Cyfrowe fotoaparaty firmy Sigma wykorzystują nowatorską technologię zintegrowanych sensorów Foveon X3, które być może już wkrótce spowodują przełom w tym segmencie rynku.

Tranzystor, wynaleziony w 1947 r. przez zespół naukowców z Bell Labs kierowany przez Williama Shockleya, to okruch piasku i trzy druciki. Mało kto spodziewał się wtedy, jak wielką rewolucję będziemy mu zawdzięczać. W szczególności dla wiodących producentów lamp elektronowych, takich jak RCA, Sylvania, Westinghouse czy Rayethon, wynalazek Shockleya zdawał się nie mieć większego znaczenia. W pierwszym okresie jego komercjalizacji na tranzystorach swój biznes postanowiły oprzeć tylko dwie niewielkie firmy: Texas Instruments i Sony (dzisiaj każda jest warta 50 mld USD). Tranzystory jeszcze przez wiele lat musiały rywalizować z lampami, zanim ostatecznie ich przewaga została uznana i wysiłki konstruktorów nowych urządzeń zostały skierowane na wykorzystanie półprzewodników.

W ostatnich latach można wskazać wiele podobnych przykładów ignorowania przez liderów rynku technologii fundamentalnie lepszych. Inercja dużych firm wielokrotnie powoduje, że rozpędzone w wytyczonej przez siebie drodze rozwoju nie dostrzegają przełomowych wynalazków, których wykorzystanie mogłoby zdecydowanie zmienić ich pozycję rynkową. Duże korporacje nie są również skłonne do podejmowania ryzyka - wolą czuć się bezpiecznie i spokojnie kontynuować obrany kurs bez ryzykownych zwrotów. Dla małych firm ryzykowna ścieżka niejednokrotnie jest jedyną możliwą, która pozwala na sukces. Czy dzisiaj nadal są wynajdowane "tranzystory"? Oczywiście. Często wydaje się nam, że jesteśmy już tak technologicznie zaawansowani i sprytni, że potrafimy perfekcyjnie zaplanować ścieżkę rozwoju produktów i technologii, że nie zdarzy się już żaden przełom... Tymczasem okazuje się, że jest wiele firm (na ogół małych), które swoim innowacyjnym podejściem potrafią zburzyć uporządkowany obraz świata rządzonego przez wielkich graczy.

Cyfrowy aparat fotograficzny. Wciąż chcemy więcej i jasne jest dla wszystkich, że 10 mpix dzisiaj jest lepsze niż 8 mpix rok temu, czy 6 mpix w roku 2005. Czy aby na pewno? Trzymając w ręku nową cyfrową "lustrzankę", nie każdy chyba zdaje sobie sprawę, że aparaty te robią wyłącznie czarno-białe zdjęcia, a kolor, który widzimy, jest efektem zastosowania specjalnych filtrów i operacji matematycznych. Sercem aparatu jest półprzewodnikowy sensor, składający się z kilku milionów fotodiod. Są one w stanie rejestrować wyłącznie intensywność padającego światła - czyli jaśniej albo ciemniej, natomiast nie rozróżniają jego barwy. Aby uchwycić informację o kolorach, przed sensorem znajduje się precyzyjna matryca filtrów, ułożonych najczęściej w tzw. mozaikę Bayera. W efekcie zamiast pikseli monochromatycznych mamy piksele zielone, czerwone i niebieskie - każdy rejestruje osobną, tylko jedną składową kolorów. Niestety piksele te są umieszczone obok siebie, więc w rzeczywistości nie możemy mówić o precyzyjnym odwzorowaniu kolorów w danym punkcie. To, co widzimy na zdjęciach, to efekt cyfrowej interpolacji sygnałów pobranych z pikseli ze sobą sąsiadujących. Tak to przynajmniej wygląda w przypadku fotoaparatów Canona, Nikona, Sony, Panasonica i wielu innych firm produkujących cyfrowy sprzęt fotograficzny. Ale jednocześnie od kilku już lat maleńki Foveon produkuje sensory X3, rejestrujące wszystkie kolory w każdym pikselu. Nie potrzebują one żadnych filtrów, gdyż elementy rejestrujące każdą ze składowych RGB są umieszczone warstwami jeden nad drugim. Konstrukcja Foveona opiera się na różnej głębokości penetracji struktury krzemowej przez światło o różnych kolorach - niebieskie dociera najpłycej, zielone głębiej, a czerwone najgłębiej. W efekcie na wyjściu mamy informację znacznie bliższą prawdy - kolory poszczególnych punktów na zdjęciach są wynikiem pomiaru dokonanego przez sensor, a nie matematycznej interpolacji punktów sąsiednich. W szczególności zdjęcia wykonane aparatem wyposażonym w X3 mają prawdziwą rozdzielczość odpowiadającą wymiarom jednego piksela i odwzorowanie miniaturowych detali obrazu jest bardzo wierne.

Dzisiaj Foveon X3 jest w punkcie, w którym tranzystor był w latach 50., kiedy to nadal większość sprzętu elektronicznego była produkowana na dopracowanych do perfekcji lampach elektronowych. Ale już kilka lat później lamp nie można było dalej miniaturyzować i zwiększać ich wydajności. Osiągnęły szczyt możliwości i zostały wyparte przez fundamentalnie lepszą technologię półprzewodnikową. Podobnie dzisiaj stosowane sensory fotograficzne dochodzą do granic technologii, na której bazują. Dalsza miniaturyzacja sensorów i równoczesne zwiększanie ilości pikseli powoduje takie zmniejszenie ich powierzchni czynnej, że przedostająca się do nich ilość światła jest coraz mniejsza, co powoduje spadek czułości oraz pojawienie się efektu "zaszumionych" zdjęć. Piksele Foveona mogą być większe, ponieważ ułożone są jeden nad drugim. A dzięki temu potencjalne możliwości miniaturyzacji tych sensorów również są większe.

Podobnie jak Sony i Texas Instruments w latach 50. XX w., dzisiaj tylko mała, niszowa firma Sigma produkuje aparaty bazujące na tej fundamentalnie lepszej technologii X3. Wprowadzony w 2006 r. na rynek model SD-14 z sensorem zawierającym trzy warstwy po 4,7 mln pikseli każda, mimo że wysoko oceniony przez profesjonalistów, nie jest w stanie przebić się na szeroki rynek. Trzeba jednak przyznać, że choć SD-14 jest znacznie lepszy od starszego modelu SD-10, to nadal brakuje mu wielu funkcji oferowanych przez konkurencję, a często właśnie one decydują o wyborze fotoaparatu przez klienta. Trudno również sensorowi, który ma 4,7 mln pikseli marketingowo pobić konkurencyjne produkty oparte na matrycach 8- czy 10-milionowe, choć w rzeczywistości są one monochromatyczne. Nie każdy użytkownik potrafi porównać ze sobą te dwie różne technologie, a konsumenci kierują się prostą zasadą "więcej = lepiej". Niemniej świadoma swojej pozycji Sigma stawia potencjalnym klientom otwarcie pytanie (http://www.sigma-sd14.com/ ): gdybyś mógł mieć fundamentalnie lepszą technologię, to wybrałbyś w zamian mniej znaczące funkcje i dodatki? Niestety, jak pokazują statystyki, większość z nas odpowie na to pytanie twierdząco. Na wybór fundamentalnie lepszej technologii w jej wczesnej fazie ekspansji rynkowej decydują się tylko niektórzy, technicznie zaawansowani użytkownicy. Być może w niedalekiej przyszłości wybór ten będzie łatwiejszy, jeśli tylko któryś z wiodących światowych producentów sprzętu fotograficznego wykona go za nas wprowadzając na rynek model bazujący na sensorze X3.

Szymon Słupik jest prezesem Wind Mobile. Pod adresem headworx.slupik.com prowadzi blog dla miłośników gadżetów i telekomunikacji.