Budoucnost má jméno CMOS - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

CCD DF

CCD DF

13. července 2005, 00.00 | Otázka, jaký typ snímačů se bude používat u digitálních fotoaparátů v blízké či vzdálenější budoucnosti, je velice těžko zodpověditelná. Nicméně tradiční souboj technologií CCD a CMOS zřejmě dostává zcela nový rozměr a můžeme se těšit na zajímavé změny.

Již od zrodu digitální fotografie v té podobě jak ji dnes známe se neustále vedou diskuze o tom, zda je výhodnější používat CCD či CMOS snímače. V obou dvou případech se přitom jedná o principielně velmi podobné řešení založené na použití miliónů samostatně fungujících křemíkových fotodiod. Rozdíl je pouze v tom, jak je z těchto diod získávána a zpracovávána výsledná informace. Nicméně tento rozdíl natolik ovlivňuje strukturu snímačů, že jejich chování je velmi odlišné. V současnosti drtivá většina digitálních fotoaparátů používá CCD snímače, které jsou navíc obecně považovány za kvalitnější řešení, ale během několika málo let se situace může změnit.

Výlet do historie
Obě dvě technologie jsou skoro stejně staré a na jejich vývoji se pracuje již přes 30 let. A právě v ranných počátcích nasazení CCD a CMOS snímačů pro zpracování obrazu je nutno hledat kořeny dnešního stavu. CCD snímače byly zvoleny jako řešení optimalizované na kvalitu i za cenu vyšších nákladů a spotřeby energie a CMOS snímače naopak jako řešení levné a nenáročné. Toto rozhodnutí výrobců určilo směr, kterým se vývoj jednotlivých technologií vydal v době skenerů a následně digitálních fotoaparátů. Kdyby se tenkrát nejsilnější výrobci rozhodli obráceně, pravděpodobně by byla dnešní situace jiná, nicméně to je jen čirá spekulace.

CCD dnes
Vývoj a výrobu CCD snímačů dnes dokáže realizovat jen několik málo společností na světě. Tahounem a zároveň nejvýznamnějším producentem CCD s více jak 60% podílem na trhu je několik posledních let společnost Sony. Mezi další významné hráče je potřeba počítat zejména společnost Matsushita (Panasonic), ale vlastní produkci CCD čipů má například i Kodak či Fujifilm se svojí SuperCCD větví vývoje.
Obrovskou výhodou CCD snímačů je dnes jednak množství prostředků, které se již investovaly do zkvalitnění této technologie, druhak jejich masová produkce. Z pohledu zejména amatérských digitálních fotoaparátů, tedy kategorie rozlišení 3 až 8 MPix, jsou CCD prvky jednoznačně dominantním řešením a nikdo příliš nepochybuje o jejich dnešní nadvládě v této oblasti. U profesionálních digitálních fotoaparátů je již situace trochu jiná, protože například u digitálních stěn sice CCD stále má velmi silnou pozici, ale u DSLR zejména díky Canonu získává CMOS velmi cenné body.

CMOS dnes
Jak jsme již konstatovali, vývoj CMOS snímačů byl velmi dlouho zaměřen na jejich co nejnižší výrobní náklady, jednoduchost konstrukce a minimální rozměry a spotřebu energie. Otázka kvality záznamu nebyla považována za tak důležitou jako u CCD, a to způsobilo, že CMOS snímače se dnes až na výjimky používají v nenáročnějších aplikacích. U skenerů najdeme CMOS snímače u těch nejmenších a nejlevnějších modelů, v masové kategorii digitálních fotoaparátů se dnes prakticky nepoužívají a v profesionální digitální fotce si CMOS hledá své místo pouze posledních pár let.
Nicméně zárodkem budoucího úspěchu CMOS snímačů je dle našeho názoru jejich, nasazení u fotomobilů. Díky své nízké spotřebě, malým rozměrům a nízké výrobní ceně se CMOS snímače montují v podstatě do všech fotomobilů, což v důsledku znamená, že se dnes vyrábí již více CMOS snímačů než CCD. Fotomobily dnes tolik netlačí na kvalitu záznamu, což CMOS technologii vyhovuje, nicméně zároveň jsou oborem, do kterého se velmi silně investuje, ve kterém působí finančně velmi silní hráči a který má nespornou perspektivu. Díky tomu se logicky začíná mnohem více investovat i do vývoje CMOS.

Kdo jsou stoupenci technologie CMOS
Po marketingové stránce toho pro technologii CMOS bezesporu nejvíce udělal v posledních letech Canon, který nasadil výhradně novou generaci CMOS snímačů do všech svých DSLR. Tím do značné míry zbořil mýtus, že CMOS snímač nemůže produkovat kvalitní obraz, a velice tak napomohl změně pohledu. Nejvýznamnějším výrobcem CMOS snímačů dnes je Sharp, který je spíš hráčem v pozadí, který kolem sebe nedělá příliš mnoho rozruchu, ale stojí za masovou produkcí CMOS snímačů zejména pro fotomobily. A přicházejí i nový stoupenci. Tento týden oznámil Kodak, že v rámci své strategie digitální budoucnosti značky hodlá výrazně investovat do rozvoje své nabídky CMOS snímačů. Kodak navíc vsází na kvalitní snímače s rozlišením 3 a 5 MPix a novou architekturou označovanou jako PIXELUX. Na výrobě spolupracuje s IBM, a dokonce poskytl licenci i společnosti Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC), která je největším OEM producentem polovodičových součástek.

Běh na dlouhou trať
Obě dvě technologie mají před sebou ještě dlouhou cestu, na které je čeká mnoho zvratů a možná i překvapení. Analytici navíc již dlouhá léta volají po hledání zcela nové technologie záznamu obrazu, protože křemíkové fotodiody není možné zmenšovat do nekonečna. Nicméně všechny dosavadní alternativy (ať už to bylo SuperCCD či Foveon) nedokázaly najít dostatečnou podporu trhu. V každém případě si musíme uvědomit, že doby, kdy CMOS byl tím ošklivým káčátkem bez ambicí, jsou dávno pryč a jde o minimálně rovnocenného soupeře CCD.