В погоне за миллионами

Андрей Ряхин

Новые модели цифровых фотокамер на CeBIT'2000

      Если в отчетах с выставки CeBIT'98 с восторгом писали о революционном преодолении миллионного предела разрешения, а с CeBIT'99 с уважением рапортовали о достижении двухмиллионной планки, то сейчас просто констатируют, что за прошедший год топ-камеры практически всех ведущих фирм стали еще на один миллион "богаче". Появилась линейка 3,34-мегапиксельных моделей (см. таблицу).
      Большинство этих моделей реально появится в продаже не раньше середины года, поэтому точные значения некоторых технических характеристик пока, к сожалению, не определены. Что касается цен, то они согласно анонсам не превышают $1-1,5 тыс., это, безусловно, дороговато для любителей, но вполне приемлемо для профессионалов и опытных, продвинутых фотографов. В жесткой борьбе за внимание последних производители в своих топ-моделях стараются приблизиться к идеальному воплощению следующих задач:
      - улучшить качество изображений, причем не только за счет использования новых матриц ПЗС и качественных многоэлементных объективов, но и за счет более сложного и эффективного общего подхода к процессу получения и обработки цифрового изображения, в том числе продвинутых высокоточных технологий автоматического контроля параметров съемки (многоэлементный матричный замер при настройке баланса белого, автофокус с числом шагов в несколько тысяч) и совместной обработки нескольких последовательных кадров одного объекта;
      - повысить скорость получения кадров как за счет быстрого включения/переключения режимов фотоаппарата (у лучших моделей время готовности уменьшено до 1-2 с, а задержка спуска затвора - до 0,1 с) и ускоренной отработки функций зуммирования и автофокусировки, так и за счет возможности быстрой съемки последовательной серии снимков высокого разрешения (до 5-10 кадров 2048 х 1536 с частотой 1-3 кадр/с) и "видеосъемки" (до 3-5 мин 160 х 120 с частотой 15 кадр/с), в том числе со звуком;
      - увеличить гибкость и обеспечить большую универсальность аппарата за счет расширения возможностей ручного контроля параметров съемки, дополнительных аксессуаров (сетевой адаптер, внешняя вспышка, набор насадок на объектив, в том числе адаптер для слайдов, макро-, теле-, широкоугольный и "рыбий глаз" конверторы), многообразия возможностей по просмотру и считыванию изображений (различные режимы просмотра на встроенном ЖК-дисплее, обязательный видеовыход, поддержка как старого RS-232, так и нового быстрого USB-интерфейсов передачи данных, наличие различных адаптеров для чтения сменных карт памяти).
      При этом необходимо сохранить компактный дизайн за счет использования легких сплавов (фотокамеры должны весить около 300 г), сниженного энергопотребления (до 2,5 ч непрерывной работы), обеспечить удобное, интуитивно понятное управление с применением эргономично расположенных диска и кнопок управления.

Рис. 1. MicroDrive

      Выше перечислены лучшие, но присущие, к сожалению, разным аппаратам характеристики. Если бы эти характеристики имела одна модель, то она могла бы считаться идеальной. На самом деле у каждой из представленных есть свои сильные и слабые стороны. По совокупности параметров, пожалуй, наиболее близко к эталону приближаются Nikon Coolpix 990 и Olympus C-3030ZOOM. Впрочем, C-3030 не позволяет сфокусироваться ближе 20 см, а Coolpix не позволяет записывать звуковые комментарии. Слабым местом модели Nikon с точки зрения современных реалий является поддержка карт памяти CompactFlash только Type I (напомним, что CF-карты типов 1, 2 и 3 имеют одинаковую длину - 45,0 мм и ширину - 42,8 мм, но отличаются толщиной - соответственно 3,3, 5,0 и 10,5 мм).

Рис. 2. Super CCD 1

Дело в том, что при столь стремительном увеличении разрешения регистрируемых кадров критическим становится вопрос емкости сменных карт памяти. Объем несжатого кадра 2048 х 1536 уже превышает 9 Мбайт, поэтому для записи без потери качества десятка кадров требуется сотня мегабайтов. В связи с этим весьма привлекательным является решение фирмы IBM, удивившей мир разработкой жесткого диска MicroDrive в стандарте CompactFlash Type II емкостью 340 Мбайт (диаметр - менее 25 мм, толщина - 5 мм, вес - 20 г). Этот диск обеспечивает минимальную приведенную стоимость 1 Мбайт сменной памяти - менее $1,5 против $3,5 у стандартных карт CompactFlash Type I, например, фирмы Sandisk (рис. 1). Для сравнения, фирмы Canon и

Рис. 3. Super CCD 2

Рис. 4. Структура размещения CCD

Рис. 5. Структура размещения Super CCD

Casio, также традиционно придерживающиеся стандарта CompactFlash, свои новые модели (PowerShot S20 и QV-3000EX соответственно), уже сделали совместимыми с этим микродиском. Справедливости ради стоит подчеркнуть, что всеми уважаемая Sony отказалась от поддержки и CompactFlash, и SmartMedia в пользу собственного стандарта сменных карт MemoryStick. В настоящее время Sony его активно и довольно успешно продвигает, оснащая соответствующим слотом почти все новые модели портативных устройств - от ноутбуков до цифровых фото- и видеокамер (даже линейки Digital8).
      Несомненное достоинство Canon PowerShot S20 и Ricoh RDC-7 - суперкомпактность. Что касается JVC GC-X1, то ее уникальной чертой является функция 6 Mega Pro-Still, основанная на двойной экспозиции кадра со смещением пикселей (pixel-shift). Специальное отражающее зеркало смещает сфокусированное изображение по вертикали на величину пикселя регистрирующей матрицы ПЗС. Это позволяет получить дополнительную информацию о кадре и повысить вертикальное цветовое разрешение до уровня, обеспечиваемого матрицей в 6 млн пикселей, а эквивалентное разрешение по яркости - до уровня в 4 мегапикселей. Двойная регистрация кадра может быть также использована для повышения отношения сигнал/шум (NR Pro-Still-мода) или для расширения динамического диапазона (DR Pro-Still), что особенно важно для проработки на снимке затемненных участков при наличии в сцене ярких источников света.
      Весьма своеобразный способ повышения эффективного разрешения реализовала Fuji в своей FinePix-4700. Эта компактная камера основана на новом типе ПЗС-матриц - Super CCD. В отличие от стандартных матриц с прямоугольными фотодиодами (рис. 2) здесь фоточувствительным диодам впервые придана форма правильных шестиугольников (рис. 3). Это позволило повысить компактность "упаковки" диодов и увеличить их эффективную площадь более чем на 50% (конкретный выигрыш зависит от общего числа фотодиодов, и, например, для трехмиллионной матрицы достигает 2,3 раза). В результате увеличились чувствительность, отношение сигнал/шум и динамический диапазон, а следовательно, конечное качество изображения. Кроме того, в Super CCD изменена структура размещения фотодиодов - относительно общепринятой квадратной она развернута на 450 (рис. 4). Это приводит к перераспределению пространственных частот, передаваемых в результирующем дискретном изображении, что более адекватно отвечает особенностям его восприятия человеческим глазом. Утверждается, что изображение с Super CCD (рис. 5) по разрешению соответствует полученному на обычной матрице, но в 1,6 раза большим числом пикселей. В совокупности все это позволило утверждать Fuji, что FinePix-4700, построенный на суперматрице в 2,4 мегапикселей, эффективно дает картинки, эквивалентные "стандартным" 4,3 млн. Несмотря на спорность последнего утверждения, общее повышение интегрального качества не вызывает сомнений, что и позволило включить модель Fuji в настоящий обзор трехмиллионников.