Nikon делает шаг вперед в области в области матриц глобального затвора. Компания запатентовала гибридный сенсор, над которым работала с 2016 года. Эта матрица сочетает в себе технологию скользящего и глобального затвора, что теоретически позволяет использовать преимущества глобального затвора без компромиссов в виде снижения динамического диапазона. Nikon предлагает сочетать два этих подхода в одной камере: глобальный затвор улучшит автофокус, а скользящий — качество изображения.
Заявка на обновленный патент (номер P2024138158) была подана 30 июля 2024 года — и 7 октября она была одобрена. Вся разработка основана на патенте от 2016 года, что говорит о том, что Nikon не теряет оптимизма относительно перспективной технологии.
Глобальный затвор (Global Shutter) хоть и обеспечивает единовременное считывание всего сенсора, но привносит в работу камеры свои компромиссы. Например, модель Sony A9 III — первая беззеркальная камера Sony с технологией глобального затвора, имеет ряд проблем. А именно: на изображениях чуть больше шума, а динамический диапазон снижен относительно сопоставимых камер со скользящим затвором. Photar.ru выпускал отдельный материал об особенностях работы этой камеры.
В качестве ремарки: все вышеперечисленные компромиссы не помешали фотографу сделать один из главных кадров 2024 года во время покушения на экс-президента США Дональда Трампа на Sony A9 III.
Вернемся к разработке Nikon. Идея компании сводится к тому, чтобы обеспечить преимущества глобального затвора в скорости считывания и скользящего затвора в качестве изображения — в одной камере.
В обновленной патентной заявке Nikon описывается, как типы затворов могут влиять на работу автофокуса. Хотя использование глобального затвора требует дополнительной вычислительной мощности, одновременное считывание всех пикселей на датчике изображения улучшает обнаружение и отслеживание автофокуса. Nikon объясняет, что для камеры может иметь смысл использовать глобальный затвор для распознавания и отслеживания объекта, а скользящий затвор — в других, менее сложных ситуациях.
«Устройство захвата изображения согласно настоящему варианту осуществления сконфигурировано так, чтобы иметь возможность выполнять операцию метода глобального электронного затвора и операцию метода скользящего электронного затвора. В случае операции глобального затвора время начала накопления каждого пикселя может быть одинаковым. В случае операции скользящего затвора, даже если время накопления (время генерации заряда) каждой строки одинаково, время начала накопления различно для каждой строки, так что нет одновременности накопления в каждой строке«, — указано в патентной заявке.
Несколько лет назад, когда Nikon в первый раз обновили этот патент, в заявке все еще присутствовало описание гибридного датчика исключительно с точки зрения производительности автофокуса. Сейчас же компания делает акцент на качестве изображения, включая преимущества (отсутствие эффекта роллинг-шаттера) и затраты (ухудшение качества изображения) глобального затвора.
Новая заявка демонстрирует существенное продвижение Nikon в этом проекте. В ней применяется гибридный подход. Патент описывает, как технология глобального затвора может быть применена только к части матрицы, что означает, что требовательная область может использовать глобальный затвор, в то время как остальная часть датчика считывается традиционно с помощью скользящего затвора.
Если глобальный затвор полезен для отслеживания движущегося объекта в кадре, эту технологию можно объединить с предиктивным отслеживанием автофокуса, чтобы гарантировать, что быстро движущийся объект всегда будет охвачен глобальным затвором.
Однако в патентной заявке описываются основные формы для этой селективной глобальной области затвора, такие как длинный прямоугольник (горизонтальный или вертикальный) или крестообразная форма. Хотя крестообразная форма может охватывать человека в кадре, края глобальной области затвора не идеально совпадают с отдельными объектами.
Как это всегда бывает с патентными заявками, Nikon, возможно, никогда не выпустит гибридный датчик, подобный описанному в патенте. Однако легко представить потенциальные преимущества такой технологии.
Конечно, если датчики изображения с глобальным затвором продолжат совершенствоваться с точки зрения качества изображения и эффективности, потребность в таком гибридном датчике может отпасть еще надолго.
В своей последней новинке — камере Nikon Z6 III компания применяет частично сложенный сенсор. Это позволило увеличить скорость считывания (и добавить возможность записи RAW-видео на карту-памяти), но привело к снижению динамического диапазона. ДД камеры Nikon Z6 III при настройке светочувствительности ISO 100 составляет 10.46 стопов. В тоже время, у камеры предыдущего поколения — Nikon Z6 II этот показатель при том же параметре достигает 11.26 ступеней. Подробнее — в отдельном материале Photar.ru.