پیشرفت عظیم در صنعت عکاسی به دست سازنده‌ی ژاپنی

sigma-dp2-camera-designboom011

شرکت ژاپنی سیگما، تاکنون به تولید لنز معروف بود، ولی اکنون با تولید یک دوربین خارق‌العاده و متفاوت در صدر اخبار تکنولوژی و دوربین‌ها قرار گرفته است. دوربین جدید سیگما، یک دوربین کاملاً متفاوت با دوربین‌های کلاسیک است و خلاقیت زیادی در طراحی آن بکار رفته است. ممکن است در نگاه اول آن را با ویدئو پروژکتور اشتباه بگیرید چون بسیار عریض ساخته شده است.

sigma-dp2-camera-designboom021

دلیل ساخت دوربین در چنین شکل نامتعارفی این است که به خوبی در دست جای گیرد و حالت دست هنگام عکس گرفتن طبیعی‌تر و راحت‌تر از دوربین‌های معمولی باشد. علاوه بر این دکمه‌ها هم در فضای بزرگ و بافاصله از هم قرار داده‌شده‌اند تا هیچ‌وقت دستتان به دکمه‌ی اشتباه برخورد نکند. در روز‌های پیشین، عمده‌ی توجه رسانه‌ها به شکل نامتعارف این دوربین بود تا اینکه «کازوتو یاماکی» مدیرعامل شرکت سیگما درخواست کرد به جای توجه خیلی زیاد به قیافه‌ی این دوربین، به سنسور آن که بسیار جالب تر از بدنه‌ی آن است توجه کنیم.

TS590x442

لنز دوربین dp2 Quattro دارای فاصله‌ی کانونی معادل ۲۸ میلی‌متر است. فاصله‌ی کانونی این دوربین ثابت است و در عوض برای داشتن فواصل کانونی مختلف، سه دوربین مختلف عرضه می‌شود. dp1 Quattro دارای فاصله‌ی کانونی معادل ۴۵ میلی‌متر و dp3 دارای فاصله‌ی کانونی معادل ۷۵ میلی‌متر است. این دوربین دارای سنسور ۲۹ مگاپیکسلی Foveon X3 CMOS است که مهم‌ترین ویژگی این دوربین به حساب می‌رود.

sigma-dp2-camera-designboom051

سنسور تصویر مستقیم Foveon X3 پیشرفته‌ترین سنسوری است که تاکنون ساخته شده است. این سنسور یک قدم بزرگ در راه پیشرفت صنعت عکاسی دیجیتال برداشته است و بسیاری از عیب‌های متداول در سنسورهای معمولی را برطرف کرده است. برای آشنایی نحوه‌ی کار دوربین‌های دیجیتال و سنسورهای بکار رفته در آن‌ها پیشنهاد می‌کنم مقاله‌ی «با جناب مگاپیکسل آشنا شوید» را مطالعه کنید.

تاکنون تمام سنسورهای بکار رفته در دوربین‌های دیجیتالی تنها یک لایه پیکسل داشتند و از این جهت که پیکسل‌ها نمی‌توانند رنگ را تشخیص دهند، برای ضبط تصویر رنگی، بر روی هر کدام از پیکسل‌ها یک فیلتر رنگی جداگانه می‌گذاشتند تا تنها یکی از رنگ‌های آبی، سبز و یا قرمز را ثبت کند. فیلترهای رنگی روی سنسور را به صورت یک شبکه‌ی شطرنجی می‌چیدند تا هر سه رنگ کنار هم باشند.

این روش برای ثبت عکس رنگی معایب متعددی دارد. چون هر کدام از پیکسل‌ها تنها یکی از سه رنگ سبز، آبی و قرمز را ثبت می‌کند، می‌توان گفت تنها یک سوم از رنگ واقعی تصویر ثبت می‌شود. برای مثال وقتی یک پرتوی نور وارد پیکسل قرمز می‌شود، بخش آبی و سبز آن حذف شده و تنها بخش قرمز باقی می‌ماند. بعد از اینکه شبکه‌ی شطرنجی تشکیل شد، چون رنگ هر کدام از پیکسل‌ها واقعی نیستند، رنگ واقعی هر پیکسل باید بر اساس رنگ‌های اطرافش حدس زده شود. این کار توسط فرایند پیچیده‌ای به نام Interpolation انجام می‌شود که بعضاً باعث ایجاد رنگ‌های اشتباه در تصویر می‌شود. سپس برای ترمیم رنگ‌های اشتباه، تصویر کمی محو می‌شود تا رنگ‌های اشتباه در میان رنگ‌های صحیح از بین بروند. همین کار باعث از بین رفتن مقداری از جزئیات تصویر نیز می‌شود. ممکن است بعد از مجموع این کارها تنها یک چهارم جزئیات واقعی باقی بماند. مثلاً اگر یک دوربین ۵ مگاپیکسلی داشته باشیم، ممکن است ۳.۷۵ مگاپیکسل از تصویر خروجی محو باشد و تنها ۱.۲۵ مگاپیکسل جزئیات داشته باشد. کیفیت رنگ‌ها نیز از کیفیت طبیعی آن‌ها پایین‌تر خواهند بود.

X3_vs_mosaic_new

سنسور Foveon X3 مشکلات سنسورهای قدیمی را ندارد و شاید بتوان گفت انقلابی در صنعت سنسورها ایجاد کرده است. در این سنسور ۳ لایه پیکسل درون سیلیکون قرار دارد. از ویژگی‌های سیلیکون این است که طول موج‌های مختلف نور در عمق‌های مختلف آن نفوذ می‌کند. از همین ویژگی استفاده شده است و لایه‌های قرمز، سبز و آبی در عمق‌های مختلف سیلیکون قرار داده‌شده‌اند. وقتی یک پرتو نور وارد محدوده‌ی یک پیکسل می‌شود هر رنگی از آن توسط لایه‌ی مربوطه ثبت می‌شود. یعنی بر خلاف سنسورهای معمولی، یک سوم از رنگ هر پرتو نور از بین نخواهد رفت. در این صورت رنگ هر پیکسل طبیعی است و احتیاج به فرایند پیچیده‌ی حدس زدن رنگ طبیعی پیکسل‌ها نخواهد بود. لذا رنگ‌های اشتباه نیز نخواهیم داشت و احتیاج به محو کردن تصویر نیز نیست. در مجموع در فرایندی بسیار ساده‌تر و با پردازش کمتر، تصویری باکیفیت بسیار بهتر خواهیم داشت.

500px-Absorption-X3

سایت Foveon فلشی ساخته است که نحوه‌ی کار سنسور Foveon X3 و مقایسه‌ی آن با سنسورهای معمولی را به صورت تعاملی و انیمیشن نمایش می‌دهد. برای مشاهده‌ی آن اینجا کلیک کنید.

حال می‌خواهیم کیفیت تصویری که سنسور Foveon X3 ثبت کرده است را با تصویر سنسور معمولی مقایسه کنیم. در نمای کلی می‌توان متوجه شد که کیفیت رنگ‌های ثبت‌شده توسط سنسور Foveon بسیار بهتر از سنسور معمولی است. تصاویر Foveon X3 در سمت راست و تصاویر سنسور معمولی در سمت چپ نمایش داده‌شده‌اند.

X3_whole_X3 X3_whole_mosaic

با بزرگنمایی تصویر کتاب می‌بینیم که در تصویر سنسور معمولی، نه تنها متن کمی محو شده است، بلکه پدیده‌ی رنگ‌های اشتباه نیز به وضوح در آن دیده می‌شود. در تصویری که سنسور Foveon X3 ثبت کرده است، هیچ‌کدام از این اثرات ناخواسته دیده نمی‌شود و تصویر از وضوح مناسبی برخوردار است.

X3_sharp_X3 X3_sharp_mosaic

تصویر سنسور معمولی در برابر تصویر سنسور Foveon X3 بسیار بی‌رنگ محسوب می‌شود. البته طبیعی است چون همان طور که گفتیم در سنسورهای معمولی بسیاری از رنگ‌های نور، اصلاً وارد سنسور نمی‌شود.

X3_color_X3 X3_color_mosaic

پدیده‌ای که در این تصویر مشاهده می‌کنید Moire نام دارد. این پدیده در تصاویری که دارای الگوی تکراری هستند، (مثل بافت پارچه) برای سنسورهای قدیمی به وجود می‌آید. پردازشگر دوربین با محو کردن تصویر، این اثر را از بین می‌برد ولی متعاقباً ممکن است بافت پارچه نیز محو شود.

X3_moire_X3 X3_moire_mosaic

سایت Foveon فلشی ساخته است که مقایسه‌ی تصاویر دو سنسور را به صورت تعاملی نمایش می‌دهد. برای مشاهده‌ی آن، اینجا کلیک کنید.

با اختراع جدیدی که در حوزه‌ی عکاسی انجام شده است، این صنعت یک گام بسیار مهم به جلو برداشته است. امیدواریم در آینده‌ شاهد سنسورهای باکیفیت در تمام دوربین‌های دیجیتالی و حتی در دوربین‌های موبایل باشیم.