Steve Sasson, wynalazca aparatu cyfrowego, otrzymał National Medal of Science od prezydenta Obamy 11/17/2010.

zaledwie 40 lat temu młody inżynier elektryk pracujący w biurach Eastman Kodak w Rochester w stanie Nowy Jork opracował produkt, który podniosłby cały świat fotografii. Od tego czasu technologia ta wkroczyła na rynki konsumenckie i rozprzestrzeniła się w naszym codziennym życiu, od komponentów aparatu w smartfonach po wysokiej jakości systemy megapikselowe, które zapewniają profesjonalne obrazy. Wszystko to stało się dzięki rozwojowi światłoczułych urządzeń półprzewodnikowych zdolnych do przechowywania i przesyłania informacji o ekspozycji na światło w celu stworzenia cyfrowego obrazu.

regularnie wracamy do naszej serii Evolution of Technology, aby szczegółowo opisać rozwój popularnej technologii konsumenckiej na przestrzeni lat. Dzisiaj, skupiając się ostatnio na patentach wydawanych firmom rozwijającym produkty fotografii cyfrowej, chcieliśmy zagłębić się nieco głębiej, aby przyjrzeć się historii rozwoju w tej dziedzinie technologii. Chronologia rozwoju fotografii cyfrowej obejmuje ustanowienie standardu obrazu JPEG i rozwój ekranów ciekłokrystalicznych. Ściśle śledzi również upadek głównego amerykańskiego twórcy produktów do obrazowania i późniejszą zmianę na całym rynku fotograficznym.

wczesne technologie cyfrowego obrazowania

najwcześniejszym rozwojem, który jest reklamowany jako wczesny zwiastun fotografii cyfrowej, jest wynalezienie cyfrowego skanera obrazu przez Russella A. Kirscha, jednego z wczesnych ojców informatyki. W 1957 r.stworzył obrotową aparaturę bębnową i programowanie skanowania obrazu dla Standards Eastern Automatic Computer, pierwszego na świecie wewnętrznie programowalnego komputera, który opracował wraz z kolegami podczas pracy w National Bureau of Standards. Pierwszy zeskanowany obraz, obraz syna Kirscha o wymiarach 5 cm na 5 cm, mierzył tylko 176 pikseli wzdłuż każdej strony.

nieco ponad dekadę później, w 1969 roku, urządzenie sprzężone z ładunkiem (charge-coupled device, CCD) zostało stworzone w Bell Labs przez wspólnych wynalazców Willarda Boyle 'a i George’ a E. Smitha. Urządzenie półprzewodnikowe było zdolne do zbierania danych z czujników fotoelektrycznych, a następnie przenoszenia tego ładunku do drugiego kondensatora magazynującego. Gdy dane były przesyłane, dane analogowe z światłoczułego Chipa zostały przekształcone w cyfrową siatkę, która mogła renderować obraz z tych danych. Co ciekawe, istnieją doniesienia, że ten wynalazek, który położył podwaliny pod fotografię cyfrową, został pomyślany w ciągu jednej godziny; historia mówi, że Boyle I Smith zaprojektowali innowację pod presją, że ich fundusze departamentalne zostały obniżone o &T Bell Labs.

patent USA Nr 3858232, wydany w grudniu 1974 roku firmie Bell Telephone Laboratories Inc. pod tytułem Information Storage Devices chroniono urządzenie do przenoszenia ładunku przeznaczone do przechowywania i seryjnego przesyłania nośników ładunku, które zawierają informacje o pikselach. Ten patent wymienia zarówno Boyle ’ a, jak i Smitha jako wynalazców. Bell Laboratories było scenerią dla jeszcze większego rozwoju wczesnych technologii cyfrowego obrazowania. W kwietniu 1978 USPTO wydało amerykański Patent nr 4085456, zatytułowany Charge Transfer Imaging Devices, firmie Bell Labs. Ten patent chronił urządzenie do obrazowania obszaru transferu ładunku zaprojektowane dla technologii obrazowania półprzewodnikowego, które jest bardziej opłacalne, zapobiegając jednocześnie rozmazywaniu aberracji utworzonych przez podobne urządzenia do przechwytywania obrazu. Wynaleziona przez Michaela Francisa Tompsetta technologia ta otrzymała patent sześć lat po pierwszym złożeniu wniosku, co obejmuje duży krok w kierunku nowoczesnej fotografii cyfrowej.

Steve Sasson i Fotografia Cyfrowa Kodaka

Steve Sasson w Białym Domu, 17/11/2010

w 1973 roku Steve Sasson był młodym inżynierem zatrudnionym przez Eastman Kodak, jednego z niewielu inżynierów elektryków zatrudnionych w firmie, która była bardziej znana z osiągnięć inżynierii mechanicznej i chemicznej w tym czasie. Na początku Sasson miał zbadać możliwości urządzenia sprzężonego z ładunkiem stworzonego przez Fairchild Semiconductor, które mogło przechowywać i przesyłać informacje o obrazie w rozmiarze 100 pikseli na 100 pikseli.

w grudniu 1975 roku Sasson zbudował prototyp działającej kamery wykorzystującej CCD, składający się z obiektywu z ośmiomilimetrowej kamery filmowej, konwertera analogowo-cyfrowego z woltomierza cyfrowego Motorola i magnetofonu kasetowego do przechowywania danych obrazu. Używając tego zestawu, Sasson i inni badacze Kodaka mogli uchwycić obraz i nagrać go na kasetę w ciągu 23 sekund.

innowacyjność Sassona widać w technologii ujawnionej w amerykańskim patencie nr 4131919, zatytułowanym Electronic Still Camera, wydanym w grudniu 1978 roku. Ten patent, który wymienia współtwórcę, Garetha A. Lloyda, chroni elektroniczną kamerę nieruchomą zawierającą półprzewodnikowe urządzenie reagujące na światło do wytwarzania sygnałów wskazujących na obrazy optyczne, a także środki do rejestrowania danych sygnału na nieulotnym nośniku w czasie rzeczywistym. Prędkość strumienia sygnału obrazu jest spowolniona podczas transmisji, umożliwiając zapisywanie danych obrazu na niedrogim nośniku zapisu, takim jak taśma magnetyczna audiograde.

z patentu amerykańskiego nr 4131919, zatytułowanego „elektroniczny aparat fotograficzny.”

chociaż Kodak był odpowiedzialny za wczesny rozwój fotografii cyfrowej, został w dużej mierze zabity przez własną twórczość, gdy korporacja nie mogła zareagować tak szybko, jak inni twórcy fotografii cyfrowej w latach 90.i na początku lat 2000. Sasson osobiście uważał, że aparaty cyfrowe muszą osiągnąć rozdzielczość co najmniej dwóch milionów pikseli, zanim zostaną naprawdę zaakceptowane jako realna opcja do fotografowania, a Kodak postanowił skupić się na dalszym sprzedawaniu popularnych produktów filmowych zamiast opracowywać produkty do fotografii cyfrowej, aby konkurować z własnymi wersjami filmowymi.

wczesne modele konsumenckie: Od Apple Do Canon do Nikon

pod koniec lat 80.kilka firm zaczęło wchodzić na rynek fotografii cyfrowej, wchodząc w sektor konsumencki, w którym niektórzy widzieli okazję do osłabienia wiodącej pozycji Kodaka na rynku aparatów konsumenckich. Pierwszym aparatem cyfrowym dostępnym w Stanach Zjednoczonych był Dycam Model 1; zaprezentowany w 1990 roku, był zdolny do nagrywania obrazów w maksymalnej rozdzielczości 376 pikseli na 240 pikseli.

kilka zmian w tym czasie umożliwiło dalszą ekspansję aparatów cyfrowych na rynkach konsumenckich. Po pierwsze, w 1992 r.Joint Photographic Experts Group opracowała pierwszy kodek do kompresji obrazu, który znamy dziś jako format pliku obrazu JPEG. Konieczne było również opracowanie półprzewodnikowej karty pamięci, aby poprawić pojemność taśmy magnetycznej i dyskietek używanych przez wcześniejsze systemy kamer cyfrowych.

wykorzystując technologię Kodaka, Apple wypuściło Aparat cyfrowy QuickTake 100, uważany za pierwszy powszechnie dostępny Aparat cyfrowy sprzedawany konsumentom w Stanach Zjednoczonych. QuickTake 100 miał maksymalną rozdzielczość 640 pikseli na 480 pikseli, przechwytywane obrazy w Kolorze 24-bitowym i może przechowywać do 24 zdjęć. Kodak opracował kilka systemów aparatów cyfrowych do użytku w połączeniu z korpusami aparatów Nikon kilka lat wcześniej, ale systemy te kosztują około $20,000 i wymagały spójnego połączenia przewodowego z systemem dysku twardego.

z patentu USA Nr 5612732, zatytułowanego „przenośny kompaktowy aparat do obrazowania i wyświetlania z obrotową kamerą.”

innowacje w dziedzinie aparatów cyfrowych i technologii wyświetlania obrazu pojawiały się co kilka lat po tym, jak produkt stał się dostępny na rynku. Rozwój ekranów ciekłokrystalicznych (LCD) umożliwił właścicielom kamer szybkie przeglądanie zdjęć, które właśnie zostały zarejestrowane. Casio QV-10, wydany w 1995 roku, był pierwszym konsumenckim aparatem cyfrowym zawierającym jeden z tych ekranów LCD. W marcu 1997 roku USPTO przydzieliło firmie Casio Computer Co Patent USA nr 5612732, zatytułowany Portable Compact Imaging and Displaying Apparatus with Rotatable Camera. Chroni kieszonkowe urządzenie do obrazowania z Ekranem LCD zdolnym do wyświetlania obrazów znalezionych w urządzeniu pamięci masowej aparatu.

tworzenie cyfrowych lustrzanek jednoobiektywowych (lustrzanek) wyróżnia się jakością obrazów cyfrowych tworzonych przez aparaty z obiektywami przeznaczonymi do powielania jakości filmu 35-milimetrowego. Jest również godny uwagi ze względu na sposób, w jaki ustanowił obecny rynek fotografii cyfrowej, obecnie zdominowany przez Canona i Nikona. Nikon D1 został po raz pierwszy wydany w 1999 roku, z rozdzielczością 2000 pikseli na 1312 pikseli, a Canon szybko po z EOS D30 w 2000 roku, który mógł przechwytywać obrazy mierzące 2160 pikseli na 1440 pikseli. Jednym z wcześniejszych patentów związanych z LUSTRZANKAMI CYFROWYMI, jaki mogliśmy znaleźć, był amerykański Patent nr 6731341, zatytułowany elektroniczny aparat fotograficzny z obudową zawierającą Przechwytywanie Obrazu. Wydany korporacji Nikon w maju 2004 roku, chroni cyfrową lustrzankę z ulepszoną konfiguracją, aby zrekompensować niewłaściwy balans masy spowodowany przez Elementy elektroniczne, co sprawia, że wcześniejsze wersje są uciążliwe w trzymaniu i obsłudze.

aktualne technologie

aparaty cyfrowe i związane z nimi technologie obrazowania są nadal w okresie silnego rozwoju wśród wielu firm z całego świata. W minionym tygodniu na IPWatchdog, nasze firmy śledzimy serii zwrócił uwagę na innowacje fotografii cyfrowej z Canon i Nikon, dwóch obecnych liderów w tej dziedzinie. Dziś patrzymy na szerszy świat rozwoju fotografii cyfrowej, aby znaleźć jeszcze więcej innowacji, które mogą być bardzo interesujące dla naszych czytelników.

zauważyliśmy wiele patentów w tej dziedzinie, które zostały ostatnio przyznane Samsungu, globalnemu liderowi w dziedzinie rozwoju urządzeń elektronicznych. Intrygująca technologia rozpoznawania twarzy do produkcji ostrzejszych obrazów twarzy za pomocą aparatów cyfrowych została ujawniona w amerykańskim patencie nr 8786760, zatytułowanym aparat i sposób fotografowania cyfrowego wykorzystujący funkcję rozpoznawania twarzy. Przypisany do Samsung Electronics Co., ten patent chroni aparat cyfrowy składający się z jednostki rozpoznawania twarzy do identyfikacji wielu twarzy i jednostki ustawiania autofokusa do tworzenia stref autofokusa dla wielu grup twarzy.

8786760, pt. ” aparat i sposób fotografowania cyfrowego wykorzystujący funkcję rozpoznawania twarzy.”

zauważyliśmy również inną technologię Samsunga ukierunkowaną na tworzenie obrazów o wyższej jakości, chronioną amerykańskim patentem nr 8786749, zatytułowanym Digital Photographing Apparatus for Displaying an Icon Corresponding to a subject Feature and Method of Controlling the Same. Ten patent chroni cyfrowy aparat fotograficzny zdolny do wykrywania twarzy, ubioru i innych cech obiektu i wyświetla ikonę, która informuje użytkownika aparatu, że obiekt jest odpowiednio upozowany do zdjęcia.

z patentu USA nr 8786749, zatytułowanego „Cyfrowy Aparat fotograficzny do wyświetlania ikony odpowiadającej funkcji przedmiotu i sposobu jej kontrolowania.”

jak widzieliśmy w naszej poprzedniej relacji na temat Nikona, wymienne obiektywy były w ostatnich miesiącach coraz większym polem rozwoju. Patent USA Nr 8786956, zatytułowany Zoom Lens System, Imaging Optical Device i Digital Appliance, chroni system obiektywów zoom zaprojektowany tak, aby był wystarczająco kompaktowy do stosowania w systemach wymiennych obiektywów do bezlusterkowych aparatów z wymiennymi obiektywami, a także cyfrowych rejestratorów wideo. Patent ten został przydzielony firmie optycznej i obrazowej Konica Minolta Advanced Layers, Inc. Tokio, Japonia. Więcej innowacji w zakresie wymiennych obiektywów można zobaczyć w patencie USA nr 8867145, zatytułowanym Zoom Lens System, Interchangeable Lens Apparatus, and Camera System. Wydany przez Panasonic Corporation z Osaki w Japonii, chroni system obiektywów zoom, który składa się z czterech soczewek, z których każda ma dodatnią lub ujemną moc optyczną. System wymiennych soczewek według wynalazku został zaprojektowany tak, aby był jak najmniejszy i jak najlżejszy dla optymalnej przenośności przy zachowaniu doskonałej wydajności obrazowania.