Введение

Цифровой датчик изображения, который крепится к задней части пленочной камеры.

Цифровая камера-задник – это устройство, которое крепится к задней части камеры вместо традиционного держателя фотопленки и содержит электронный датчик изображения. Это позволяет камерам, разработанным для работы с пленкой, делать цифровые фотографии. Такие камеры-задники обычно стоят дорого по сравнению с потребительскими ценами (от 5000 долларов США и выше) и в основном предназначены для использования со средне- и крупноформатными камерами, применяемыми профессиональными фотографами.

Типы

Обычно используются два типа цифровых задников: однокадровые (несканирующие) и сканирующие. Некоторые задники, особенно более старые модели, требуют нескольких экспозиций для создания изображения – как правило, по одной для красного, зеленого и синего каналов. Такие задники называют многокадровыми или трехкадровыми. С развитием технологий однокадровые задники стали более практичными; к 2008 году большинство производимых задников были однокадровыми. Ранние модели задников требовали подключения кабелем к управляющему компьютеру для хранения снятых изображений. Более современные модели получили возможность сохранять фотографии непосредственно в заднике и оснащены дисплеями для просмотра изображений без необходимости подключения к отдельному компьютеру. Практически все задники по-прежнему можно использовать в привязанном режиме, что обеспечивает удобный просмотр изображений на большом мониторе несколькими пользователями одновременно, расширенный контроль над функциями камеры и удобное хранение больших файлов изображений. Современные высокоразрешающие задники, работающие на пределе возможностей технологий хранения и передачи данных, по-прежнему могут использовать привязанную конфигурацию для выгрузки гигабайт данных на более дешевые внешние носители, такие как жесткие диски, вместо более дорогой встроенной флэш-памяти.

Один выстрел в ответ.

Несканирующие цифровые задники имеют сенсор, аналогичный используемому в большинстве других цифровых камер – квадратную или прямоугольную матрицу пикселей. Задники считаются несканирующими, если специально не указано, что это сканирующий задник.

Сканнируйте назад.

Сканирующие задники работают подобно сканеру изображений для бумаги: они оснащены линейным массивом сенсоров, который перемещается по области изображения, сканируя его по одной строке пикселей за раз. Сканирующие задники в основном используются с большими форматами камер.

История

Первая коммерческая цифровая камера-насадка была представлена компанией Leaf (ныне часть Phase One) в 1991 году. Leaf DCBI (Digital Camera Back I), получившая прозвище "The Brick", предлагала разрешение 4 мегапикселя (MP) в формате 2048 × 2048 пикселей. Тот же CCD использовался компанией Sinar в своей аналогичной насадке sinarback. В 1994 году Leaf представила улучшенную модель DCBII, которая включала в себя просмотр изображения в реальном времени, а в 1998 году – 6-мегапиксельную Volare. Полная камера создавалась на базе крупноформатной камеры Sinar с системой затвора Sinarcam 1, обеспечивающей управление изображением в реальном времени, и была разработана адаптерная пластина для использования насадок с камерами Hasselblad. Для работы с этими камерами программное обеспечение драйверов обычно требовало использования Apple Macintosh. Эти системы были сложными и дорогостоящими. Они использовали специализированные контроллерные карты (известные как "SCSI taxi") и работали по трехкадровой технологии: внутри насадки вращалось цветовое фильтровое колесо для получения красной, зеленой и синей экспозиций.

Конкуренция и эволюция

Вскоре в новой отрасли появилась конкуренция. MegaVision в 1992 году представила свой T2, который был аналогичным продуктом; это также был 3-кадровый модуль с 4-мегапиксельным квадратным сенсором. MegaVision производила оборудование для цифровой фотографии на основе видеотехнологий с 1984 года, а T2 обеспечивал предварительный просмотр видео в реальном времени. Компания Phase One была основана в 1993 году, и к 1994 году начала продавать свои сканирующие задники StudioKit. В 1998 году Phase One выпустила Lightphase, который стал первым однокадровым задником, способным конкурировать с плёнкой по качеству. Разрешение составляло 6 Мп, а физический размер CCD был полнокадровым 35 мм, однако задник был разработан для использования с камерами серии Hasselblad 500. Среди других ранних игроков отрасли были Jenoptik, выпускавшая продукцию в сотрудничестве с Sinar, Dicomed (производитель сканирующих задников, прекративший существование в 1999 году), Better Light (наиболее известный производитель сканирующих задников) и Kigamo. К 2003 году у Leaf была 11-мегапиксельная модель Valeo, а у Jenoptik/Sinar – 11-мегапиксельный Sinarback 43. У нескольких поставщиков были 16-мегапиксельные модели; Kodak выпустила 16-мегапиксельный Pro Back Plus стоимостью 15 000 долларов США, используя собственный CCD, Imacon – ixpress 96, Phase One – H20, а Sinar продолжила разработку задников с моделей 22, 23h, 43h и выпустила 44H, который при установке на макросканирующий модуль обеспечивал изображение размером более 1 ГБ с функцией живой фокусировки, используя систему затвора Sinarcam. По состоянию на 2014 год Phase One занимает значительную долю рынка благодаря собственному производству камер и цифровым задникам серии IQ, предлагающим разрешение 80, 60,5 и 40 Мп соответственно. IQ180 и IQ160 оба снимают в полнокадровом формате 645.

Эволюция аппаратного обеспечения

Ранний рынок цифровых задников был доминирован сканирующими, а не однокадровыми моделями. Поскольку гораздо проще изготовить высококачественный линейный (одномерный) CCD-массив, содержащий всего несколько тысяч пикселей, чем двумерную CCD-матрицу, насчитывающую миллионы, сканирующие CCD-задники с очень высоким разрешением стали доступны значительно раньше, чем их матричные аналоги. Например, в середине 1990-х годов появились задники с линейным разрешением 7000 пикселей, способные сканировать и относительно медленно создавать изображения около 40 МП. Многие ранние многокадровые задники могли изначально захватывать только изображения в оттенках серого; цветные изображения создавались путем трехкратного сканирования через красные, зеленые и синие фильтры, которые последовательно устанавливались в позицию съемки. Ранние цифровые задники создавали больше данных, чем можно было сохранить на относительно небольших устройствах хранения данных того времени, которые могли быть встроены в них, и требовали подключения (привязки) к компьютеру во время съемки. Позже были разработаны однокадровые цифровые задники, способные работать на любых выдержках, даже на моторизованных среднеформатных камерах. Изображения хранятся на быстрых картах памяти большой емкости, что делает подключение к компьютеру ненужным и позволяет использовать задники везде, где можно использовать пленку.

Преимущества и недостатки

Хотя существуют специализированные цифровые камеры, подходящие для профессионального использования, есть преимущества в возможности использовать пленочную камеру для получения цифровых фотографий. Одну и ту же камеру можно использовать как для пленочной, так и для цифровой съемки. Камеры с функциями, недоступными в цифровых камерах (например, камеры для работы с большими форматами), могут быть использованы для создания цифровых изображений. Для большинства среднеформатных и всех крупноформатных камер доступны цифровые задники, заменяющие обычную пленочную заднюю стенку, с адаптерами, позволяющими использовать один и тот же цифровой задник с несколькими разными камерами. Это позволяет фотографу выбирать оптимальную комбинацию корпуса и объектива для каждой задачи, а не использовать систему, представляющую собой компромисс в конструкции для соответствия различным требованиям. Пользователи, имеющие значительные инвестиции в существующее оборудование, могут модернизировать его для цифровой съемки, что позволяет сэкономить средства и продолжать использовать привычные и любимые инструменты. Длительные выдержки, превышающие несколько минут, при съемке на 35-мм цифровую зеркальную камеру сопровождаются шумами, однако на цифровом заднике можно получить экспозиции до часа при комнатной температуре и до 17 часов в экстремально холодных условиях без появления шумов. На практике 30-секундная выдержка на Sinar 75 evolution со встроенным вентилятором и Peltier-охлаждаемым CCD-сенсором является передовым решением для практического применения. Разрешение цифровых задников (в 2017 году до 101 мегапикселей, IQ3 100) выше, чем у цифровых камер с фиксированным сенсором (в 2017 году до 51 мегапикселей, Hasselblad X1D), и они захватывают больше деталей на пиксель благодаря отсутствию антиалиасингового фильтра. Каждый пиксель также способен захватывать больший динамический диапазон благодаря более качественной электронике и большему размеру пикселя. Использование систем активного охлаждения, таких как внутренние вентиляторы и электрические системы охлаждения с эффектом Пельтье, также способствует повышению качества изображения. Sinar eXact создает изображения размером более 1 ГБ в многокадровом режиме с 49-мегапиксельного сенсора.

Альтернативы

Существуют альтернативные способы создания цифрового изображения высокого разрешения, не используя цифровую заднюю стенку.

Сканирующая пленка

Если требуется цифровое изображение высокого разрешения, его можно недорого получить без использования цифровой задней панели, сделав крупноформатную фотографию на пленке и отсканировав результат; для достижения наилучших результатов необходим высококачественный барабанный сканер. Это позволяет создать гораздо более крупный компьютерный файл с очень высоким разрешением, чем возможно при использовании цифровой задней панели для одного кадра, и качество при этом высокое, хотя некоторые утверждают, что разрешение ненамного превосходит разрешение цифровой фотографии. В 2006 году профессиональный фотограф сравнил отсканированные изображения 10 × 12,5 см (4 × 5 дюйма) и цифровые изображения с разрешением 39 мегапикселей, полученные на среднеформатной камере, и обнаружил, что разрешение очень близко, при этом сканированные изображения были немного лучше. Точность цветопередачи не сравнивалась, так как цифровые профили для цифровой задней панели были недоступны, но автор полагал, что цифровая камера в конечном итоге будет более точной. При тщательном анализе кажущееся ценовое преимущество сканирования пленки для постоянного профессионального использования значительно снизилось; учитывая стоимость дорогостоящей пленки 10 × 12,5 см (4 × 5 дюйма) и ее проявки, а также стоимость использования барабанного сканера, прогнозируемая стоимость за три года составила около 80% от стоимости цифровой задней панели того времени. Цифровая задняя панель также имела преимущество в виде нулевой дополнительной стоимости за съемку большого количества кадров, в то время как стоимость каждого кадра 10 × 12,5 см (4 × 5 дюйма) превышала 3 доллара США. И отсканированные, и 39-мегапиксельные изображения были заметно лучше, чем изображения с 22-мегапиксельной задней панелью. Обычный планшетный сканер можно использовать в качестве цифровой задней панели, если не требуется высокая скорость работы и короткие выдержки.

Сшивание

Другая альтернатива — сделать несколько небольших снимков, а затем объединить их с помощью склейки изображений. Таким образом, из сенсора с низким разрешением можно получить изображения с очень высоким разрешением. Это можно сделать с помощью небольшой цифровой камеры, например, зеркальной, а для камер большого формата доступны адаптеры со сдвигом. Процесс может быть длительным и не подходит для съемки движущихся объектов. Существуют также варианты склейки изображений без сдвига в различных узорах, использующие микрошаговое перемещение сенсора изображения и задействующие зазоры между активными областями пикселей на цифровых сенсорах. Этот метод склейки также используется для получения перекрывающихся данных записи красного, зеленого и синего цветов, а также для повышения разрешения.

Типичные спины

К 2006 году были доступны цифровые задники с CCD-матрицами разрешением 39 мегапикселей, использующие CCD от Kodak и 33-мегапиксельные Dalsa CCD в камерах Sinar 75 и Leaf Aptus 75 (6726 × 5040 пикселей, с размером пикселя 7,2 микрометра). К 2008 году несколько производителей камер разрабатывали цифровые задники большего размера на основе 50-мегапиксельной CCD от Kodak. Сканирующие задники – это более узкая ниша, применяемая исключительно для получения изображений наивысшего качества с использованием крупноформатных камер. Sinar продолжил разработку системы последовательного сканирования для расширения возможностей CCD (макросъемки) с помощью камеры arTec, которая создает панорамные изображения с использованием технологии сшивки. Помимо увеличения разрешения, становятся доступными датчики изображения большего размера; Kodak выпустила 50-мегапиксельную CCD размером 49,1 × 36,85 мм (1,93 × 1,45 дюйма), приближающуюся по размеру к кадру 120-мм пленки (60 × 45 мм) и в два раза превышающая площадь кадра 35-мм пленки (36 × 24 мм), а также более чем в семьдесят раз превышающая площадь типичного датчика 1/1,8" (7,2 × 5,3 мм), используемого в компактных камерах. Крупноформатные CCD используются несколькими производителями высококачественного фотооборудования. Среди других недавних инноваций – встроенные ЖК-экраны и полная обработка изображения непосредственно в цифровом заднике с выводом в открытом формате DNG, как, например, в Sinar 65. Сканер-камера Pentacon Scan 7000 был представлен на выставке photokina 2010 в Кельне, Германия. Его разрешение составляет 20 000 × 20 000 пикселей (400 мегапикселей) при 48-битной глубине цвета, и он поставляется с пакетом программного обеспечения SilverFast Archive Suite. Сканирование одного кадра с таким высоким разрешением может занимать от 2 до 4 минут.