Цифровой задник — сменный модуль системного фотоаппарата , предназначенный для преобразования оптического изображения в файлы цифровых фотографий. Цифровой задник устанавливается на плёночный фотоаппарат, превращая его в цифровой . В отличие от цифровых фотоаппаратов, выполненных как одно целое, конструкция со сменным задником позволяет снимать также на фотоплёнку . Были популярны в начале-середине 2000-х годов, когда в обращении было большое количество пленочных репортерских фотокамер с комплектами объективов, а цифровые зеркальные камеры только начинали наполнять рынок. К началу 2010-х годов, когда рынок фотоаппаратуры достаточно насытился цифровыми зеркальными камерами, объективами и иными аксессуарами к ним популярность цифровых задников резко упала. По состоянию на начало 2020-х годов представляют скорее исторический интерес нежели средство производства.

Разновидности

Существуют две основные разновидности цифровых задников: сканирующие и с прямоугольным сенсором, создающим снимок за одну экспозицию . Сканирующие задники представляют собой гибрид фотоаппарата и сканера и основаны, как правило на линейке ПЗС , перемещающейся вдоль одной из сторон кадра. Поскольку сканирование занимает существенный промежуток времени, подобные устройства пригодны только для съёмки неподвижных изображений, но формат сканируемого кадра практически не ограничен, а качество получаемого изображения исключительно высокое . Использование трёх ПЗС-линеек с цветными светофильтрами позволяет оцифровывать цветное изображение за один проход и втрое сокращает время сканирования .

Однако, наиболее широкое распространение получили задники, основанные на прямоугольной ПЗС-матрице с массивом цветных светофильтров , позволяющие считывать изображение кадра за одну экспозицию. Такие устройства позволяют фиксировать движущиеся объекты с короткими выдержками , как обычный цифровой фотоаппарат . Некоторые задники с такой матрицей рассчитаны на тройную экспозицию за цветными светофильтрами для получения цветных снимков высокого разрешения. Конструкция позволяет обойтись без массива цветных фильтров и вчетверо повысить разрешающую способность при том же количестве светочувствительных элементов.

Задники с прямоугольной матрицей в свою очередь делятся ещё на два класса: студийные и автономные . Студийная разновидность непригодна для натурных съёмок, поскольку требует соединения с компьютером и внешним источником питания . Зачастую такие задники не имеют даже собственного жидкокристаллического дисплея , что исключает возможность настройки и контроля отснятого материала без внешнего монитора .

Историческая справка

Наиболее ранняя потребность в цифровой фотографии возникла в сфере фотожурналистики , нуждающейся в быстрой доставке готовых изображений с места события. Поэтому, первые эксперименты и успехи в разработке связаны с небольшими форматами светочувствительного элемента видеофотоаппаратов , представлявших собой аналоговую видеокамеру для съёмки неподвижных кадров .

Малый формат

Первым цифровым задником можно считать гибридное устройство Electro-Optic Camera, спроектированное электронным подразделением Kodak по заказу правительства США для стыковки с профессиональным фотоаппаратом Canon New F-1 . Основой стала созданная «Кодаком» за год до этого чёрно-белая ПЗС-матрица M1, разрешение которой впервые превысило 1 мегапиксель . Она размещалась в блоке, закрепляемом на съёмной задней крышке фотоаппарата.

Полученный гибрид оказался слишком громоздкими и неудобными, и следующим этапом стала разработка проектов IRIS для фотожурналистов и Hawkeye II для военных. Оба прототипа собирались вокруг серийного зеркального фотоаппарата Nikon F3 , а часть военных приставок комплектовалась новой матрицей М3 с фильтром Байера , ставшей первой цветной матрицей с разрешением более 1 мегапикселя . Она же стала основой для первого коммерчески успешного и серийно выпускаемого цифрового гибрида Kodak DCS 100 , также собранного вокруг фотоаппарата Nikon F3 HP. Гибрид, выпущенный в 1991 году, состоял из цифрового задника с ПЗС-матрицей, подключённого кабелем к внешнему блоку, носимому на плече . Устройство стало первым, ориентированным на совместную работу с компьютером , а не видеомагнитофоном , как это было в большинстве предыдущих разработок других производителей .

Дальнейшие разработки были сосредоточены в гражданском секторе компании Kodak ( англ. Professional Photography Division ), с 1994 до 1998 года выпустившей более компактные устройства серии DCS, стыкующиеся с фотоаппаратами Nikon F801, Nikon F90 и Canon EOS-1N . Все созданные гибриды стали промежуточным этапом перед созданием полноценных цифровых зеркальных фотоаппаратов неразъёмной конструкции. В конце концов, Canon и Nikon создали линейки фотоаппаратов Canon EOS-1D и Nikon D1 , основой при проектировании которых послужили предыдущие опыты с цифровыми задниками.

Ещё одной попыткой дать цифровое будущее плёночным фотоаппаратам стал проект компании «Imagek» . 11 февраля 1998 года она анонсировала выпуск цифровой приставки EFS-1 ( англ. Electronic Film System ), которая должна была вставляться в фильмовый канал и отделение для кассеты с плёнкой любых малоформатных фотоаппаратов . Была заявлена ожидаемая разрешающая способность 1,3 мегапикселя при встроенной памяти 40 мегабайт. Через год аналогичную совместную разработку начали компании Intel и Kodak . Однако, сложности согласования таких приставок с любыми существующими фотоаппаратами не позволили вписаться в заявленный ценовой предел 1000 долларов. В итоге проект так и остался техническим курьёзом.

В 2004 году был представлен цифровой задник DMR ( англ. Digital Module for the R-system ) для камер Leica R8 и Leica R9 , но дальнейшего развития подобные конструкции не получили из-за повсеместного прекращения выпуска плёночной аппаратуры . В 2010 году производство фотоаппаратов линейки Leica R и всех аксессуаров для неё, включая приставку, прекращено. Вместо этого налажен выпуск цифрового фотоаппарата Leica S2 неразъёмной конструкции. Создание цифрового фотоаппарата с полностью интегрированными цифровыми системами для малого формата оказалось дешевле и эргономичнее, чем попытки превратить стандартную плёночную фототехнику в цифровую с помощью приставок.

Тем не менее, в 2016 году ресурсом Kickstarter были собраны средства для выпуска установочной партии цифрового задника I'm Back на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi , предназначенного для большинства малоформатных камер со съёмной задней крышкой . Очередной из многочисленных за последние годы анонсов сообщает о начале поставок предоплаченных устройств в декабре 2020 года . Однако, наиболее широкое распространение такое явление, как «цифровой задник», получило в среднеформатной и крупноформатной аппаратуре модульного типа .

Средний формат

В отличие от фотожурналистики, требующей моментальной съёмки и портативности, студийная фотография допускает съёмку с большими выдержками и в несколько экспозиций. Поэтому чёрно-белые матрицы, неприемлемые для новостной фотографии, можно использовать со студийными среднеформатными фотоаппаратами, проводя цветоделение не массивом цветных фильтров , а при помощи последовательных экспозиций, сохраняя большое разрешение . Первым серийным задником среднего формата считается DCB I компании Leaf . Устройство, выпущенное в 1991 году и прозванное фотографами «кирпичом», оснащалось чёрно-белой ПЗС-матрицей размером 3×3 сантиметра и с разрешением 4 мегапикселя (2048×2048). Для получения цветного снимка требовались три экспозиции за цветными светофильтрами . Диск со светофильтрами устанавливался перед объективом, и при помощи электропривода синхронизировался со специальным программным обеспечением компьютера, генерирующим цветные файлы снимков. Эта же матрица послужила основой для аналогичного устройства Sinar .

В 1995 году появился задник Kodak Professional DCS 465 для среднеформатных фотоаппаратов с присоединением типа Hasselblad (V-system). Приставка позволяла в одну экспозицию делать моментальные снимки на матрицу размера APS-H с цветоделительным фильтром Байера и рекордным на тот момент разрешением 6 мегапикселей . В ранних конструкциях задников с большим сенсором, превосходящим малоформатный кадр, не предусматривалось наличие встроенного дисплея, аккумулятора и накопителя информации, тем более что такие устройства в большинстве случаев использовались только в студийных условиях, не требующих автономности. Отказ от энергопотребителей в одном корпусе с матрицей уменьшал её шумы, особенно заметные при большом размере . Некоторые задники до сих пор оснащаются термоэлектрическим охлаждением матрицы .

В среднеформатных задниках до недавнего времени традиционно использовались только ПЗС-матрицы, потребляющие больше электроэнергии, чем КМОП-матрицы, характерные для небольших форматов . Поэтому их питание осуществляется от сети переменного тока или от мощного внешнего аккумулятора, а отображение информации и настройка — на подключенном компьютере. Ещё одна особенность среднеформатных задников — принципиальный отказ от преобразования исходной информации RAW и её сжатия в JPEG , что неизбежно увеличивает объём данных . Поэтому, в качестве носителя информации чаще всего используется внешний жёсткий диск или диск подключённого компьютера. Примерами подобных линеек фотоаппаратов могут служить: Phase One серии H, Leaf Valeo. Такие задники практически непригодны для натурных съёмок и могут использоваться только в студии .

Одним из первых автономных задников в 2000 году стал Kodak Professional DCS Pro Back с ПЗС-матрицей М11 разрешением 16 мегапикселей и двумя картами Compact Flash . В 2004 году налажено производство цифровых «задников» для фотоаппаратов Hasselblad серии «V». Первая модель Hasselblad Ixpress V96C оснащалась квадратной ПЗС-матрицей размером 37×37 мм с разрешением 16 мегапикселей . При этом для среднеформатных объективов кроп-фактор составляет 1,5.

Такие, более современные задники оснащены дисплеем, аккумулятором большой ёмкости и картами памяти. Другими примерами подобных линеек могут служить: Kodak DCS Pro Back 645, Phase One серии Р, Leaf Aptus, Sinar eMotion. Современные среднеформатные задники позволяют получать файлы с разрешением до 100 мегапикселей, но обладают сравнительно невысокой светочувствительностью. Дальнейшее развитие пошло по пути малоформатной аппаратуры: цифровой задник интегрирован в корпус фотоаппарата, как например, в фотосистеме Hasselblad HxD . Однако, даже такие камеры позволяют снимать на плёнку, заряжаемую в специальный сменный модуль.

Большой формат

Большинство крупноформатных задников относится к сканирующему типу, поскольку производство сенсоров большого размера связано с большими техническими сложностями и экономически нецелесообразно. В 1995 году был представлен цифровой задник Sinar со сканирующей ПЗС-линейкой . Время сканирования составляет 20 минут, и поэтому такие устройства пригодны только для съёмки неподвижных объектов в специально оборудованной студии. Аналогичная сканирующая приставка Power Phase FX формата 4×5 дюймов позволяет за один проход получать цветные файлы с разрешением 132 мегапикселя . Кроме рекламной предметной съёмки подобные устройства применяются крупными музеями для создания высококачественных репродукций и каталогов. Наивысшей разрешающей способностью в 1 гигапиксель в этом классе аппаратуры обладает Google Art Camera, автоматически сканирующая картины при помощи роботизированной панорамной головки . Полученные при этом снимки склеиваются в один общий, а оцифровка полотна площадью в 1 квадратный метр занимает 30 минут .

Дальнейшее развитие технологии изготовления фотоматриц позволило создавать цифровые задники большого размера, позволяющие снимать с моментальными выдержками. Однако, стать полноценной заменой листовой фотоплёнке крупного формата такие устройства не смогли до настоящего времени. Они используются отдельными студиями для замены дорогостоящих фотокомплектов одноступенного процесса Polaroid , традиционно применяемых для тестовой съёмки. Так, задник Maxback большого формата 8×10 дюймов (20×25 сантиметров) был выпущен в двух экземплярах в 2011 году по заказу фотографа Митчела Файнберга ( англ. Mitchell Feinberg ) . Несмотря на низкое разрешение 10 мегапикселей, стоимость проекта и реализации составила 500 000 долларов. Однако, экономия на комплектах Polaroid благодаря приставке составила 50 000 долларов ежегодно. Задник устанавливается на карданную камеру Sinar, и после контроля качества снимка на мониторе подключенного компьютера окончательная съёмка выполняется на листовой фотоматериал .

Это единственный известный крупноформатный задник, пригодный для моментальной съёмки. Попытки наладить его мелкосерийное производство не привели к успеху из-за отсутствия заказов . Самая большая цельная фотоматрица Z/I Imaging, известная на 2016 год, имеет разрешение 250 мегапикселей и физический размер 90×84 мм, но из-за особенностей конструкции используется только в аэрофотоаппаратах . Все остальные задники, выпускаемые для камер большого формата, имеют сканирующую конструкцию или сенсор небольшого размера, который не превосходит среднеформатные аналоги . Последние позволяют использовать карданную камеру для цифровой съёмки в лучшем случае на формат 4,5×6 см . Моментальная съёмка в крупном формате до сих пор производится на листовую фотоплёнку.

Ключевые характеристики

Ключевыми производителями цифровых задников являются Kodak , Agfa , Phase One и Hasselblad. Выпускаемые задники комплектуются ПЗС-матрицами Kodak и Dalsa , которые на мировом рынке выступают их основными поставщиками. С 2013 года некоторые производители наладили выпуск КМОП-матриц, ранее не использовавшихся в задниках . В настоящее время представлены задники только среднего формата, поскольку более компактная фототехника выполняется неразъёмной.

Цифровые задники можно разделить по мобильности и универсальности.

• По мобильности: от чисто студийных, требующих внешнего источника питания, накопителя данных и компьютера для настройки (например, Phase One H5 ), до мобильных (например, Leaf Aptus II с сенсорным экраном или Leaf Valeo с синхронизацией с компьютером DP-67) .
• По универсальности: от универсальных с переходниками для большинства среднеформатных (например, Sinar eMoution и Leaf Credo ) и некоторых крупноформатных камер , до специализированных под конкретную модель камеры (например, Phase One H101 для Hasselblad H1 ) . Универсальные цифровые задники и некоторые специализированные, подходящие к системам, изначально ориентированным только на рольфильм , имеют, в лучшем случае, только механический синхроконтакт , что влечёт ошибки синхронизации работы матрицы и затвора. Отсутствие объективов с центральным затвором приводит к виньетированию и сдвигу цветов в полученном изображении, но позволяет воспользоваться всеми возможностями, предоставляемыми плёночными системами . Цифровые задники, при стыковке их с цифровыми системами, электрически и электронно согласованы и имеют богатую функциональность, а использование объективов, учитывающих особенность восприятия света матрицами избавляют от вышеперечисленных проблем, но требует от фотографа покупки корпуса, а зачастую смены всего парка оптики. Универсальность выбора системы, с которой стыкуется цифровой задник, реализовано универсальное крепление, зачастую через переходники, что не может похвастаться герметичностью и существенно снижает мобильность устройства .

Основными характеристиками являются :

• формат (габариты) или кроп-фактор матрицы (от 24×36 до 57×41 мм или от 1,62 до 1),
• размер пикселя фотоматрицы (относительно большой, до 9 мкм в диаметре) или динамический диапазон (порядка 12EV),
• разрешение (обычно, от 20 до 80 Мпикс.),
• глубина цвета (относительно высокая, от 10 до 16 бит).

Другие характеристики, также влияющие на качество изображения и сферу применения :

• невысокая чувствительность при допустимых шумах и шумы при длительных выдержках;
• особенности CCD-матрицы : блюминг , муар (отсутствует АА-фильтр), тепловой шум;
• отсутствие серийной съёмки, скорость съёмки чуть более 1 кадра/сек, длительное запаздывание после включения 4 — 10 сек;
• Live View реализован не у всех моделей и не в полном размере.

См. также

• Системная камера
• Цифровой фотоаппарат

Примечания

Источники

Литература

• Б. Бакст. (рус.) // «Фотокурьер» : журнал. — 2006. — № 12/120 . — С. 14—27 .

• Виктор Васильев. Дорогие плоды технологий (рус.) // «Foto&video» : журнал. — 2002. — № 9 . — С. 52—55 .

• Андерс Ушольд. (рус.) // «Foto&video» : журнал. — 2006. — № 4 . — С. 84—88 .

• М. Я. Шульман. Фотоаппараты / Т. Г. Филатова. — Л.,: «Машиностроение», 1984. — 142 с.

• Сергей ЩЕРБАКОВ. (рус.) // «Foto&video» : журнал. — 2004. — № 2 .

Ссылки

• (англ.) . — тест. Дата обращения: 23 апреля 2013. 30 апреля 2013 года.