 1861 bolo v Paríži 23000 ľudí, ktorí sa živili fotografiou.
 
kubizmus
externý redaktor 2015-11-12 10:41:39
príspevok od: z80
Az na par nepresnosti, ako to, ze bol hlinik v CMOS obvodoch nahradeny kremikom, je to zaujimavy clanok.
Predpokladam, ze autor cerpal z Wikipedie, kde sa pise nieco podobne, ale tam sa spravne pise len o materiali pouzivanom na vyrobu jednej konkretnej casti trazistoru v cipe - hradla (gate), nie cipu ako celku. Pre upresnenie, hlinik sa pouziva v cipoch ako "drot", ktory prepaja jednotlive komponenty, ktore su vyrobene z kremika.
Priznavam, ze pri spracovani takejto sirokej temy, ktoru pokryvaju vsetky tri clanky som si niekedy nevystacil len csto s vlastnymi poznatkami a trochu som musel studovat aj ine clanky. Wikipedii som sa snazil vyhybat (okrem cerpania obrazkov).

V kazdom pripade, dakujem za doplnenie a opravenie
 
Jahoda1112
2020-02-18 17:03:44
príspevok od: kubizmus
Priznavam, ze pri spracovani takejto sirokej temy, ktoru pokryvaju vsetky tri clanky som si niekedy nevystacil len csto s vlastnymi poznatkami a trochu som musel studovat aj ine clanky. Wikipedii som sa snazil vyhybat (okrem cerpania obrazkov).

V kazdom pripade, dakujem za doplnenie a opravenie
Dobrý deň.

Super článok.
Ak sa môžem opýtať, aké zdroje (články) ste študovali?

Ďakujem
 

Ďalší článok z kategórie

Inzercia