Общие сведения

Среднеформатные (6x4,5; 6x6; 6x7 и 6x9 см) и крупноформатные (9x12; 13x18 и 18x24 см) фотокамеры отличаются, во-первых, крайним консерватизмом конструкции, а во-вторых, очень высоким качеством изготовления. Поэтому до сих пор можно обнаружить интенсивно эксплуатируемый аппарат, сделанный в семидесятых годах. Фотографы, использующие эту технику, тоже настороженно относятся ко всем новшествам. Тем интереснее тот факт, что первыми цифровую «начинку» обрели как раз студийные камеры.

Основными предпосылками появления цифровых технологий в студийной фотографии являются трудоемкость и дороговизна процесса постановочной съемки. Во-первых, при составлении композиции фотохудожнику приходится истратить не одну кассету для моментальной камеры Polaroid — эти снимки служат для согласования общей концепции кадра с заказчиком. Затем производится съемка на средне- или полноформатную камеру и проявка пленки, в ходе которой выясняется, что цветовые оттенки переданы неверно, угол съемки неудачный и вообще необходима повторная съемка. При этом если реквизит для фотографирования брался в аренду, требуется снова его заказывать.

При использовании студийной цифровой камеры фотограф избавляется от тестовых съемок моментальной камерой, кроме того, нет необходимости тратиться на проявление пленки. Однако не так важна экономия на расходных материалах, как возможность пригласить в студию представителя заказчика и продемонстрировать ему на экране ПК готовый кадр. При этом в отличие от снимка, сделанного аппаратом Polaroid, цветопередача и композиция будут полностью соответствовать окончательному варианту. Если какой-то из параметров кадра не устраивает заказчика, достаточно внести необходимые изменения (переместить объекты, изменить освещение и т. д.) и произвести повторную съемку. В зависимости от типа камеры это может занять от 20 минут до нескольких секунд, разумеется, без учета пересылки изображения в компьютер.

Вместе с тем приобретением цифровой камеры ограничиться невозможно — требуется также как минимум компьютер, сублимационный цветной принтер и прочие периферийные устройства. Все это оборудование стоит достаточно больших денег, за исключением разве что компьютеров, дешевеющих с каждым годом. Тем не менее вложенные средства с лихвой окупаются, так как заказчик всегда готов платить за срочность изготовления и высокое качество.

Как уже было сказано во вступительной части, подавляющее большинство цифровых студийных камер представляют собой приставки к средне- и крупноформатным камерам, устанавливаемые в среднеформатной камере вместо кассеты с пленкой, а в крупноформатной вместо фотопластины. Правда, встречаются и так называемые полные камеры — законченные устройства, включающие в себя как цифровую, так и оптическую подсистемы.

Приставки к средне- и крупноформатным камерам

По принципу съемки приставки подразделяются на сканирующие и полнокадровые.

Сканирующие приставки

Процесс съемки с помощью сканирующих приставок очень похож на использование планшетного сканера.

ПЗС-линейка при помощи высокопрецизионного привода (для этого используются, как правило, низкооборотные электродвигатели с редукторами и червячная передача) перемещается в плоскости кадра, передавая строку за строкой формируемого изображения.

ПРИМЕЧАНИЕ
Время захвата (capture time) — промежуток времени, в течение которого происходит полное перемещение ПЗС-линейки сканирующей приставки либо троекратная (для каждого из светофильтров) экспозиция в матричных приставках.

Процесс этот достаточно продолжителен и может достигать 20 минут, поэтому, в отличие от термина время экспонирования, для интервала съемки сканирующей приставкой используется понятие время захвата.

Разумеется, экспонирование при этом тоже происходит. Для этого используется электронный затвор — устройство, рассмотренное в главе «Электронно-оптические преобразователи». Каждый раз, когда линейка останавливается в новой позиции, электронный затвор, используя определенную пользователем выдержку, производит экспонирование. Время экспонирования связано не только с освещенностью объекта, но и с чувствительностью элементов ПЗС-линейки — чем она выше, тем меньшую выдержку может отрабатывать электронный затвор. Интервал между экспонированием зависит не только от скорости перемещения ПЗС-линейки, но и от быстродействия регистра сдвига и аналого-цифрового преобразователя.

Ограничивающим фактором является также максимальная пропускная способность интерфейса связи с устройством хранения информации. В этой роли может выступать как компьютер, так и поставляемый в комплекте с камерой специальный контроллер, к которому подключен жесткий диск, в этом случае скорость считывания данных с АЦП несколько увеличивается. Впрочем, в любом случае необходима буферная память типа RAM, и чем выше разрядность ПЗС-линейки, тем больший размер буфера желателен.

Ранние сканирующие приставки состояли из линейки шириной в один элемент. Таким образом, для получения полноцветного изображения требовалось три прохода. При этом использовалось устройство, переключавшее три светофильтра: синий, красный и зеленый. Конструктивно данное приспособление, называемое цветовым колесом (color wheel), представляло собой диск с тремя вставками из оптического стекла, окрашенного соответствующим цветом. Это колесо размещалось, как правило, перед объективом и поворачивалось необходимым светофильтром к оптике при помощи привода, управляемого сканирующей приставкой.

При использовании цветового колеса время захвата достигало 20 минут. Чтобы уменьшить этот интервал и упростить конструкцию камеры, производители сканирующих приставок повсеместно перешли на трехлинейные матрицы (trilinear arrays), представляющие собой линейку шириной в три элемента. Каждая из строчек была покрыта светофильтром, таким образом, полноцветное изображение получалось за один проход. Разумеется, увеличившееся в три раза количество элементов потребовало двух дополнительных АЦП, а также в три раза более емкий буфер RAM. Зато время захвата для некоторых приставок удалось уменьшить до 41 секунды. Тем не менее для съемки живых объектов такие параметры неприемлемы. Также не подходят импульсные источники света (вспышки), то есть фотограф должен использовать мощные источники постоянного света.

Исторически сложилось так, что сканирующие приставки чаще всего применяются в крупноформатных камерах. Тому есть две причины. Во-первых, размер кадра в этой технике очень большой, поэтому стоимость полнокадровой приставки очень велика даже для аппаратуры такого класса. Во-вторых, крупноформатные фотоаппараты работают только со штатива и потому в основном используются для рекламной постановочной съемки, то есть при переходе на сканирующую приставку область применения данной техники сокращается весьма незначительно.

Однако есть опыт применения данной технологии и в среднефор-матных камерах, как правило, в ранних моделях, для которых важно было сократить общую стоимость устройства. В современных приставках к среднеформатным камерам используются другие технологии.

По внешнему виду сканирующие приставки к крупноформатным камерам напоминают кассету с фотопластиной.

Рабочая зона приставки прозрачная, а за габариты стандартной кассеты выступает блок с приводом ПЗС-линейки и интерфейсная часть с разъемом для подключения довольно объемистого устройства — управляющего модуля. Управляющий модуль, как следует из его названия, координирует работу приставки, кроме того, иногда в нем находится жесткий диск высокой емкости (до 10 Гбайт), служащий для хранения отснятых кадров. Таким образом, фотоаппарат не требует абсолютно никакой доработки и в любой момент может быть использован для съемки на обычные фотопластины.

На данное время сканирующие приставки в состоянии обеспечить кадр с максимальным разрешением за приемлемую цену. Распространенность аксессуаров для крупноформатных камер позволяет вести съемку практически любой сложности. Развитие этого направления возможно за счет увеличения разрешения ПЗС-линеек и скорости сканирования, особых технологических прорывов на этом направлении не предвидится.

Полнокадровые приставки

Полнокадровые приставки для регистрации изображения используют не линейку, а матрицу ПЗС, поэтому они способны зафиксировать кадр целиком.

Однако, как уже упоминалось ранее, элементы ПЗС-матрицы не могут передать цветовую составляющую, поэтому в полевых камерах используется схема с интерполяцией цвета. Подобное решение иногда можно обнаружить и в студийных камерах, правда, с некоторыми доработками. Кроме того, используются и другие подходы.

Приставки со сменными светофильтрами

Наряду со сканирующими устройствами большой популярностью для съемки неподвижных объектов пользуются приставки со сменными светофильтрами. В роли последних используется цветовое колесо, при этом осуществляется троекратное экспонирование (мулътиэкспозиция) с зеленым, синим и красным светофильтром.

Получив значение каждого из основных цветов в данной точке, можно рассчитать точное значение цветового оттенка. Поскольку время при такой схеме съемки расходуется не только на экспонирование каждым из светофильтров, но и на их смену, понятие времени захвата присутствует и для такого типа устройств, при этом полнокадровые приставки «укладываются» в интервал от 5 до 40 секунд максимум, в зависимости от модели. Впрочем, для съемки живых объектов этого тоже недостаточно. Однако для каждой экспозиции можно задействовать импульсный источник света (вспышку), таким образом, фотограф избавляется от необходимости использовать мощное осветительное оборудование.

В отличие от сканирующих устройств, мультиэкспозиционные приставки чаще выпускаются для среднеформатных камер. Размеры наиболее распространенных ПЗС-матриц пока что не достигли значений, пригодных для применения в крупноформатной технике. В некоторых случаях размер ЭОП даже меньше размера среднеформатного кадра, поэтому для определения истинного фокусного расстояния используется специальный увеличивающий коэффициент. Более подробно он будет рассмотрен в главе, посвященной профессиональным полевым камерам.

По внешнему виду полнокадровые приставки похожи на увеличенную в размерах кассету с пленкой, используемую в средне-форматных камерах. Приставка крепится к задней стенке камеры, и ПЗС-матрица располагается там, где в обычных условиях находится кадр пленки. Цветовое колесо может размещаться как перед объективом, так и за ним, в корпусе самой приставки.

Одним из наиболее перспективных путей является замена цветового колеса светофильтрами на основе жидкокристаллических элементов (liquid crystal tunable filter, LCTF). Принцип работы данных устройств основан на взаимной интерференции световых волн в слоях жидкокристаллических элементов, в результате которой включенный фильтр пропускает лучи только определенной длины волн (то есть одного цвета). Используя элементы с разной пропускающей способностью в многослойной структуре, управляемой электрическими сигналами, можно добиться разделения светового потока на три основных цветовых диапазона: синий, зеленый и красный. Данная схема отличается простотой и надежностью, так как отсутствуют механические компоненты. Скорость переключения ЖК-светофильтра также очень высокая — 50 миллисекунд. Несмотря на такие впечатляющие характеристики, для съемки с импульсными источниками света (при однократном световом выплеске) эта схема малопригодна. Интенсивность свечения вспышки непостоянна, поэтому экспозиции разных цветовых каналов не будут совпадать. Кроме того, слабым звеном является время считывания информации с ПЗС-матрицы. При доведении данного параметра до характеристик, сходных со скоростью переключения ЖК-светофильтра, муль-тиэкспозиционные приставки можно будет использовать для съемки живых объектов при постоянном освещении.

Приставки с интерполяцией цвета

Некоторые из приставок к студийным камерам оснащаются ПЗС-матрицами с чередованием элементов, каждый из которых снабжен своим светофильтром. Это позволяет получать изображение за одно экспонирование и производить съемку живых объектов. Данная схема использует интерполяцию (восстановление) цвета и довольно подробно рассмотрена в главе . Тем не менее в студийных камерах имеется определенная специфика.

Первые камеры имели не мозаичную, а полосчатую схему окраски элементов, то есть чередовались столбцы зеленого, синего и красного цвета. Это значительно упрощало обсчет полноцветного изображения, однако наблюдались сильные искажения вертикальных линий в кадре.

Поэтому довольно скоро большое распространение получила схема с мозаичным расположением элементов. Как и в полевых камерах, на два зеленых элемента приходилось по одному синему и красному. Расчет полноцветного изображения производился на компьютере, поэтому отличался более тщательной проработкой деталей, чем в полевых камерах.

Другим способом избежать такого неприятного явления, как муар, является нерегулярное, псевдослучайное расположение элементов матрицы. Разумеется, что для корректного расчета цвета программное обеспечение камеры хранит информацию о размещении каждого элемента. Данное решение требует не только больших вычислительных мощностей, но и значительных объемов как оперативной, так и постоянной памяти.

Как и мультиэкспозиционные приставки, устройства с интерполяцией цвета применяются совместно со среднеформатными камерами. По способу крепления к камере эти два типа аналогичны. Что касается сравнительных габаритов, то основной отличительной деталью моделей со сменными светофильтрами является цветовое колесо (кроме моделей с ЖК-светофильтра-ми), значительно увеличивающее размеры либо всей системы в сборе, либо самой приставки.

Приставки со смещением матрицы

Схема с интерполяцией цвета получила развитие в многофункциональных (multipurpose) приставках, использующих для съемки живых объектов одно экспонирование, а для высококачественной съемки неподвижных объектов — мультиэкепозицию. При этом во время съемки матрица несколько раз (от двух до четырех) смещается по вертикали и горизонтали на небольшое расстояние, равное шагу размещения элементов.

В результате в каждой точке кадра определяются все три основных цвета и отпадает необходимость в интерполяции. Общее время захвата при этом удается уменьшить до нескольких секунд, хотя для фотографирования «с рук» эта система все-таки не годится. Как и приставки со сменными светофильтрами, многофункциональные устройства позволяют использовать вспышку в мультиэкспозиционном режиме.

Для перемещения матрицы используются прецизионные пъезо-приводы, обеспечивающие микронную точность. Высокая эффективность и надежность данных устройств позволили расширить возможности некоторых приставок функцией микросканирования. При использовании данного режима осуществляется до 36 экспозиций, между которыми матрица совершает циркулирующее перемещение. Результирующий кадр имеет в три раза большее разрешение, как по вертикали, так и по горизонтали.

Практически все приставки со смещением матрицы проектировались на базе моделей с интерполяцией цвета. Поэтому внешний вид этих устройств практически идентичен, так как пъезоприво-ды очень компактны и практически не занимают места.

Из всех приставок только устройства со смещением матрицы обеспечивают и возможность съемки живых объектов с интерполяцией цвета, и функцию фотографирования неподвижных композиций с высоким разрешением и неинтерполированным цветом. Такая гибкость применения привела к большой популярности данной техники среди фотографов, занятых разноплановой съемкой, но не имеющих средств на приобретение двух разных устройств — для фотографирования живых и неподвижных объектов.

Основные типы

В процессе развития данного направления некоторые производители предлагали на рынке законченные решения — полные камеры, сочетавшие в себе как электронную начинку, так и объектив с затвором. Большинство разработчиков при проектировании устройств использовали байонетную оптику 35-мм камер. Такое решение обусловливалось, с одной стороны, распространенностью объективов, а с другой — малыми габаритами ранних ПЗС-матриц. Использование оптики средне- и крупноформатных камер было бы излишней роскошью.

Такие устройства пользовались довольно устойчивым спросом благодаря невысокой цене. Более того, ряд технических решений (например, схема со смещением матрицы) впервые появился именно на этих типах камер.

Правда, с увеличением разрешения ЭОП появилась потребность применять для формирования изображения оптику «более высокого разбора». А конструкция как среднеформатных, так и крупноформатных камер идеально подходила для использования в сочетании с ними приставок. И, разумеется, любой профессиональный фотограф использует для съемки на пленку именно такую технику. В этих условиях создание полных камер теряло всякий смысл. Впрочем, в большинстве случаев разработчики этих устройств либо уходили с рынка, либо, используя многочисленные наработки, переключались на выпуск приставок.
Однако в некоторых случаях полные камеры нельзя заменить приставками. Например, в случае использования проектировщиками схемы с разделением светового потока.

Камеры с расщеплением света

Напомним основные принципы схемы с расщеплением света.
Поскольку в пленочной фотографии аналогов данной схемы просто не существует, требуется разрабатывать конструкцию «с нуля». Объектив, как и в большинстве полных камер, заимствуется с 35-мм байонетных фотоаппаратов. После того как объектив сформировал изображение, с помощью специальной призмы оно делится на три части. Затем для регистрации кадра используются три ЭОП, каждый со своим светофильтром. В результате получаются три изображения (как в мультиэкспозиционных приставках). Складывая их, можно получить полноцветное изображение.

Уже упоминались недостатки данной схемы:

• необходимо считывать информацию не с одного, а с трех сенсоров, таким образом, требуется очень высокая скорость передачи данных;
• при прохождении призмы-делителя световой поток ослабляется, что ограничивает доступные значения выдержки и диафрагмы;
• сигналы со всех трех ЭОП должен быть одинаковыми, в противном случае возможны цветовые искажения.

Для решения этих задач используется ряд технических решений.
Высокая скорость считывания с ЭОП достигается применением буферной памяти большого объема. Кроме того, регулярно разрабатываются более совершенные интерфейсы, обеспечивающие интенсивный обмен информацией.

Для компенсации ослабления светового потока при съемке в студии используется дополнительное осветительное оборудование.

Самой серьезной задачей остается калибровка ПЗС-матриц. Как правило, она производится параллельно с настройкой баланса белого. Для этого используется эталон — матовый плоский объект белого цвета. Если при съемке эталона будут наблюдаться оттенки того или иного цвета, то это значит, что сигнал с соответствующего ЭОП ослаблен либо, наоборот, завышен. Впрочем, поскольку студийный фотоаппарат постоянно подключен к компьютеру, есть возможность соответствующим образом настроить программное обеспечение и компенсировать цветовой баланс.

Основным преимуществом схемы с расщеплением света является возможность съемки живых объектов с неинтерполированным цветом. Широкому распространению этих камер мешает сложность и высокая цена данных устройств, а также отсутствие универсализма — возможности использовать одно и то же оборудование как для цифровой, так и обычной фотосъемки.

Системы охлаждения

Одним из путей повышения динамического диапазона ПЗС-мат-рицы является подавление теплового шума. С этой целью применяются разнообразные схемы отвода тепла от сенсора.

В отличие от полевых камер, массогабаритные характеристики которых сильно ограничивают применение систем охлаждения, студийная фототехника позволяет использовать довольно тяжелые и объемные устройства. Кроме того, при стационарной эксплуатации энергопотребление теплообменник конструкций теоретически не лимитировано.

Системы охлаждения делятся на пассивные и активные.

Пассивные системы охлаждения обеспечивают исключительно отвод избыточного тепла от прибора в охлаждающую среду (атмосферу), при этом охлаждающий элемент служит только передаточным звеном между прибором и воздухом. Поэтому охлаждаемый прибор не может быть холоднее воздуха.

Активные системы за счет потребления энергии (электрической либо химической) понижают температуру своей рабочей области ниже уровня окружающей атмосферы. Данные устройства «вырабатывают холод», при этом в воздух выделяется не только тепло, отводимое от охлаждаемого прибора, но и тепло, создаваемое самой системой охлаждения.

Пассивные системы

Наиболее простым устройством пассивного теплообмена является радиатор (heatsink). Он представляет собой конструкцию из материала с высокой теплопроводностью, как правило, металла. При этом форма тепловыделяющей поверхности подбирается таким образом, чтобы обеспечить максимальную площадь рассеивания. Поэтому чаще всего встречаются игольчатые радиаторы, обеспечивающие при равном объеме наибольшую рабочую поверхность.

В некоторых полевых камерах роль радиатора играет массивный металлический корпус фотоаппарата. Специальное устройство обеспечивает теплообмен матрицы и корпуса. При этом конструкция теплообменника должна исключать электрическую проводимость, так как заряд статического электричества может вывести из строя ЭОП.

Для улучшения рассеивания тепла с поверхности радиатора используется принудительный обдув с помощью микровентилятора. Подобные системы применяются в персональных компьютерах для охлаждения процессора и называются кулерами (cooler, от слова cool — охлаждать). На основании того, что при работе вентилятора используется электроэнергия, кулеры ошибочно называют активными устройствами, хотя они не могут «вырабатывать холод» и понижать температуру ниже уровня окружающего воздуха.

В целом пассивные системы охлаждения довольно эффективно применяются для охлаждения до 40° по Цельсию, хотя их производительность сильно зависит от температуры окружающей среды.

Активные системы

В быту примером активного охладителя служит обычный холодильник. Однако его конструкция, хотя и обеспечивающая высокий КПД и хорошее охлаждение, неприемлема для цифровой фототехники, даже студийной — в первую очередь из-за размеров и веса.

Для активного охлаждения студийной цифровой техники используются системы Пельтье. Работа этих полупроводниковых термоэлектрических модулей основана па одноименном эффекте.

Эффект Пельтье проявляется при приложении разности потенциалов к двум проводникам, изготовленным из разных материалов. В зависимости от полярности напряжения на стыке этих проводников будет выделяться либо поглощаться тепловая энергия. Происходит это вследствие ускорения либо замедления электронов за счет внутренней контактной разности потенциалов стыка проводников.

Наилучшего результата можно достичь при использовании комбинации полупроводников га-типа ир-типа, в которых теплопог-лощение производится за счет взаимодействия электронов и «дырок». При каскадном объединении удается добиться сильного охлаждения, но при этом наблюдается как поглощение тепла, так и выделение. Поэтому элементы системы Пельтье комбинируются таким образом, чтобы одна сторона охладителя была «горячей», а другая — «холодной».

Для отвода избыточного тепла с «горячей» стороны используются пассивные компоненты — радиаторы, часто дополняемые вентиляторами.

Активные системы на основе эффекта Пельтье позволяют охлаждать ЭОП студийных фотокамер до температур, близких к нулю.

Тепловой шум матрицы снижается в несколько раз и за счет этого значительно расширяется динамический диапазон сенсора. Однако есть ограничение по нижнему пределу температуры, так как при сильном охлаждении возможна конденсация влаги из окружающей атмосферы, которая может вызвать короткое замыкание компонентов камеры.

Наиболее известные модели

В отличие от фирм, производящих обычные камеры для студийной съемки и сохраняющих статус-кво десятилетиями, в области цифровой техники аналогичного назначения происходили бурные изменения. Некоторые компании, считавшиеся лидерами отрасли 5 лет назад, на сегодняшний день влились в состав других корпораций или же просто исчезли с рынка. Часто революционные новшества, примененные в новой модели, опережали свое время, и рынок не принимал новинку. Однако с прошествием времени наиболее удачные инженерные решения «приживались» и даже становились необходимым компонентом камеры.

Для многих профессиональных фотографов определение «студийная цифровая фотокамера» ассоциируется в первую очередь с продукцией сравнительно небольшой компании Dicomed. И это не случайно, поскольку фотоаппараты этой фирмы во многом опередили свое время, заставляя других производителей форсировать свои разработки.

Dicomed была расположена в городе Бернсвилл, штат Миннеаполис. Ее история началась в 1968 году созданием оборудования для сканирования рентгеновских снимков. В дальнейшем все разработки велись в направлении оцифровки изображения. А в 1993 году англичанину Тревору Хаворту, который был тогда президентом компании, удалось подписать эксклюзивный контракт на лицензионное производство сканирующих приставок BetterLight.

Однако для оперативной съемки требовались сенсоры, регистрирующие кадр целиком, то есть матрицы. Но к тому моменту разрешение устройств данного типа было довольно низким. Решение пришло буквально «с небес».

При эксплуатации разведывательных спутников, фотографирующих вражеские объекты, самым сложным этапом является передача отснятых кадров. Сначала пленка в специальных контейнерах сбрасывалась с орбиты, и имелся риск ее перехвата. Затем разработали автоматические проявочные машины, расположенные прямо на борту спутника, а полученные кадры сканировались и передавались на землю. В конце концов, решено было избавиться и от пленки, а изображение регистрировать с помощью ПЗС-матрицы. Однако для этого необходимо было разработать сенсор с меньшим энергопотреблением и более скромным тепловыделением.

Эту задачу возложили на предприятие Loral-Fairchild — совместное детище одного из крупнейших производителей спутниковых систем (Loral) и гиганта полупроводниковой индустрии Fairchild Semiconductors. После долгих усилий был разработан целый ряд ПЗС-матриц, удовлетворявших заказчиков. Кроме того, качественно новыми стали такие показатели, как разрешение и динамический диапазон.

Однако к концу восьмидесятых «холодная» война пошла на убыль, спутники стали летать реже, а деньги, вложенные в разработку новых ЭОП, надо было как-то возвращать. В итоге часть сенсоров появилась на рынке и довольно быстро нашла покупателей в лице компаний-разработчиков цифрового фотооборудования.

Возникает вопрос — а что же произошло с компанией Loral-Fairchild, благодаря которой произошел столь сильный прогресс в цифровой фотографии? Некоторое время эта компания была частью аэрокосмического концерна Lockheed Martin и называлась Lockheed Martin Fairchild Systems. В 2000 году Fairchild Systems вошла в состав другого аэрокосмического концерна, В АЕ Systems. Среди современных разработок можно назвать 85-мега-пиксельный (9216x9216) сенсор.

Ну а в 1996 году Тревор Хаворт объявил о разработке новой модели Dicomed BigShot. В этой камере планировалось использовать ПЗС-матрицу Loral-Fairchild с разрешением 4096x4096. Предполагалось оснастить камеру ЖК-светофильтром с очень малым циклом смены цвета, что позволило бы снимать живые объекты с неинтерполированным цветом.

Однако разработчики светофильтра не уложились в необходимые сроки. Кроме того, несмотря высокую скорость работы светофильтра, не удалось избежать проблем при съемке со вспышкой — неоднородность цикла свечения давала сильные световые искажения. И уж совсем не представлялось возможным увеличить скорость считывания данных с матрицы, что окончательно ставило крест на перспективе использования BigShot для съемки живых объектов.

В итоге на рынок были представлены не одна, а три модели: монохромный BigShot 1000, мультиэкспозиционный BigShot 3000 (с ЖК-светофильтром, но без буферной памяти и только для съемки неподвижных объектов) и BigShot 4000, самый дорогой (54 тысячи долларов) вариант с интерполяцией цвета.

В процессе эксплуатации вскрылись крупные недочеты конструкции. Напичканная электроникой камера не имела охлаждающей системы, и тепловой шум недопустимо сужал динамический диапазон. Кроме того, высокая стоимость BigShot, обусловленная дороговизной изготовления шестнадцатимегапиксельных сенсоров, отпугивала многих потенциальных клиентов. Dicomed попытался выправить положение выпуском «облегченной» модели Little BigShot, использовавшей шестимегапиксельную матрицу Philips, однако это не спасло компанию от краха, наступившего в 1999 году.

По сравнению с Dicomed, история компании MegaVision не столь продолжительна, она была основана в 1983 году. Однако у обеих фирм есть общее — с самого начала в качестве приоритетного направления были избраны оцифровка и обработка графических изображений. Уже в 1984 году была представлена система обработки графической информации 1024ХМ. Для того чтобы изображение можно было вводить в систему 1024ХМ напрямую, Mega Vision разработала электронную камеру. Однако по своей конструкции она разительно отличалась от современных цифровых фотоаппаратов. Фактически это была телевизионная камера, использующая для регистрации изображения видикон. Единственным отличием было относительно высокое разрешение — 1000 линий.

ПРИМЕЧАНИЕ
Видикон (Vidicon) — передающая телевизионная электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). В отличие от обычной ЭЛТ, используемой в телевизорах и мониторах, изображение, проецируемое системой линз на фоточувствительный слой видикона, вызывает изменение потенциалов на поверхности этого слоя. Затем это изменение считывается при проходе луча из электронов, формируемого схемой развертки. В настоящее время в теле- и видеокамерах видикон заменяется ПЗС-матрицами.

В 1986 году разрешение было удвоено и составляло 2000 линий. Камера использовалась совместно с 1024ХМ, вся система называлась Tessera и была первым цифровым фотоаппаратом, применяемым для коммерческой съемки. Однако качество «картинки» было довольно посредственным, мешал узкий динамический диапазон.
Поэтому в 1992 году была создана мультиэкспозиционная сис-. тема Т2, в которой использовалась ставшая ныне традиционной ПЗС-матрица. Разрешение сенсора CCD442A производства Loral-Fairchild составляло 2048x2048. Из других особенностей Т2 следует упомянуть разработанное в 1991 году инженерами MegaVision встроенное в корпус приставки цветовое колесо.

В 1997 году появилась приставка S2, построенная по схеме с интерполяцией цвета. В ней использовалась та же четырехмегапик-сельная ПЗС-матрица, что и в Т2. В 1998 году для S2 был создан комплект портативной съемки BatPac, состоявший из АЦП, цифрового экспонометра, буферной памяти, слота PCMCIA и аккумулятора.

1999 год ознаменовался появлением сразу двух моделей — S3 с интерполяцией цвета и мультиэкспозиционной Т32, базировавшихся на ПЗС-матрице производства Philips (3072x2048). В 2000 году появилась улучшенная версия S3 — S3Pro, чувствительность которой могла достигать 400 единиц ISO.

В дальнейшем разрабатывались только модели с интерполяцией цвета. В 2001 году появилась S4, использующая шестнадцатиме-гапиксельную (4000x4000) ПЗС-матрицу Kodak, а в самом конце 2002 года — S427, сенсором которой служит одиннадцатиме-гапиксельная (4008x2672) матрица Philips.

Еще одной легендой цифровой фотографии по праву считается американская фирма Leaf. В 1992 году ее основатель Боб Каспе представил мультиэкспозиционную приставку Digital Camera Back (DCB), оснащенную четырехмегапиксельной матрицей Loral-Fairchild. Основной «изюминкой» приставки была система охлаждения сенсора, значительно расширявшая динамический диапазон.

Затем появилась модель DCB-II, использовавшая для охлаждения элементы Пельтье, понижавшие температуру ПЗС-матри-цы до 0° по Цельсию. Предыдущая модель не могла охлаждать сенсор ниже температуры воздуха в студии.

В 1994 году Leaf обратила свое внимание на рынок недорогой техники, выпустив полную камеру Lumina своеобразной конструкции. В ней использовались объективы Nikon серии F, а в роли ЭОП выступала не полнокадровая матрица, а сканирующая линейка, обеспечивавшая захват изображения из 2700x3400 точек. Оптимизированная для монтажа на микроскоп модель получила наименование Micro Lumina.

В 1995 году появилась приставка с интерполяцией цвета Catch-Light. Она оснащалась той же матрицей, как и в DCB-II, но ее разрешение составляло 1950x1950. Чтобы улучшить цветопередачу, разработчики заменили в каждой группе из четырех пикселов один из двух зеленых элементов сине-зеленым (teal), в результате увеличилась чувствительность в синей области спектра.

В 1997 году компания Leaf вошла в состав израильского консорциума Scitex. Боб-Каспе покинул фирму, основав собственное предприятие по производству цифровой фототехники Sound Vision, впрочем, без видимого успеха.

В 1998 году Scitex представила первую полностью израильскую разработку — мультиэкспозиционную приставку Leaf Volare, оснащенную шестимегапиксельной матрицей Philips и «визитной карточкой» Leaf — системой охлаждения сенсора с элементами Пельтье.

В 1999 году появилась Leaf Cantare — шестимегапиксельная модель с интерполяцией цвета. В отличие от CatchLight новая приставка использовала классическую Байеровскую схему. В 2000 году произошло слияние концернов Сгео и Scitex. В том же году появилась шестимегапиксельная многофункциональная модификация CantareXY. Для съемки в полевых условиях был разработан комплект On-Location, включавший в себя аккумулятор и интерфейсную карту с АЦП, выполненную в формате PCMCIA.

Последние разработки Сгео используют достижения в области КМОП-матриц. В альянсе с бельгийской фирмой FillFactory удалось разработать шестимегапиксельный (3150x2100) сенсор, чувствительность и динамический диапазон которого являлись пригодными для студийной техники. На базе этой матрицы в 2001 году была создана приставка с интерполяцией цвета C-Most. Осенью 2002 года появилась улучшенная (с большей чувствительностью) версия Valeo 6, а также одиннадцатимегапиксель-ная (4056x2684) Valeo 11. Для просмотра кадров приставки Valeo комплектуются карманным компьютером Leaf DP-67.

Крупнейший европейский производитель студийной техники, датская фирма Phase One, была основана в 1993 году разработчиком барабанных сканеров для полиграфической индустрии. Наряду с BetterLight небольшая скандинавская компания долгие годы является одним из лидеров рынка сканирующих приставок.

Первая модель — сканирующая приставка для крупноформатных камер PhotoPhase FC 70 с разрешением 2500x3600 — вышла в 1994 году. Годом позднее была разработана модификация PhotoPhase vll с вдвое большим разрешением — 5000x7200. В 1996 году Phase One выпустила версию FC 70 с вдвое меньшим временем захвата, назвав ее StudioKit. Одновременно была анонсирована высокопроизводительная серия PovverPhase, предназначенная для использования со среднеформатными камерами и генерировавшая кадры размером 7000x7000 пикселов.

На следующий год StudioKit была адаптирована для использования со среднеформатными камерами, в таком варианте ее разрешение составляло 3500x3500. В свою очередь, PowerPhase была модифицирована для эксплуатации с крупноформатной техникой и обеспечивала разрешение 6000x8400. В 1999 году появилась самая мощная сканирующая приставка Phase One — PowerPhase FX. Разрешение этой модели — 10500x12600. В 2002 году приставка была усовершенствована (в частности, увеличена глубина цвета) и получила обозначение PowerPhase FX+.

В 1998 году Phase One на базе шестимегапикселыюй матрицы Philips создала свою первую полнокадровую приставку с интерполяцией цвета LightPhase. Для уменьшения нагрева сенсора использовался несложный прием — камера включалась только при экспонировании и «засыпала» сразу же после передачи изображения в компьютер. В 2001 году появилась модель Н20, оснащенная шестнадцатимегапиксельной матрицей Kodak.

В 2002 году были анонсированы четыре новых приставки. Н5 представляла собой многофункциональную версию LightPhase — разрешение при трех экспозициях достигало 5300x3056. НЮ базировалась на новой одиннадцатимегапиксельной матрице Philips. Ее модификация Н101 была оптимизирована для использования со средиеформатной камерой Hasselblad HI, спроектированной специально для эксплуатации с цифровыми приставками. Флагманом должна стать Н25, оснащенная ПЗС-матрицей Kodak с разрешением 3992x5312 (при двух экспозициях разрешение кадра 5312x7784). Правда, появится она только в июне 2003 года.

Еще одна датская компания, ColorCrisp, прославилась благодаря тому, что одной из первых оценила перспективность многофункциональных приставок. ColorCrisp A/S была основана в 1994 году одним из крупнейших датских производителей барабанных сканеров, корпорацией Scan View A/S.

Первым изделием стала многофункциональная приставка для крупно- и среднеформатных камер Carnival 2000. В ней использовалась ПЗС-матрица (2000x2000) с чередованием «полосчатых» элементов. Неинтерполированный цвет достигался при четырех экспозициях. В 1998 году появилась модификация Carnival 2020, матрица которой имела чуть большее разрешение - 2048x2048.

В 2000 году была анонсирована Carnival 3020, оснащенная шестимегапиксельной матрицей Philips. Кроме «живого» и мульти-экспозиционного режимов имелась функция микросканирования, при которой после 16 экспозиций разрешение достигало 6144x4096. Охлаждение осуществлялось вентилятором, плюс к этому использовалось автоматическое отключение питания. В том же году ColorCrisp перешла в состав другого крупного датского концерна, Imacon.

В 2001 году появилась модификация Carnival 3020, FlexFrame 3020. В ней сенсор помещался в гибкую рамку для компенсации посторонних вибраций (flex — гибкий, frame — рамка). Кроме того, сервоприводы оснащались двумя пъезоэлементами вместо одного, и шаг смещения матрицы уменьшился с 12 микрон до 6. В том же году была создана FlexFrame 4040, оснащенная шестнадца-тимегапиксельной матрицей Kodak (максимальное разрешение 8192x8192). Новейшей разработкой Imacon является многофункциональная приставка Ixpress, представляющая собой модернизированную для полевой съемки версию FlexFrame 4040.

Немецкая фирма Kontron Elektronik GmbH достаточно давно производила цифровые камеры для разнообразного оборудования. Тем не менее лишь в 1994 году она решила выйти на рынок со своей новинкой, многофункциональной полной камерой ProgRes 3012. Поскольку сенсор был низкого разрешения (512x387), приходилось использовать функцию микросканирования, благодаря этому разрешение достигало 4608x3480.

В 1997 году была представлена новая модель — eyelike DCS, используемая как полная камера либо как приставка к крупноформатной технике. Оснащалась она четырехмегапиксельной матрицей Loral-Fairchild и при микросканировании с 36 экспозициями обеспечивала разрешение 6144x6144.

В том же году Kontron вошла в состав концерна Jenoptik Laser, Optik, Systeme GmbH. До воссоединения Германий под этим названием концерн был известен лишь в США. Во всех остальных странах он назывался Karl Zeiss Jena. После объединения страны марка Karl Zeiss досталась западногерманской фирме, а восточногерманский филиал стал называться Jenoptik.

В 1999 году появилась версия eyelike для среднеформатных камер — eyelike MF (Medium Format — средний формат). Она комплектовалась шестимегапиксельной матрицей Philips и при 16 экспозициях обеспечивала разрешение 6144x4096.

В 2002 году были созданы модели eyelike Precision Мб, МП и М16 с охлаждением матриц элементами Пельтье. Характеристики модификации Мб аналогичны eyelike MF. Модель МИ оборудована одиннадцатимегапиксельным сенсором Philips, при микросканировании разрешение составляет 8000x5344. Самый высокопроизводительный вариант, M16, использует шестнадцатимегапиксельную матрицу Kodak, в режиме микросканирования получается кадр 8160x8160.

Как известно, полевая цифровая фотография появилась благодаря многолетним исследованиям фирмы Kodak в области ПЗС-матриц. И именно разработчики Kodak создали сенсоры с наибольшим разрешением. Впрочем, Kodak производит не только сенсоры, но приставки, их использующие. В частности, на базе шестнадцатимегапиксельной матрицы КАР-16801 СЕ была создана серия DCS Pro Back. Приставки этой серии использовали интерполяцию цветов и в принципе не отличались какими-либо особенными техническими изюминками. Однако у DCS Pro Back имелась другая интересная особенность — они были оборудованы двумя слотами для модулей CompactFlash и цветным ЖК-дисплеем, позволявшим тщательно рассмотреть отснятый материал и при необходимости удалить неудачные кадры. Питание обеспечивал внешний аккумулятор.

Таким образом, разработчикам Kodak удалось наконец совместить в одном изделии качество студийного фотоаппарата и портативность полевой камеры, создав технику нового поколения. Следом появилась DCS Pro Back Plus, которая могла также стыковаться с крупноформатными фотоаппаратами. Последней разработкой является серия DCS Pro Back 645M/645C/645H, предназначенная для эксплуатации с автофокусными среднефор-матными камерами Mamiya, Contax и Hasselblad. Правда, остался только один слот для модулей CompactFlash, зато размеры и вес заметно уменьшились по сравнению с DCS Pro Back/DCS Pro Back Plus. Более того, в габариты приставки удалось даже «втиснуть» аккумулятор, в результате в руках пользователя оказывалась самая натуральная полевая камера.

Перспективы

Сложившася на текущий момент ситуация на рынке выявила несколько закономерностей.

Во-первых, сохраняется устойчивый спрос на сканирующие приставки, обусловленный отработанной конструкцией, огромным разрешением и приемлемой ценой. Скорее всего, развитие этого класса будет исключительно экстенсивным.
Во-вторых, полнокадровые приставки с интерполяцией цвета с подачи Kodak начинают все интенсивнее применяться для полевой съемки. Причем портативный компьютер, неотъемлемый ранее атрибут такого рода работы, все чаще оказывается «лишней деталью».

И, наконец, в-третьих, несмотря на все возрастающую популярность КМОП-матриц среди профессиональных камер, из производителей студийной техники на такой шаг решилась лишь Сrео. Вполне возможно, что в конечном итоге студийные приставки превратятся в своеобразный «заповедник ПЗС-матриц».