Vývojové trendy v oboru čipů

Komentáře

Transkript

Vývojové trendy v oboru čipů
36
Vývojové trendy v oboru čipů
37
V
ýrobci fotoaparátů mohutně investují do vývoje
vlastních nebo alespoň přizpůsobených čipů,
protože technologie čipu je základem digitálního zpracování obrazu. Odlišnosti mezi jednotlivými
typy čipů velmi narůstají a univerzální CCD a CMOS čipy
třetích stran se dnes už dávají pouze do fotoaparátů pro
masový spotřebitelský trh. Velmi odlišné konstrukce
čipů používají firmy Fujifilm a Foveon pro novější typy
fotoaparátů Sigma.
Fujifilm použil šachovnicové rozmístění fotocitlivých buněk, ale namísto čtvercových vytvořil buňky
osmiúhelníkové a tak vylepšil intenzitu využití dopadajícího světla. Toto uspořádání navíc podporuje rozložení obrazu, které je bližší vnímání lidského oka a lidské
mysli. Proto mohl Fujifilm oznámit skutečné, účinné
rozlišení čipů téměř dvojnásobné, než byl fyzický počet
pixelů na čipu (nyní 11 megapixelů z fyzických 6 megapixelů na čipu). Ostatní výrobci s touto interpretací
samozřejmě nesouhlasí.
Zdvojené fotodiody
SuperCCD SR od firmy Fujifilm zavedl na jednu fotocitlivou buňku dvě fotodiody, jednu menší a druhou větší.
Úkolem menší sekundární fotodiody je zaznamenat
detaily v jasných místech, je tedy méně citlivá na světlo
než primární dioda. Když jsou možnosti primární diody
překročeny, nastupuje fotodioda sekundární a zaznamená detaily, které by primární už nemohla ukázat. Když je
kapacita primární fotodiody využita například z 60 %,
je sekundární pouze na 10 % svých možností, a když je
primární na 100 % a hrozí vypálení jasů, má sekundární
dioda ještě záznamovou kapacitu. Oba náboje jsou
potom zpracovány odděleně, dále analyzovány a složeny
do hodnoty jednoho pixelu
Dalším podstatným krokem společnosti Fujifilm
v oblasti vývoje čipů je fyzické zdvojení diod v jedné
buňce, zaměřené na zvýšení dynamického rozsahu čipu
(pro informaci se podívejte na str. 48 – 51). Každá fotocitlivá buňka má malou a velkou fotodiodu. Větší (primární) fotodioda pracuje ve všech běžných situacích,
zatímco malá (sekundární) dioda vstupuje do hry, když
je světlo příliš jasné. Větší dioda je citlivější a má větší
Prokládané pixely
SuperCCD čip od firmy Fujifilm má podstatně odlišnou
konstrukci od původního typu CCD čipů. Z technického
hlediska je znám jako Pixel Interleaved Array CCD (PIACCD). Díky použití osmiúhelníkového tvaru fotocitlivých
buněk namísto tvaru čtvercového a jejich rozmístění ve
45° úhlech namísto obvyklého pravoúhlého rozestavení
se zvýšila užitná plocha čipu. Elektronické obvody jsou
vedeny okolo buněk a nezabírají vlastní sloupce jako
v běžných Interline CCD čipech a účinná plocha čipu
se zvýšila o 30 %. Střídavé uspořádání navíc zvyšuje
rozlišení detailu ve vodorovném a svislém směru na úkor
úhlopříčného a lidské oko vnímá detaily přirozeněji.
Všechny tyto výhody, spolu s možností lepší interpolace
dat ze střídavě uložených senzorů, umožnily společnosti
Fujifilm uvádět rozlišení ve dvojnásobné hodnotě
(11 megapixelů při fyzických 6 milionech fotocitlivých
buněk). Tento tvar rozmístění buněk také napomáhá
ke zvýšení citlivosti, zlepšení v oblasti šumu a rozšíření
dynamického rozsahu čipu.
rozsah než menší (viz str. 50 a 51), ale její možnosti
jsou pořád omezené.
Kdyby byla nastavena pro vyšší rozsah jasů (kontrastnější podmínky), dělala by za normálních podmínek „ploché“ fotografie. Primární fotodioda SuperCCD
čipu dosáhne mezí kapacity i v běžném světle, ale
sekundární, menší, fotodioda má nižší citlivost a naplňuje se podstatně pomaleji, zvyšuje tedy dynamický
rozsah celé sestavy v jasných částech snímků a umožňuje zachycení dalších, jinak nezachytitelných, podrobností.
Zcela jiný konstrukční přístup zvolili výrobci čipu
Foveon. Pokusili se napodobit principy práce třívrstvých barevných filmů a tak obejít běžnou interpolaci
barev. Využili výhodu, že křemík (ze kterého se čipy vyrábějí) je ve skutečnosti průhledný a v závislosti na své
tloušťce pohlcuje některé vlnové délky světla. Takže
jedna vrstva zaznamená červenou barvu, druhá zelenou a třetí vrstva zaznamená modrou barvu. Je to převratný patent, ale výhody jeho využití jsou obtížně měřitelné. I když je dnes důraz na věrnost barev a správu
barev větší než v dobách fotografování na film (viz str.
106 – 107), je zároveň jednodušší problémy s barvami
řešit. Jak jsme už několikrát zjistili, některé vlastnosti
digitálního obrazu jsou velmi subjektivní – tvrdě řečeno – co se zdá našemu oku správné, to taky je správné.
V oboru technologií obrazových čipů jsou v současnosti
jiné priority než přesnost barev.
Obrázek vpravo nahoře je pořízen 6megapixelovým fotoaparátem Nikon D100
a spodní zase 6megapixelovým fotoaparátem s prokládaným čipem CCD (12
megapixelů) Fuji S7000.
alá
x pixel (m
a)
fotodiod
Patentovaná konstrukce čipu Foveon X3, představená ve
fotoaparátech Sigma, využívá průhlednosti křemíkového
podkladu k dosažení podobného principu, jaká známe
z třívrstvého barevného filmu. Každý pixel obsahuje
tři fotodiody nad sebou, které dodají úplnou barevnou
informaci.
s pixel (velká fotodioda)
Vývojové trendy v oboru čipů
Digitální snímání obrazu
zaznamenané světlo
Foveon
množství dopadajícího světla
40 – 41 Rozlišení 50 – 51 Dynamický rozsah v praxi 106 – 107 Správa barev

Podobné dokumenty

Vypočítejte délku tělesové úhlopříčky krychle o hraně délky a cm.

Vypočítejte délku tělesové úhlopříčky krychle o hraně délky a cm. Kvádr o hranách délek a cm a b m má stejný objem jako krychle o hraně délky d dm. Vypočítejte třetí rozměr kvádru. a= b= d=

Více

Téma: Publikování filmu v programu Windows Movie Maker Časová

Téma: Publikování filmu v programu Windows Movie Maker Časová Téma: Publikování filmu v programu Windows Movie Maker Časová dotace: 2 hodiny Pomůcky:  stolní počítač pro každou pracovní skupinu (3-5 studentů) vybavený programem Windows Movie Maker (program u...

Více

Rusko potvrzuje svoji sovětskou mentalitu

Rusko potvrzuje svoji sovětskou mentalitu otevřenějšímu konfliktu. Čína je také největším dodavatelem zboží na americký trh, a kdyby o něj přišla, byl by to pro čínskou ekonomiku průšvih. Otázka volně související s americkým dluhem: skonči...

Více

D.Program_Lazensky_veletrh

D.Program_Lazensky_veletrh Růžová zahrada, stálého spolupracovníka hobby magazínu Receptář i TV pořadů „Hobby naší doby“ (Jiřina Bohdalová) a „Zahrada pod lupou“ (David Prachař) ing. Vlastimila Šindeláře. Pořadem, prokládaný...

Více

Radek Sevcik

Radek Sevcik Bohužel, vyzařování monitorů v černé barvě bylo pod obtížně registrovatelné. Je zřetelně vidět, že klasický monitor CRT má spojitější spektrum, barvy jsou více "roztáhlé" a tudíž bude poskytovat le...

Více

václav kopecký, [email protected]

václav kopecký, vaclavkopecki@gmail.com dílčích momentů, které charakterizují situaci a zároveň zůstávají jednotlivými prvky do širšího celku. Jedním ze základních rysů fotografie je právě zachycený moment, který se snáží postihnout širš...

Více

Sprint - Koordinuj.cz

Sprint - Koordinuj.cz 6.3 Základní popis rámového systémového lešení SPRINT Základ konstrukce lešení SPRINT tvoří uzavřené ocelové svařované rámy o šířce 0,75 m (alternativně 1,09 m) a výšce 2,0, 1,0 a 0,66 m, podlážky ...

Více

Fotodioda - janoud.cz

Fotodioda - janoud.cz (defektní elektron). Takto vzniklé volné elektrony jsou volné nosiče náboje, které snižují elektrický odpor polovodiče, resp. zvyšují elektrickou vodivost polovodiče. Tento fotoelektrický jev nastá...

Více

paschens zákon

paschens zákon dopadající na citlivou foto vrstvu vyvolává fotochemickou reakci AgBr přítomného ve vrstvě.  Výhody: nízká cena, simultánní záznam (současně probíhá i integrace signálu), trvale k dispozici, možno...

Více