Kam směřuje vývoj snímačů? - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

Mnohem závažnější technologickou konkurencí po stránce kvalitativní je pro klasické CCD snímače SuperCCD od společnosti Fujifilm. Ta při uvedení čtvrté generace těchto čipů s označením HR a SR jasně ukázala, že to s dalším vývojem této technologie myslí vážně a navíc se velmi rozumně soustřeďuje na zvyšování kvality záznamu místo na zvyšování rozlišení, které není pro spotřební digitální fotografii tak zajímavé. Zejména verze SR s dvojicí fotodiod v každé buňce elegantně řeší letitý problém s poměrně malou barevnou dynamikou digitálních fotografií. A právě v této oblasti by se mohla digitální fotografie výrazně vyvíjet a zlepšovat bez zvyšování výrobních nákladů, na které je velmi citlivá.

Minulý týden zareagovalo na čtvrtou generaci SuperCCD SR i samotné Sony, představením nové varianty CCD snímačů s RGBE barevným filtrem. Jde opět o velmi jednoduchou a elegantní myšlenku, která by v praxi mohla bez jakéhokoli zvýšení výrobních nákladů posunou barevné podání digitálních fotografií. Jak to celé bude fungovat?

V levo RGBG, v pravo RGBE

Dnes nejrozšířenější řešení problematiky barevné digitální fotografie vychází z použití primární takzvané "Bayer RGBG" barevné mozaiky. Každé jednotlivé buňce snímače, která je sama o sobě barvoslepá, je předřazen jeden ze tří barevných filtrů (R - červená, G - zelená, B - modrá). Díky tomu zaznamenává pouze část barevného spektra a kombinací takto získaných částečných informací je vypočítán výsledný obraz. Vzhledem k tomu, že RGB barevný prostor je dostatečně velký a nedochází k žádným zásadním barevným převodům, měl by tento princip fungovat celkem bezproblémově. Bohužel vše komplikuje jednak různá citlivost CCD snímačů v různých částech spektra, tak i omezená citlivost, která se opět liší v závislosti na tom, jakou barvu dopadající světlo má. Uspořádání Bayer RGB tyto rozdíly částečně kompenzuje tím, že na čtveřici bodů je 2x použit zelený filtr.

Nové RGBE uspořádání nahrazuje druhý zelený filtr komplementární barvou označenou Sony jako Emerald. Jak je patrné z ilustračních obrázků, jde v podstatě o tradiční tyrkysovou (Cyan) z prostoru CMYK. Volba této barvy má hned několik kladů. Tím prvním je pochopitelně komplementárnost RGB a CMYK barevných prostorů, která zjednodušuje následný barevný výpočet. Navíc jde o světlý odstín barevného filtru, který bude relativně málo pohlcovat světlo, a tudíž se zlepší i citlivost snímače.

V pravo snímek pořízený běžným CCD snímačem, v levo s RGBE maskou

Celkově se tedy dají od nových RGBE snímačů očekávat dva přínosy. Tím prvním je logické rozšíření barevného gamutu, a tudíž i dynamiky snímků přidáním další barvy do barevného systému. Druhým přínosem by mohl být i úbytek šumu, který bude dán jednak vyšší citlivostí, menším pohlcováním světla a zároveň i změnou barevného výpočtu. Jako závdavek ještě Sony slibuje u nové generace snímačů o 30% nižší spotřebu energie.

Co nás tedy čeká?
S tím, jak roste produkce digitálních fotoaparátů a zároveň i produkce snímačů, roste i význam pozice jednotlivých výrobců na trhu. Proto se dá očekávat to, že výrobci se rozdělí do dvou skupin. První skupinu bude tvořit dvojice či trojice producentů masových snímačů, v nejbližších letech rozhodně založených na CCD technologii. Ti mezi sebou budou soupeřit nejvíce v oblasti cen, dále pak ve stále rostoucím rozlišení a zejména v optimalizaci a zlepšování procesů zpracování obrazu.
Druhou skupinu výrobců budou tvořit ti, kteří si budou pod vlastní taktovkou vyvíjet speciální snímače, zejména pro digitální zrcadlovky. Do této skupiny již dnes patří Canon, Fujifilm, Kodak, Nikon a v podstatě i Foveon (NS). Jejich cílem bude kromě produkce specifických snímačů zejména hledání nových technologií, na kterých by se dala založit úspěšná patentová "kariéra".