DIGITREND, 8. RÉSZ

Amikor egy új képrögzítő eszköz – legyen az fényképezőgép vagy videó kamkorder – technikai adatait kezdjük böngészni a legfontosabbnak tartott műszaki paraméterek a képérzékelő lapka felbontásáról (Mp), a lapka típusáról (CCD vagy CMOS) és a nem tükörreflexesek esetében az objektív, pontosabban a zoomobjektív 35 mm-es filmméretre „átszámolt” gyújtótávolság(tartomány)áról szólnak. Így teszi ezt minden információs forrás: azaz természetesnek tartja, hogy aki megvesz egy „digitálist” az a fotografálás minden idevonatkozó „analóg” ismeret birtokában van. Jó lenne persze ha így lenne, de nem így van. Aki persze tükörreflexeset vásárol az mindenféleképpen egy szorzószám-tényezővel találkozik: ezzel megszorozva a kiválasztott objektív(ek) gyújtótávolságát kapja meg azt az „új” számot, ami a 35 mm-es

(24 x 36 mm-es) fényképezésnél ugyanazt a leképzési arányt (képkivágást?, látószöget?) hozná létre.

A digitális tükörreflexeseknél (DSLR-eknél) – szemben a boksz-, bridge-, stb. típusokkal – mostanra néhány méretre (mindössze négyre) szűkült a CCD/CMOS lapkák választéka. Erről a letisztult helyzetről szól a cikkhez mellékelt táblázat. Az egy négyharmados (Four Thirds) rendszert leszámítva mindegyik méret-gazda igyekszik az úgynevezett teljes (Full) méretet kitöltő lapkák gyártására, ezért is üres a táblázat utolsó rubrikája. Úgy tűnik a jobb sorsra érdemes négyharmados-rendszer mint elképzelt (megajánlott) egységes digitális tükörreflexes (és esetleg egyéb) szabvány nem lett és ma már úgy tűnik nem is lesz világszabvány.

Sokkal inkább kezd fontossá válni, hogy a lapka hogyan dolgozza fel az objektív által odavetített (exponált) kép töltéseit. Még 2007 kora őszén a Casio bejelentett egy Exilim névre hallgató bridge (tehát nem igazi tükörreflexes), 60 kép/mp-es „gyorstüzelésű” felvételek készítésére alkalmas fényképezőgépet. A fényképező kamera ez év januárjában kézbe vehető valósággá vált, - Exilim Pro EX-F1 néven – és mint általában, úgy ez is alkalmas videó felvételek készítésére. A sok választható felvételi lehetőség egyike pl. a 384 x 512 pixeles felbontású (ez a VHS és az úgynevezett standard minőség közé eső érték) 300 kép/mp-es képfrekvencia . Ez még egy speciálisan az ilyen célokra készített hagyományos 16 mm-es filmkameráknál is dícséretes teljesítmény lehetne. A 60 kép/mp-es sorozatfelvételt a lapka teljes felbontásában – azaz 6 Megapixeles képekről van szó - szolgáltatja az Exilim Pro. Természetesen a teljes HD-felbontású, 1920 x 1080 pixeles videó felvételt is lehet 60 kép/mp-es képfrekvenciával rögzíteni. Mint különleges látvány (a tudományosan kíváncsi szem számára) az 1200 kép/mp-es felvételek készítésére is lehetőség van, igaz ezen képek felbontása szerény, mindössze 336 x 96 pixelesek (VGA AVI). Az adatok („képek!”) tárolása SD-típusú (SD, SDHC, MMC,stb.) kártyákra történik. Az üzletekben az EX-F1 e lap megjelenésével egyidőben startol, az Egyesült Államokban várhatóan 1.000- dolláros áron.

Az Exilim Pro EX-F1 képérzékelő lapkája Sony fejlesztés eredménye, 1/1,8”-os (azaz APS-C) méretű és CMOS típusú. A Mos (Metal Oxid Semiconductor) alapú eszközök (pl. fénymérésre, élességállításhoz) eddig sem voltak ismeretlenek az elektronika eszköztárában és néhány éve – elsősorban a Canon fejlesztő mérnökeinek köszönhetően – már a képérzékelésben is kiemelkedő szerepet kezdtek játszani. Hasonlóan mint a CCD Charge Coupled DEvice) ez a konstrukció is szilícium félvezetőre alapozott, és fotódiódát használ a fény érzékelésére. Az általánosan elterjedt CCD és a Mos érzékelők között az alapvető különbség a fény hatására felgyülemlett töltések (az ún. töltéskép) kezelésében van.

Kiolvasáskor a CCD alapú képérzékelőkben a fény hatására felgyülemlett töltéseket az elemi cellákból a következő tároló cellába továbbítják. Ez az ismétlődő folyamat addig tart, amíg a töltések a kijárati kaput elérik. Ez a folyamat elkerülhetetlen zajt generál, mely alapvetően az egyes tárolócellák különbözősége miatt keletkezik és a képen is látható. Ez a zaj frekvenciafüggően emelkedik és rontja a kamera jel/zaj értékét. A kiolvasást követő első áramköri elem nagymértékben csökkenti a zajokat, de nem szünteti meg azokat.

Ettől a rendszertől eltérően a MOS, CMOS (Complementari Metal Oxid Semiconductor) érzékelő közvetlenül az elemi pixelből konvertálja a töltéseket feszültséggé, így az elképzelhető minimumra csökkenti a lapka alapzaját. A konstrukcióból adódik egy másik előny is. Az érzékelő Struktúrájától függően elmaradó függőleges és vízszintes regiszterek miatt egy adott felületen egymáshoz közel nagyszámú érzékelő alakítható ki. Létrejöhetett az ideális, optikai veszteség nélküli eszköz, a HDTV és a filmes technológiák számára.

A HDTV technológiai kihívását leglátványosabban a Sony CMOS típusú képérzékelő lapkáinak legújabb generációján (mint pl. az Exilimbe épített IMX021-es CMOS lapka) tudjuk talán a legérzékletesebben szemléltetni.

A ClearVid nevű lapka-felépítés érdekessége a négyzet alakú pixelek 45 fokos szögben való elforgatása és a szűrőrácsban (amennyiben egylapkás képfelvevő eszközről van szó) a zöld pixelek 50 %-ot meghaladó jelenléte. Ez utóbbi értelemszerűen és elsősorban a fényképezőgépekre igaz. Ilyen elforgatott lapka struktúrához hasonlatos – a már régóta létező – a Fujifilm Finepix lapkája. Már ott is tapasztalható (volt) adott pixelszám mellett a mintegy 30 % körüli felbontás növekedés érzete. A ClearVid struktúrában – mint a mellékelt rajzon jól érzékelhető, - a pixelsorok egymáshoz közelebb kerültek és egy egyszerű algoritmussal a pixelcsúcsoknál képezhető „virtuális” képpontok megnövelik a látszólagos lapkafelbontást.

A másik újítás az „EXMOR” fantázianevet kapta. Lényege (lásd az ábrát), hogy míg a hagyományos oszloponkénti jelkiolvasásnál analóg zajszűrés

-3-

történik, a lapkából az adatfeldolgozás számára kilépő analóg jelfolyam újabb zajelemekkel terhelődik és a digitalizálás csak ezután történik meg. Az „Exmor” technológiát az oszloponkénti párhuzamos analóg-digitális átalakítás jellemzi. A többszörös A/D (analóg-digitális) átalakítók az egyes pixelsorokban követlenül a létrejöttük után – az analóg zajszűrést követően – alakítják az analóg jeleket digitálissá. Ezt még a lapkán belül digitális zajszűrés követi. A hagyományos megoldásnál csak egyetlen analóg-digitális jelátalakító tartozik a lapkához. Az „Exmor” technológiával kiküszöbölhető a külső zaj hatása, amely az A/D átalakításra való átvitel során kerül a jelláncba. Így rendkívül kiszajú, kiváló minőségű digitális jeleket lehet kapni. Ezáltal jelentősen javul a rossz fényviszonyok (alacsony megvilágítás, árnyékos felületek részletei) közötti felvételek technikai minősége.

A jelfeldolgozás sebességének növelésével lehet a sorozatfelvételek másodpercenkénti számát növelni. Az érzékelőből való egyutas kiolvasást értelemszerűen valamilyen többutas rendszernek kell felváltania. Ilyen – és talán az első – a 2006 nyarán bemutatott Nikon D80-as digitális tükörreflexes fényképezőgép jelfeldolgozó rendszerében jelent meg. Ezt a Nikon saját fejlesztésű LBCAST JFET (Lateral Buried Charge Accumulator and Sensing Transistor array) nevű CCD típusú képérzékelőjénél, két szimultán futó csatornán való jelkiolvasással oldotta meg. Az egyik csatornán az 50 %-nyi zöld információ, a másikon a 2 x 25%-nyi vörös és kék információk kerültek egy optimalizált A/D átalakítóba (Ábra!).

Ezen a téren is pillanatnyilag a Sony „Exmor” típusú lapkái a piacvezetők. Ilyen van a cikk elején szereplő Cosina fényképezőgépben, a legújabb Sony HDV kamkorderekben (a PMW-EX1-ben, a HVR-Z7E-ben és a HVR-S270E-ben) de a SONY ALFA 700 digitális fényképezőgépében is. A legújabb Exmor-lapka (2008. január 30.-i bejelentés) már 24 x 36 mm nagyságú, 24,81 Mp felbontású és digitális jelkimenete 12 (!) párhuzamos csatornán történik. Valószínűleg ez lesz az Alfa DSLR-család „zászlóshajójá”.-nak képérzékelője.

Rák József