В каком году появились цифровые фотоаппараты

Фиксировать на память приятные моменты современникам XXI века позволяет практически любой гаджет. Сегодня пользователи фотокамер, смартфонов и планшетов снимают на память любые события и моменты, делятся снимками в социальных сетях. Фотография стала доступна повсеместно, но так было не всегда. История фотоаппарата заслуживает отдельного внимания.

Долгий путь до изобретения фотоаппарата

У любого изобретения есть базовая основа — это многовековой плод мыслей и опытов естествоиспытателей и ученых. Фотоаппарат не стал исключением: его прообраз появился много веков назад.

История камеры-обскура

Базой для изобретения фотоаппарата стала камера-обскура, которая упоминается в трудах древних философов и математиков Китая и Греции. Устройство представляло собой коробку с малым отверстием в одной из граней, в которое проникал световой луч. Схема построения изображения в ней сводилась к высвечиванию на противоположной стенке в перевернутом виде контуров предметов, находящихся снаружи.

Гениальный итальянец Леонардо да Винчи, живший в XV веке, впервые дал подробное описание и объяснил принцип действия камеры-обскура. В начале XVII столетия немецкий астроном И. Кеплер усовершенствовал устройство при помощи линзы, вставленной в отверстие, и открыл математический закон отражения света в зеркалах.

Математические расчеты преломления света – это первая ступенька на пути изобретения прообраза современного фотоаппарата.

Появились и быстро завоевали популярность портативные камеры-обскура с наклонно расположенным зеркалом, при помощи которых уличные художники создавали портретные силуэты. Но естествоиспытатели продолжали искать способ, чтобы получаемое изображение можно было сохранить.

Попытки сохранить изображение

Первым, кому удалось сохранение изображения, стал француз Н. Ньепс. Этот снимок датируется 1826 годом. В качестве чувствительного материала энтузиаст использовал покрытую асфальтовым лаком пластину, которую поместил в камере с отверстием. Саму камеру установил на подоконник так, чтобы отверстие было направлено на окно. После 8 часов экспозиции на пластине проявились очертания оконного проема.

Сделать изображение четче позволила обработка пластины химическими реактивами.

Другими энтузиастами продолжался поиск более простого метода сохранения изображения. В 1837 году благодаря стараниям француза Л. Дагера был изобретен способ получения единственного четкого снимка. А английский изобретатель У. Тальбот придумал способ получения отпечатка (негатив), при помощи которого снимки стало возможно копировать.

Российские энтузиасты также внесли свой вклад в развитие фотодела. В 1840 году в России фотографом А. Грековым было налажено производство небольшой партии усовершенствованных С.Л. Левицким аппаратов, работающих на основе изобретений Дагера и Табольта.

Настоящим прообразом массовой фототехники стал изобретенный в 1861 году Т. Сэттоном первый зеркальный фотоаппарат. В нем изображение фиксировалось на стеклянной пластинке-объективе. А пленочные зеркальные фотоаппараты появились благодаря изобретателю Д. Истмену, заменившему в 1883 году стеклянную пластинку пленкой. Он же спустя 5 лет изобрел легкий пленочный фотоаппарат « Кодак» с фотопленкой в виде рулона и стал основателем фирмы с таким же названием, выросшей в последующие десятилетия в крупнейшую корпорацию.

Первый зеркальный фотоаппарат

Развитие фотодела в XX столетии

С началом XX века развитие фотодела стало набирать обороты.

1. Компания «Leica» наладила массовое производство аналоговых аппаратов (середина 20 годов).
2. Компания «Lumiere» занялась выпуском пластин для цветных снимков (10-е годы).
3. Была изобретена цветная пленка (30 годы), а в 1942 году компания Кодак запустила производство цветной фото и кино – пленки.
4. В послевоенные годы во многих странах стала выпускаться пленочная фототехника. Не остался в стороне СССР. Массовыми моделями стали марки Зенит, Чайка, Салют.
5. Съемочные камеры усовершенствовались: в них стали встраивать автофокусировку, фотовспышку, различные автоматические режимы.
6. В 1963 году Polaro >

Первый Polaroid с возможностью печати снимков

Само-печатающие снимки аппараты не получили бурного развития, но дали толчок к поиску более совершенной технологии фиксирования моментов. И такая технология была найдена в 1974 году В.Бойлом и Д. Смитом, занимавшимися исследованиями в области полупроводниковой оптоэлектроники. Ими был создан ПЗС–сенсор, состоящий из отдельных светочувствительных металл-окисел-проводников. Прибор фиксировал электрический потенциал, возникающий под влиянием света. Это открытие позволило использовать ПЗС-матрицу для сохранения оптических изображений. Технология легла в основу создания цифровой астрономической камеры, и благодаря ей в 80- е годы появились первые цифровые фотоаппараты.

Эволюция цифровой фототехники

Изобретателем фотоаппарата, ставшего прототипом мобильных фотокамер с использованием цифровой технологии, стал инженер компании «Кодак» С. Сассон. Его условно переносной аппарат датируется 1974 годом. Он весил без малого 3 кг, а снимки размером 100×100 пикселей записывались магнитную ленту, на сохранение 1 фото уходило 23 секунды. В 1981 году компания Sony на основе ПЗС-матрицы разработала бытовую модель камеры, которая записывала изображения в аналоговом формате на гибкий магнитный диск (2-дюймовую дискету). Так началась эра цифровых фотоаппаратов, пока еще дорогих для массового использования.

Многие другие компании предложили рынку свои модели, попутно усовершенствуя оптические сенсоры и используемые для записи изображений носители и форматы кодирования.

Sony Mavica (1981)

В 1994 году компанией SanDisc был создан стандарт CompactFlash на 512 Мв, который в течение прошедших десятилетий дорабатывался и увеличивался в объеме памяти. С 1995 года стали выпускаться более доступные по цене для массового пользователя цифровые аппараты, при помощи которых получаются снимки отличного качества. Для оперативного просмотра отснятых снимков аппараты оснащают ЖК-дисплеями. Тогда же появились опции приближенной/удаленной съемки объекта, функция автоматической фокусировки и другие режимы управления. Когда доступные по цене фотоаппараты появились у массового потребителя, фотография завоевала мир. Фотоделом занялись не только фотографы-профессионалы, но и любители.

Усовершенствованные оптические сенсоры и флеш-карты памяти взяли на вооружение производители мобильных гаджетов. Современные модели нетбуков и ноутбуков, планшетов и смартфонов в обязательном порядке оснащаются фото и web-камерами. Продвинутые гаджеты способны заменить собой бюджетный цифровой фотоаппарат, а топовые девайсы способны по качеству снимков посоперничать с профессиональной фотоаппаратурой. Цифровые мобильные устройства постепенно вытеснили с рынка аппараты на фотопленке.

Обозримое будущее в развитии фотодела

Эволюция фотоаппарата продолжается и в наши дни. Американской компанией Lytro Inc уже создана пленоптическая камера, в оснащении которой использован массив микролинз для сьемки световой информации в 4-х измерениях. Назначение этого устройства — фиксирование происходящего во всем пространстве светового поля. Изображение, выдаваемое камерой, одинаково четкое как для ближних, так и удаленных объектов на снимке. Этот девайс уже называют фотоаппаратом будущего.

Инженеры ведущих компаний работают по нескольким направлениям.

1. Усовершенствуется технология записи светового поля.
2. Разрабатываются новые форматы четкости изображений, которые придут на смену распространенным HD, Full HD и недавно появившемуся видео-формату 4K.
3. Технология микро-настройки автофокуса внедрена, но сам процесс сложен даже для профессионалов. Поэтому компании вплотную занимаются разработкой и внедрением функции AFMA.
4. Перспективны разработки в области создания органических и изогнутых матриц. Первые обладают лучшей чувствительностью, а вторые нужны для увеличения диафрагмы и производительности сенсора.

Изобретение фотографии и развитие фотодела изменили мир человеческих отношений. Благодаря фотографии расширился кругозор современников, они глубже воспринимают происходящие в мире события, что стимулирует на новые достижения в технической области.

История изобретений подчас весьма причудлива и непредсказуема. Прошло ровно 40 лет с момента изобретения в сфере полупроводниковой оптоэлектроники, приведшего к появлению цифровой фотографии.

10 ноября 2009 года изобретатели Виллард Бойл (родился в Канаде в 1924 году) и Джордж Смит (родился в 1930 году) награждены Нобелевской премией. Работая в Лабораториях Белла, в 1969 году они изобрели прибор с зарядовой связью: ПЗС–сенсор, или CCD (Charge-Coupled Device). В конце 60-х гг. ХХ в. ученые обнаружили, что МОП–структура (соединение типа металл—окисел—полупроводник) обладает светочувствительностью. Принцип действия ПЗС-сенсора, состоящего из отдельных МОП-светочувствительных элементов, основан на считывании электрического потенциала, возникшего под влиянием света. Сдвиг заряда выполняется последовательно от элемента к элементу. ПЗС-матрица, состоящая из отдельных светочувствительных элементов, стала новым прибором для фиксации оптического изображения.

Виллард Бойл (слева) и Джордж Смит. 1974 г. Фото:: Alcatel-Lucent/Bell Labs

ПЗС-сенсор. Фото: Alcatel-Lucent/Bell Labs

Но для создания переносной цифровой фотокамеры на основе нового фотоприемника необходимо было разработать малогабаритные ее составляющие с низким электропотреблением: аналогово-цифровой преобразователь, процессор для обработки электрических сигналов, малый монитор высокого разрешения, энергонезависимый накопитель информации. Проблема создания многоэлементной ПЗС-структуры представлялась не менее актуальной. Интересно проследить некоторые этапы создания цифровой фотографии.

Первая ПЗС матрица, созданная 40 лет назад новоиспеченными Нобелевскими лауреатами, содержала лишь семь светочувствительных элементов. На ее базе в 1970 ученые из Bell Labs создали прототип электронной видеокамеры. Через два года компания Texas Instruments получила патент на «Полностью электронное устройство для записи и последующего воспроизведения неподвижных изображений». И хотя изображения хранились на магнитной ленте, а воспроизводить их можно было на экране телевизора, т.е. устройство, по сути, было аналоговым, в патенте давалось исчерпывающее описание цифровой камеры.

В 1974 году на ПЗС-матрице компании Fairchild (черно-белой, с разрешением 100х100 пикселов) создана астрономическая электронная фотокамера. (Пиксел – аббревиатура английских слов picture (pix-) картина и element (-el)– элемент, т.е. элемент изображения). Используя все те же ПЗС-матрицы, год спустя инженер Kodak Стив Сассон создал первую условно переносную камеру. Снимок размером 100×100 пикселов записывался на магнитную кассету в течение 23 секунд, а весила она почти три килограмма.

1975 г., прототип первой цифровой фотокамеры камеры Kodak в руках у инженера Стива Сассона.

В бывшем СССР также велись подобные разработки. В 1975 г. были проведены испытания телевизионных камер на отечественных ПЗС.

В 1976 году Fairchild запускает в производство первую коммерческую электронную камеру MV-101, использовавшуюся на конвейере для контроля качества продукции. Изображение передавалось на мини-компьютер.

Наконец в 1981 г. корпорация Sony объявила о создании электронной модели фотоаппарата Mavica (аббревиатура Magnetic Video Camera) на базе зеркальной камеры со сменными объективами. Впервые в бытовой фотокамере приемником изображения служила полупроводниковая матрица — ПЗС размером 10х14 мм с разрешением 570х490 пикселов. Так появился первый прототип цифровой фотокамеры (ЦФК). Она записывала отдельные кадры в аналоговой форме на носитель с металлизированной поверхностью — гибкий магнитный диск (эту двухдюймовую дискету назвали Mavipak) в формате NTSC и поэтому официально она называлась «статической видеокамерой» (Still video camera). Технически Mavica была продолжением линейки телевизионных камер Sony на основе ПЗС-матриц. На смену громоздким телекамерам с электронно-лучевыми трубками уже пришло компактное устройство на основе твердотельного ПЗС-сенсора – еще одно направление использования изобретения нынешних Нобелевских лауреатов.

С середины 80–х практически все ведущие фотобренды и ряд электронных гигантов проводят работы по созданию цифровых фотокамер. В 1984 г. компания Canon создает видеофотокамеру Canon D-413 с улучшенной вдвое по сравнению с Mavica разрешающей способностью. Рядом компаний разработаны прототипы цифровых фотокамер: Canon выпустила на рынок Q-PIC (или ION RC-250); Nikon — прототип ЦФК QV1000C с записью данных в аналоговом виде; Pentax продемонстрировала прототип ЦФК под названием PENTAX Nexa с трехкратным зум-объективом. ПЗС-приемник камеры выполнял попутно функции датчика экспозамера. Фирма Fuji представила на выставке Photokina цифровую фотокамеру Digital Still Camera (DSC) DS-IP. Правда, коммерческого продвижения она не получила.

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Сейчас цифровые фотоаппараты настолько вошли в нашу жизнь, что ни у кого уже не вызывают удивления. И мало кто задумывается о том, с чего все начиналось. Первая цифровая камера фирмы «Kodak»
Модель 1975 года.

Первая цифровая камера Eastman Kodak весила 3.6 кг. Она состояла из нескольких десятков плат и кассетного проигрывателя прикрепленного сбоку. Все это работало от 16 никель-кадмиевых батарей.

Давайте вспомним про это подробнее …

В декабре 1975 года инженер фирмы Kodak Стив Сассон (Steve Sasson) изобрел устройство, которое через несколько десятилетий приведет к революции в фотографии — первую цифровую фотокамеру.

Разрешение видеокамеры составляло всего 0.01 Мегапикселя (10 тыс пикселей, или приблизительно 125 х 80 пикселей). На создание одной черно-белой фотографии, цветные камера делать не умела, уходило 23 секунды, и они хранились на магнитной кассете.

Один из руководителей того проекта, инженер Стив Сассон (Steve Sasson) вспоминает о нем с теплотой — пускай устройство и не было доведено «до ума», оно стало интересным во многих смыслах — и вскоре благодаря нему Стив официально будет включен в «Зал славы потребительской электроники» (Consumer Electronics Hall of Fame), престижный список людей, внесших наиболее значительный вклад в эволюцию (а может — и революцию), произошедшую в последние годы в этой области.

Устройство собрано на основе элементов камеры Kodak Super 8, с использованием экспериментального прототипа ПЗС-матрицы, которой в наше время оснащаются все цифровые фотоаппараты. Носителем в нем служили, конечно, не флэш-карты, а обычные кассеты с магнитной лентой. Разумеется, ни скоростью работы, ни качеством снимков этот раритет похвастаться не мог: изображение с разверткой в 100 линий записывалось на пленку 23 секунды. Да и удобства оказалось немного — чтобы просмотреть картинку, кассету нужно было поместить в магнитофон, подключенный к компьютеру, который был, в свою очередь, подсоединен к телевизору. Неудивительно, что маркетологи Kodak, опробовавшие новинку на всевозможных фокус-группах, не решились финансировать продолжение проекта.

Но это неважно, ведь даже это несовершенное устройство обладало главным преимуществом цифрового фотоаппарата — оно не нуждалось ни в фотопленке, ни в фотобумаге. Тогда даже это преимущество казалось странным. По словам Сассона, ему задавали вопросы: «Кому вообще может понадобиться смотреть фотографии в телевизоре? Где он будет их хранить? Как ты себе представляешь электронный фотоальбом? Возможно ли сделать технологию удобной и доступной массовому потребителю?»

Увы, тогда изобретатель не нашелся, что ответить скептикам. За него это сделало время.

Камера не предназначалась для продаж, да и не представляла интереса для фотографов в таком виде. Не удивительно что первые по-настоящему переносные цифровые камеры появились лишь практически 15 лет спустя в конце 80-х.

• 1908 Шотландец Алан Арчибальд Кэмпбел Свинтон (Alan Archibald Campbell Swinton) печатает в журнале Nature статью, в которой описывает электронное устройство для регистрации изображения на электронно-лучевой трубке. В дальнейшем эта технология легла в основу телевидения.
• 1969 Исследователи из Bell Laboratories — Уиллард Бойл (Willard Boyle) и Джордж Смит (George Smith) сформулировали идею прибора с зарядовой связью (ПЗС) для регистрации изображений.
• 1970 Ученые из Bell Labs создали прототип электронной видеокамеры на основе ПЗС. Первый ПЗС содержал всего семь МОП-элементов.
• 1972 Компания Texas Instruments запатентовала устройство под названием «Полностью электронное устройство для записи и последующего воспроизведения неподвижных изображений». В качестве чувствительного элемента в нем использовалась ПЗС-матрица, изображения хранились на магнитной ленте, а воспроизведение происходило через телевизор. Данный патент практически полностью описывал структуру цифровой камеры, несмотря на то, что сама камера фактически была аналоговой.
• 1973 Компания Fairchild (одна из легенд полупроводниковой индустрии) начала промышленный выпуск ПЗС-матриц. Они были чёрно-белыми и имели разрешение всего 100х100 пикселей. В 1974 при помощи такой ПЗС-матрицы и телескопа была получена первая астрономическая электронная фотография. В том же году Гил Амелио (Gil Amelio), также работавший в Bell Labs, разработал техпроцесс производства ПЗС-матриц на стандартном полупроводниковом оборудовании. После этого их распространение пошло намного быстрее.
• 1975 Инженер Стив Сассон (Steve J. Sasson) работавший в компании Kodak сделал первую работающую камеру на ПЗС-матрице производства Fairchild. Камера весила почти три килограмма и позволяла записывать снимки размером 100×100 пикселей на магнитную кассету (один кадр записывался 23 секунды).
• 1976 Fairchild выпускает первую коммерческую электронную камеру MV-101, которая была использована на конвейере Procter&Gamble для контроля качества продукции. Это уже была первая, полностью цифровая камера, передававшая изображение в миникомпьютер DEC PDP-8/E по специальному параллельному интерфейсу
• 1980 Sony представила на рынок первую цветную видеокамеру на основе ПЗС-матрицы (до этого все камеры были чёрно-белыми).
• 1981 Sony выпускает камеру Mavica (сокращение от Magnetic V >1984-1986 По примеру Sony, компании Canon, Nikon, Asahi также начали выпуск электронных видео- и фотокамер. Камеры были аналоговыми, стоили очень дорого и имели разрешение 0,3–0,5 мегапикселей. Картинки в формате видеосигнала писались на магнитные носители (как правило, дискеты). В этом же году Kodak ввёл в обиход термин «мегапиксель», создав промышленный образец CCD-сенсора с разрешением 1,4 Мп.
• 1988 Компания Fuji, которой и принадлежит право первенства в производстве полноценной цифровой видео-фотокамеры, совместно с Toshiba выпустила камеру Fuji DS-1P, основанную на ПЗС-матрице с разрешением в 0,4 Мп. DS-1P также стала первой камерой, записывавшей изображение в формате NTSC не на магнитный диск, а на сменную карту памяти статического ОЗУ (Static RAM) со встроенной для поддержания целостности данных батарейкой. В том же году Apple совместно с Kodak выпускает первую программу для обработки фотоизображений на компьютере — PhotoMac.
• 1990 Появилась уже полностью цифровая, коммерческая камера – Dycam Model 1, более известная под как Logitech FotoMan FM-1. Камера была чёрно-белая (256 градаций серого), имела разрешение 376×240 пикселов и 1 мегабайт встроенной оперативной памяти для хранения 32 снимков, встроенную вспышку и возможность подключить камеру к компьютеру.
• 1991 Kodak, совместно с Nikon, выпускает профессиональный зеркальный цифровой фотоаппарат Kodak DSC100 на основе камеры Nikon F3. Запись происходила на жесткий диск, находящийся в отдельном блоке, весившем около 5 кг.
• 1994 Apple совершает настоящий маркетинговый прорыв, выпустив Apple QuickTake 100. Фотокамера была выпущена в корпусе, напоминавшем бинокль (популярная в те годы форма для видео-фотокамер) и позволяла хранить во внутренней Flash-памяти восемь снимков размером 640×480 (0,3 Мп) или тридцать два снимка с половинным разрешением 320×200. Подключалась камера к компьютеру с помощью последовательного порта, питалась от трёх батареек формата AA и стоила меньше восьмисот долларов.
• 1994 На рынке появились первые Flash-карты форматов Compact Flash и SmartMedia, объёмом от 2 до 24 Мбайт.
• 1995 Выпущены первые потребительские фотоаппараты Apple QuickTake 150, Kodak DC40, Casio QV-11 (первая цифровая фотокамера с LCD-дисплеем и первая же — с поворотным объективом), Sony Cyber-Shot. Началась гонка за снижение цены и приближение качества цифровой фотографии к качеству плёнки.
• 1996 Приход на рынок компании Olympus, не только с новыми моделями, но и с концепцией комплексного подхода к цифровому фото, основанной на создании локальной пользовательской инфраструктуры: камера + принтер + сканер + персональное хранилище фотоинформации.
• 1996 Fuji представила первый цифровой минилаб. Технология нового устройства была гибридной – она сочетала в себе лазерные, цифровые и химические процессы. В дальнейшем к производству цифровых минилабов подключились и другие компании, в частности, Noritsu и Konica.
• 1997 Преодолён символический рубеж в 1 мегапиксель: в начале года выходит камера FujiFilm DS-300 c 1,2-мегапиксельной матрицей, в середине — зеркальная (на основе светоразделяющей призмы) однообъективная камера Olympus C-1400 XL (1,4 мегапиксела).
• 2000 Выпуск камеры Contax N Digital первой полнокадровой (24х36 мм) камеры с разрешением 6 Мп.
• 2000-2002 Цифровые камеры становятся доступными для массового потребителя.
• 2002 Sigma выпускает камеру SD9 c трехслойной матрицей Foveon.
• 2003 Начало выпуска Canon EOS 300D – первой доступной по цене широкому кругу фотографов зеркальной цифровой фотокамеры со сменными объективами. Благодаря этому факту, а также выпуску аналогичных камер другими производителями, произошло массовое вытеснение плёнки не только из среды непритязательных любителей и профессионалов, но и среди «продвинутых» любителей, до этого относившихся к цифровой фотографии довольно прохладно.
• 2003 Компаниями Olympus, Kodak и FujiFilm представлен стандарт 4:3, направленный на стандартизацию цифровых зеркальных камер и выпущена фотокамера Olympus Е-1 под этот стандарт.
• 2005 Начало выпуска Canon EOS 5D – первой доступной по цене (цена менее $3000) камеры с полнокадровым сенсором с разрешением 12.7 Мп

Вследствие совершившейся цифровой миниреволюции особенно выиграли японские компании, в отличие от осторожных «американцев». В частности, Sony и Canon сегодня считаются признанными лидерами рынка, а компания Kodak, являясь одним из ведущих разработчиков технологий для цифровой фотографии, рынок любительской цифровой фототехники практически потеряла. История эта не завершена, она активно продолжается в настоящее время.

А я вам могу еще напомнить про Самый дорогой фотоаппарат в мире, а так же про удивительный Фотоаппарат с дискетой и конечно же История советского фотоаппарата