X trans cmos 4: FUJIFILM Digital Camera X Series & GFX – USA
X-Trans CMOS | Цифровые Камеры FUJIFILM Серии Х и GFX — Россия
Continuous Evolution on Resolution
and Color Reproduction
X-Trans™ CMOS *1 sensor developed by Fujifilm.
Nurtured the idea from film technology,
X-Trans controls moiré while achieving high resolution without the use of a low-pass filter.
Learn more about X-Trans
X-Trans is Fujifilm’s trademark or registered trademark.
The 5th generation Stacked
layer back illuminated
X-Trans CMOS sensor
Boasting a resolution of 26.16MP, the sensor uses a unique color filter array, synonymous to X-Trans CMOS sensors, to control moiré and false color without the use of an optical low-pass filter. Thanks to the sensor, X-h3S has dramatically improved performance, including 40fps blackout-free burst shooting and significantly better AF during burst shooting. As for video, X-h3S can record 4K/60P video without cropping and rolling-shutter effect is also greatly improved.
Stacked layer structure
By placing the chips that process and read out signals on the back of the sensor surface, the reading speed is more than 4 times faster than the previous model and more than 30 times faster than the first-generation model. By taking advantage of the fast read speed, it is possible to process the focusing signal while processing the image for display. The stacked layer CMOS sensor is superior in speed and mobility
The 5th generation high resolution 40MP X-Trans CMOS sensor
The high-resolution 40.2MP X-Trans CMOS 5 HR sensor has an enhanced image-processing algorithm that boosts resolution without compromising the signal-to-noise ratio, delivering astonishing image quality. And this sensor has an improved pixel structure, allowing light to be received more efficiently. ISO 125 – previously an extended sensitivity – is now available as standard sensitivity.
About X-Trans CMOS
Moiré is controlled by a low-periodic color filter array
that replicates a highly random arrangement of silver
particles on the analog films and efficient color
interpolation from surrounding pixels.
POINT
Arrangement of all three RGB pixels on every single line
RGB is always placed on any horizontal or vertical line to correctly interpolate colors in high-frequency images
POINT
Arrangement of G pixel on all diagonal lines
G pixels are placed in all diagonal lines. It improves the accuracy of diagonal high-frequency image detection and color interpolation
About the Bayer filter array in
conventional cameras
High resolution by eliminating
an optical low-pass filter
Sample image
©Yuhan Ma
©Ulet Ifansasti
©William Chua
©Patrick La Roque
©Supalerk Narubetkraisee
History of X-Trans CMOS
Fujifilm has been innovating sensors to achieve high image quality in digital photography since silver halide film.
1970-1990’s
Led the photographic industry with silver halide film
1999
Developed Super
CCD
2008
Developed Super
CCD EXR
2012
Developed X-Trans CMOS
based on film technology
2013
Developed X-Trans CMOS II
with phase detection pixel
2016
Developed 24.
3MP X-Trans
CMOS III, achieving high speed
reading by copper process
2018
Developed back-illuminated
26.1MP X-Trans CMOS 4
2022
Developed Stacked layer back illuminated X-Trans CMOS 5 HS
2022
Developed High-resolution
40MP X-Trans CMOS 5 HR
Fujifilm X-T3 — эволюция серии X в 4-е поколение
Серия X стартовала с выпуска модели X100 в 2011 году. X-Pro1, выпущенная в 2012 году, стала первой моделью оснащенной CMOS-матрицей X-Trans, а также процессором обработки изображений EXR Proсessor Pro. В течение семи лет серия X и ее матрица в сочетании с процессором обработки изображения продолжала эволюционировать: с выходом матрицыX-Trans CMOS II/ EXR Processor Pro II в модели X-T1 и матрицей X-Trans CMOS III / X-Processor Pro в моделях X-Pro2 и X-T2. Три поколения эволюции постоянно улучшали качество и мобильность серии X. Модель X-T3, оснащена новой матрицей X-Trans CMOS 4 и процессором обработки изображений X-Processor 4, которые положат начало новому четвертому поколению серии X.
Новая матрица X-Trans CMOS 4 и процессор X-Processor 4
Fujifilm X-T3 оснащена новейшей матрицей четвертого поколения серии X формата APS-C X-Trans CMOS 4 с разрешением 26,1 МП, без низкочастотного фильтра. Она использует уникальный цветовой фильтр X-Trans CMOS для устранения эффекта муара и цветовых искажений, и является первой в серии камерой, имеющей структуру с обратной засветкой для улучшения разрешения без ухудшения соотношения S/N (сигнал/ шум). Кроме того, чувствительность ISO160, ранее доступная только в виде расширенного ISO, теперь является частью базового диапазона значений ISO. Это очень полезно при дневной съемке на открытом воздухе или при необходимости достичь эффекта боке со светосильным объективами.
В Fujifilm X-T3 установлен новый процессор обработки изображений X-Processor 4, добавляющий новую функцию настройки «монохромного тонирования» в режимах моделирования пленки, которые основаны на запатентованной технологии FUJIFILM для использования разнообразных цветовых экспрессий.
Теплый черный и холодный черный, традиционно получаемые выбором конкретной фотобумаги и проявителей, были тщательно воссозданы в цифровом виде, чтобы расширить область применения монохромных экспрессий. Эта функция доступна в стандартном режиме «Монохромный», а также в режиме «ACROS», который обеспечивает плавные полутона, насыщенные оттенки черного и великолепные текстуры.
В Fujifilm X-T3 представлен эффект «Color Chrome», ранее доступный только в среднеформатной камере FUJIFILM GFX50S. Эффект дает более глубокие цвета и увеличивает тональные переходы в предметах с очень насыщенными цветами, такими как яркие цветы с тенями — общеизвестная сложная задача для воспроизведения градации. Высокоскоростная вычислительная мощность процессора X-Processor 4 позволяет применять этот эффект не только в одиночных кадрах, но и при серийной съемке.
Улучшенная работа автофокуса при слабом освещении и отслеживании движущихся объектов
X-Trans CMOS 4 обладает 2,16 миллионами пикселей фазовой детекции, что более чем в 4 раза выше, чем у существующих моделей, теперь зона фазовой фокусировки расположена по всей площади сенсора (прибл.
100%). Быстрая и точная фазовая автофокусировка может использоваться даже на объекте, который расположен далеко от центра кадра. Предел фазовой автофокусировки с низким уровнем освещенности также был увеличен примерно на 2 ступени от -1EV до -3EV, что позволяет выполнять точную фокусировку в условиях низкой освещенности, например, при свечах или ночью.
Кроме того, X-Processor 4, имеющий высокую вычислительную скорость и усовершенствованный алгоритм фазовой фокусировки позволяют перефокусироваться и определять автоэкспозицию (АЭ) в 1,5 раза чаще, чем у существующих моделей, а также обеспечивают точную автофокусировку даже при съемке спортивных состязаний с быстрым и хаотичным движением в кадре.
Эффективность автофокусировки распознавания лиц движущихся людей улучшилась вдвое по сравнению с существующими моделями. Автофокусировка с функцией обнаружения глаз поддерживает режим следящий автофокусировки (AF-C), что обеспечивает автоматический контроль фокусировки даже при съемке портретной фотографии в движении.
X-T3 точно фокусируется при съемке лица спереди или сбоку, даже в ситуациях, когда автофокусировка с функцией обнаружения лица или глаз ранее была затруднена. Функция автофокусировки при распознавании лиц и глаз доступна также во время видеозаписи.
Новый видеоискатель с улучшенной производительностью
Электронный видоискатель Fujifilm X-T3 имеет высокое разрешение до 3,69 миллионов точек с высоким коэффициентом увеличения x0,75. Время задержки отображения всего 0,005 секунды и частота обновления около 100 кадров в секунду обеспечивают плавное отображение движений, что позволяет точно идентифицировать движения предметов и положения фокусировки. В отличие от существующих моделей, непрерывная съемка при 11 кадрах в секунду с механическим затвором больше не требует дополнительного батарейного блока, что обеспечивает быструю серийную съемку при сохранении малого веса фотокамеры.
Новый режим видоискателя «спорт» (Sports finder) позволяет с легкостью снимать движущиеся объекты.
В этом режиме на ЖК-дисплее/видоискателе маркируется область размером 16,6 миллионов пикселей (кроп x 1,25), которая определяет границы снимка. Это особенно полезно для спортивной фотографии и фотографии дикой природы, так как вы можете видеть движения предмета непосредственно за рамкой съемки и использовать более короткое время затемнения (blackout), чем обычно.
Увеличенная скорость считывания матрицы и возможность высокоскоростной обработки позволяют в полной мере оценить АФ/АЭ-отслеживание и режим серийной съемки без затемнения до 30 кадров в секунду с прибл. 16,6 миллионами пикселей (кроп x 1,25) при визировании в реальном времени с частотой 60 кадров в секунду для наблюдения за движениями объекта. Эффект искажения построчного считывания (rolling shutter) — типичная проблема с электронными затворами — сократился вдвое по сравнению с существующими моделями.
Чтобы не пропустить важный момент, Fujifilm X-T3 обзавелась новой функцией «Предварительная съемка» (Pre-shoot), в которой камера начинает съемку, как только кнопка спуска затвора нажата наполовину.
Вы никогда не пропустите важный ракурс, что ранее происходило из-за задержки между моментом, когда кнопка спуска затвора полностью нажата, и моментом, когда фотография действительно сделана.
Особенности конструкции и удобство использования
Fujifilm X-T3 унаследовала особенности конструкции модели X-T2, такие как расположение дисков управления на верхней панели, видоискатель, расположенный по центру для дополнительного ощущения стабильности и удобную форма хвата. Стандартный цвет модели — серебристый, более классический оттенок по сравнению с серебристым графитом, который использовался в ограниченном тираже для предыдущих моделей. Дизайн, который напоминает вам о традиционных пленочных камерах, сочетается с выдающейся практичностью, что делает эту модель фотоаппаратом, которым приятно владеть в течении многих лет.
В камере испоьзуются новые элементы, улучшающие удобство использования:
Настройка диоптрийной системы ЭВИ фиксируется вытягиванием и вращением колеса диоптрий, чтобы предотвратить непреднамеренные регулировки при переноске камеры.
В Fujifilm X-T3 используется сенсорный высококонтрастный дисплей с более широким углом обзора и повышенным удобством использования, чтобы обеспечить более интуитивно понятную работу, чем в предыдущих моделях.
Fujifilm X-T3 наследует особенности модели X-h2, такие как крупные диски управления на верхней панели, кнопки на задней панели, и удобное использование переднего и заднего дисков управления.
На корпусе камеры предусмотрено разъем для наушников, так что все аксессуары, необходимые для видеозаписи, такие как микрофон и устройства HDMI, могут быть централизованно подключены к корпусу для дополнительной мобильности при видеосъемке.
Крышка доступа к разъемам съемная, что обеспечивает простоту подключения HDMI кабеля, микрофона, наушников. Расположение разъемов также не будет мешать при установке видео обвеса и аксессуаров для съемки видео.
USB-разъем поддерживает спецификации USB Type-C (USB3.1 Gen1). Можно подключить внешний аккумулятор (power bank) Anker, чтобы значительно увеличить максимальное количество кадров и максимальную продолжительность видеозаписи.
Улучшенное качество видео
Это первая в мире беззеркальная цифровая камера с возможностью записывать на внутреннюю SD-карту видео в разрешении 4K/60P 4:2:0 10 бит. Это также первая в мире беззеркальная цифровая камера с APS-C или с более крупной матрицей, способная вывести изображение в разрешении 4K/60P 4:2:2 10 бит через HDMI. Поддерживаемые видеоформаты включают широко используемый кодек H.264/MPEG-4 AVC, а также H.265/HEVC для большего сжатия данных. Это позволяет использовать высокий битрейт 200 Мбит/с при записи в разрешении 4K/60P 4:2:0 10 бит, а также параллельно выводить изображение через HDMI во время записи. Доступные опции сжатия видео: ALL-Intra и Long GOP. При использовании ALL-Intra видео записывается 400 Мбит/с.
Скорость считывания матрицы примерно на 50% выше, чем у существующих моделей, что позволяет быстро считывать видео в разрешении 4K/60P за 17 мс. Для плавного воспроизведения быстро движущихся объектов эффект искажения построчного считывания был уменьшен.
Поддержка 10-битной глубины цвета камеры повышает количество цветовой информации в 64 раза по сравнению с 8 битами. И все это в сочетании с динамическим диапазоном в 400% (прибл. 12 ступеней) для съемки изображений с богатой градацией, например, при пейзажной съемке.
Внедрение нового процесса шумоподавления и новая функция «уменьшения помех между кадрами при разрешении 4K» уменьшили шум приблизительно на 2 ступени. Новый процесс шумоподавления имеет повышенный уровень точности определения шума для улучшения шумоподавления. Для межкадрового шумоподавления при разрешении 4K используются дифференциальные данные между соседними кадрами. Кроме того, минимальное значение чувствительности для съемки в F-Log и DR400% было уменьшено в сравнении с нынешними моделями с ISO800 до ISO640, отвечая потребностям видеооператоров.
Помимо вышеупомянутых функций, после установки обновления прошивки в конце 2018 года Fujifilm X-T3 будет поддерживать видеозапись в формате Hybrid Log Gamma (HLG), одном из международных стандартов ITU-R BT.
2100. По просьбам пользователей обновление прошивки также призвано дать X-T3 возможность при съемке выводить одновременно эффект моделирования пленки и F-Log.
Источник: https://www.fujifilm.eu/ru/novosti/article/ehvoljucija-serii-x-v-4-e-pokolenie
X-Trans CMOS | FUJIFILM серии X и GFX — Global
Непрерывная эволюция разрешения
и цветопередачи
X-Trans ™ CMOS *1 Сенсор , разработанный Fujifilm.
Идея, взятая из пленочных технологий,
X-Trans устраняет муар, достигая высокого разрешения без использования фильтра нижних частот.
Узнайте больше о X-Trans
X-Trans является товарным знаком или зарегистрированным товарным знаком Fujifilm.
Многослойная матрица
5-го поколения с задней подсветкой
Датчик X-Trans CMOS
Датчик с разрешением 26,16 МП использует уникальную матрицу цветовых фильтров, синоним CMOS-датчиков X-Trans, для контроля муара и искажения цвета без использование оптического фильтра нижних частот.
Благодаря датчику X-h3S значительно улучшил производительность, включая серийную съемку со скоростью 40 кадров в секунду без затемнения и значительно улучшенную автофокусировку во время серийной съемки. Что касается видео, X-h3S может записывать видео 4K/60P без кадрирования, а эффект скользящего затвора также значительно улучшен.
Слоистая многоуровневая структура
За счет размещения чипов, обрабатывающих и считывающих сигналы, на задней поверхности сенсора, скорость считывания более чем в 4 раза выше, чем у предыдущей модели, и более чем в 30 раз выше, чем у модели первого поколения. . Воспользовавшись преимуществами высокой скорости считывания, можно обрабатывать сигнал фокусировки при обработке изображения для отображения. Многослойный КМОП-датчик превосходит по скорости и мобильности
40-мегапиксельная CMOS-матрица X-Trans 5-го поколения с высоким разрешением
40,2-мегапиксельная CMOS-матрица X-Trans 5 HR с высоким разрешением оснащена усовершенствованным алгоритмом обработки изображений, который повышает разрешение без ущерба для отношения сигнал/шум, обеспечивая потрясающее изображение качественный.
И этот датчик имеет улучшенную структуру пикселей, позволяющую принимать свет более эффективно. ISO 125 — ранее расширенная чувствительность — теперь доступна в качестве стандартной чувствительности.
О X-Trans CMOS
Муар контролируется низкопериодическим набором цветных фильтров
, который воспроизводит крайне случайное расположение частиц серебра
на аналоговых пленках и эффективную интерполяцию цвета
из окружающих пикселей.
POINT
Расположение всех трех пикселей RGB на каждой отдельной строке
RGB всегда размещается на любой горизонтальной или вертикальной линии для правильной интерполяции цветов в высокочастотных изображениях
POINT
Расположение пикселя G на всех диагональных линиях
G пикселей размещены во всех диагональных линиях. Повышает точность обнаружения диагональных высокочастотных изображений и интерполяции цветов. Ulet Ifansasti
©William Chua
©Patrick La Roque
©Supalerk Narubetkraisee
История X-Trans CMOS
Компания Fujifilm разрабатывает инновационные датчики для достижения высокого качества изображения в цифровой фотографии со времен пленки на основе галогенида серебра.
1970-1990’s
возглавлял фотографическую индустрию с Silver Halide Film
1999
Разработанный Super
CCD
2008
разработал Super
CCD Exr
2012
Разработанный X-Trans CMOS
на основе фильмов
разработан X-Trans CMOS
на фильме
.
2013
Разработан X-Trans CMOS II
с фазовым детектированием пикселей
2016
Разработано 24,3MP X-Trans
CMOS III, достижение высокой скорости
показания с помощью медного процесса
2018
Разработанный обратный прозвированный
26,1 Мп CMOS. X-Trans CMOS 5 HS
2022
Разработано Высокое разрешение
40MP X-Trans CMOS 5 HR
Какова история с сенсорной технологией Fujifilm X-Trans? Неужели все так по-другому?
Fujifilm, возможно, больше, чем любая другая компания, имеет долгую историю новаторства в разработке датчиков изображения.
С самого начала бума цифровых камер его конкуренты почти исключительно использовали стандартные датчики с фильтром Байера в своих автономных камерах. Fuji, тем не менее, не побоялась изменить эту тенденцию в своем стремлении к лучшему качеству изображения.
Технология Super CCD проложила путь к тому, что должно было произойти
В начале 2000-х Fujifilm пошла своим путем со своей технологией Super CCD, впервые использованной в FinePix 4700, анонсированной в марте 2000 года. горизонтальную и вертикальную оси, где это будет иметь наибольшее значение для реальных снимков. А в 2003 году чип Super CCD SR в FinePix F700 поместил два фотодиода — один побольше и один поменьше — под каждую микролинзу, что позволило расширить динамический диапазон. Последующее поколение SR II для FinePix S3 Pro 2005 года поместило меньшие фотодиоды в промежутки между большими и снабдило их собственными микролинзами.
В 2009 году в FinePix F200EXR дебютировал датчик изображения Super CCD EXR, который имел недавно разработанную матрицу цветных фильтров, упрощающую объединение пикселей, и возможность синхронизировать информацию с датчика в середине экспозиции для половины его пикселей.
Вместе они позволили расставить приоритеты в разрешении, чувствительности или динамическом диапазоне, которые необходимы для любого конкретного снимка.
Линейка датчиков изображения Fujifilm Super CCD претерпела ряд итераций за свою десятилетнюю жизнь. На изображении выше, любезно предоставленном маркетинговыми материалами компании того периода, представлены структуры пикселей, используемые в оригинальной Super CCD (2000 г., вверху слева), Super CCD SR (2003 г., вверху справа), Super CCD SR II (2005 г., внизу). слева) и Super CCD EXR II (2010 г., внизу справа).
Что касается промежуточной матрицы Super CCD EXR (2009 г., ниже), то она имела структуру, сходную со структурой оригинальной Super CCD, но отличалась расположением красных, зеленых и синих пикселей, составляющих массив цветовых фильтров, по сравнению с представленным на слева к тому, что видно на изображении справа.
И, наконец, в 2010 году датчик Super CCD EXR II, используемый как в FinePix F300EXR, так и в Z800EXR, добавил встроенные пиксели обнаружения фазы для более быстрой автофокусировки (показаны желтым цветом на втором изображении выше).
почти всеми производителями камер, что сделало возможной революцию беззеркальных камер. Super CCD EXR II также ознаменовал собой последнюю итерацию отличительной компоновки датчика Super CCD, при этом разрешение датчиков изображения к тому времени взлетело до такой степени, что обеспечиваемое им увеличенное разрешение по горизонтали и вертикали имело меньше значения.
Более четкие изображения и меньше муара благодаря Fujifilm X-Trans
Но хотя технология Super CCD исчезла из памяти, это был далеко не конец инноваций Fujifilm в области датчиков изображения. Вместо него в 2012 году появился первый датчик изображения X-Trans с Fuji X-Pro1. Сенсорная технология Fujifilm X-Trans последовала идее использования уникальной матрицы цветных фильтров, но пошла гораздо дальше и в совершенно новом направлении.
Я дважды упомянул массивы цветовых фильтров, не описав, что они из себя представляют. По своей сути датчики изображения подобны черно-белой пленке: они видят только диапазон более ярких или более темных тонов без прикрепленной информации о цвете.
На снимке выше и при 100% кадрировании ниже показан отличный пример наложения цветов на синей ткани, вызванного тонкими нитями в одежде модели. В данном конкретном случае проблему будет несложно устранить в Photoshop, возможно, используя кисть оттенка для удаления оскорбительных цветов, однако яркостный муаровый рисунок все равно останется. Объекты с различными оттенками или собственными более крупными деталями могут сделать удаление цветовых артефактов очень трудным или невозможным.
При таком подходе есть две проблемы. Во-первых, камера должна выполнить некоторую обработку чисел, чтобы превратить каждый из отдельных красно-зеленых и синих пикселей в полноцветные RGB-пиксели.
Это не так уж сложно с обычными датчиками, но более серьезная проблема заключается в том, что регулярно повторяющиеся узоры цветных пикселей могут привести к муаровым узорам, когда объект содержит повторяющиеся узоры с мелкими деталями. (Подумайте о текстуре ткани или таких предметах, как жалюзи.) Если вы когда-либо держали два куска оконной сетки под углом друг к другу, вы видели широкие водовороты света и тьмы, которые создают конфликтующие узоры. То же самое может произойти и с вашей камерой, когда узор на объекте неправильно совпадает с обычным набором цветных пикселей на сенсоре.
Классический способ справиться с этим — поставить перед датчиком так называемый оптический фильтр нижних частот. Это в основном создает очень контролируемое размытие изображения, поэтому резкие края и резкие цветовые и тональные переходы в объекте не вызовут проблем, взаимодействуя с рисунком пикселей. Скругление этих острых краев на изображении устраняет проблему муара, но за счет гораздо более мягкого изображения.
На самом деле нет никакого способа обойти это; это математический факт жизни, что бы вам ни говорили нематематики. Никакая обработка или причудливые алгоритмы не могут гарантировать устранение муара во всех случаях, если детали объекта слишком мелкие по сравнению с шагом пикселей.
В этом примере показан муар цвета и яркости. Вы можете увидеть некоторые слабые артефакты цветности в центре обрезанного изображения внизу, а яркостный муар особенно заметен в верхнем правом углу в виде закрученных линий в том, что должно быть диагональными жалюзи на фасаде здания. Это также является темой, где с цветовым наложением можно справиться довольно легко, но на самом деле ничего не поделаешь с яркостными муаровыми узорами.
Большинство камер в наши дни обходятся без фильтров нижних частот, обходясь без них благодаря разрешению сенсора, превосходящему разрешающую способность многих объективов. Во многих случаях объектив не может разрешить детали достаточно хорошо, чтобы вызвать проблему с муаром, поэтому он в основном действует как фильтр нижних частот в системе относительно мелкого шага пикселей.
Благодаря тому, что объектив размывает мельчайшие детали объекта, камере не нужен собственный фильтр нижних частот, чтобы размыть их еще больше.
Конечно, вы можете увидеть в этом проблему: что произойдет, если ваш объектив может ли разрешить такие мелкие детали?
Создание линзы, которая не только обладает хорошими оптическими характеристиками, но и может быть надежной и воспроизводимой, — это не только наука, но и искусство. Любой производственный процесс — это игра в управление допусками, балансирование того, что вы хотели бы делать в идеальном мире, и того, чего вы действительно можете достичь в заводских условиях. Это даже в большей степени относится к производству линз, чем к другим типам. Один из способов, с помощью которого дизайнеры объективов ограничивают свои ставки, заключается в разработке объективов таким образом, чтобы не было единственной точки абсолютного наилучшего фокуса, а был диапазон, в котором фокус был бы более или менее одинаковым.
На этих графиках показано размытие по вертикальной оси в зависимости от настройки фокусного расстояния по горизонтальной оси.
Идеальная кривая глубины резкости для объектива, идеального для учебника, и сенсора с бесконечным разрешением была бы V-образной. В реальном мире большинство объективов имеют уплощенную нижнюю часть V-образной формы, что помогает компенсировать незначительные отклонения в допусках деталей во время производства.
Вероятно, шесть или семь лет назад у меня была увлекательная встреча с некоторыми из лучших оптических дизайнеров Fujifilm, которые объяснили мне это. Суть разговора заключалась в том, что они приняли другую философию, стремясь к максимальной резкости, несмотря ни на что, делая точку «V» как можно более острой.
В какой-то степени, чем лучше ваш объектив, тем больше вероятность того, что вы увидите муар на изображениях объектов с повторяющимися узорами. Одна из причин, по которой Fuji не стеснялась следовать этому подходу, заключалась в том, что у них уже было готовое решение в виде сенсорной технологии X-Trans.
Большинство датчиков изображения не могут напрямую регистрировать информацию о цвете, видя мир только в оттенках серого. Для захвата цветных изображений на них необходимо наложить набор цветных фильтров, позволяющих каждому фотодиоду видеть только определенную часть цветового спектра, обычно красный, зеленый и синий. Вверху слева показан стандартный шаблон массива цветовых фильтров «Байера», используемый сенсорами большинства камер, с желтыми контурами, обозначающими сетку два на два пикселя, на которой повторяется массив. На изображении справа показан уникальный набор цветных фильтров Fuji X-Trans с гораздо большей сеткой шесть на шесть пикселей.
X-Trans меняет ситуацию, используя более сложный набор цветовых фильтров. Вместо шаблона RGBG Bayer два на два, используемого большинством камер, X-Trans использует гораздо больший массив шесть на шесть, который смешивает расстояние между пикселями. В зависимости от того, где и в каком направлении вы смотрите, расстояние между пикселями данного цвета может сильно различаться. Это дает процессору изображения камеры больше пространственной информации, чтобы помочь ему разобраться, где муар, а где детали объекта.
Конечно, X-Trans по-прежнему имеет повторяющийся узор из цветных пикселей, поэтому нет 100% гарантии, что вы никогда не увидите муаровый узор. Суть, однако, в том, что датчики X-Trans предоставляют камере гораздо более широкий диапазон информации о пространственной частоте, поэтому ее X-процессор имеет больше данных, которые можно использовать для достижения наилучшего баланса между муаром и максимальной резкостью.
Это требует большого количества вычислений (см. ниже), но различные частоты пространственной дискретизации дают процессору больше информации для работы.
После многих лет разработки X-Trans действительно достиг зрелости
Как и Super CCD до этого, сенсорная технология Fujifilm X-Trans продолжала развиваться в течение десятилетия или около того с момента ее запуска. С тех пор, как первое поколение X-Pro1 появилось в 2012 году, три последующих поколения усовершенствовали и расширили эту технологию.
В 2012 году компания Fujifilm представила свой уникальный массив цветных фильтров X-Trans в беззеркальной камере X-Pro1.
Первый чип X-Trans II дебютировал в Fuji X100S в 2013 году. Возвращаясь к дизайну Super CCD EXR II, который предшествовал ему, датчики Fuji X-Trans II добавили встроенную автофокусировку с определением фазы. Улучшенная пиксельная схема также обеспечила лучшее подавление темнового шума, а разрешение увеличилось с 12,3 до 16,3 мегапикселя.
В 2016 году появилось третье поколение X-Trans III вместе с Fuji X-Pro2. Он принес еще более высокое разрешение 24,3 мегапикселя, еще больше точек фазовой автофокусировки и переключился с алюминиевой на медную проводку, одновременно снизив уровень шума и значительно улучшив скорость считывания и, следовательно, производительность камеры. Совсем недавно в 2018 году появился датчик Fujifilm X-Trans CMOS 4 вместе с X-T3. Это последнее поколение переключилось на конструкцию с задней подсветкой для еще лучшего сбора света и еще раз значительно увеличило количество пикселей на кристалле фазового детектирования для более эффективной автофокусировки. Он также немного увеличил разрешение, до 26,1 мегапикселя. (Нажмите здесь, чтобы узнать больше о передовой технологии автофокусировки Fuji в моем интервью с руководителями на конференции 2019 г.)Выставка CP+.)
Технология X-Trans лежит в основе стратегии Fujifilm. Они рассматривают качество изображения как ключевое отличие своих камер и вложили огромные средства в разработку собственных сенсорных технологий, стремясь достичь этого.
X-Trans — это всего лишь последняя итерация в этом процессе, которая была запланирована за годы до появления процессорной технологии, чтобы сделать ее возможной.
Самым последним поколением матрицы Fuji X-Trans является чип X-Trans CMOS 4, показанный выше в беззеркальной камере X-T3.
Они знали, что планируют будущее…
Планирование их будущего было одним из самых интересных моментов, которые мне показались наиболее интересными, когда я брал интервью у инженеров Fujifilm, когда X-Trans только появился. Еще в 2012 году, когда дебютировала первая камера X-Trans, мне сказали, что к тому моменту они работали над X-Trans уже пять или шесть лет. Почему это заняло так много времени? Для демозаики данных из массива цветовых фильтров X-Trans для создания полноцветных изображений в камере требовался лот 9.0184 вычислительной мощности, что намного больше, чем было доступно в процессорах обработки изображений в камере в то время. Процессорным технологиям потребовалось около пяти лет, чтобы наверстать упущенное.
Однако они знали, что появятся более быстрые процессоры; было нетрудно провести линию через диаграмму мощности процессора с течением времени и спрогнозировать, что в конечном итоге появятся процессоры обработки изображений, способные справиться с поставленной задачей. Поэтому вместо того, чтобы отложить идею в долгий ящик, они продолжили работу над концепцией.
Это было увлекательно для меня. Я полагаю, что это обычное дело для компаний принимать стратегические решения, основываясь на том, где технологии будут в будущем, но я впервые услышал, как компания-производитель камер говорит, что их работа по разработке была так конкретно основана на этом долгосрочном прогнозе. . Это также повлияло на дизайн их объективов с самого начала, стремясь к будущему, которое, как они знали, наступало.
Массив цветных фильтров X-Trans сам по себе — это еще не все. Не менее важными являются достаточно мощный процессор, такой как чип Fujifilm X-Processor 4, показанный здесь, и надежная поддержка стороннего программного обеспечения для необработанных файлов датчика X-Trans.
Fuji приложила значительные усилия для разработки обоих.
Больше, чем «просто» умная конструкция датчика
В наши дни улучшения во встроенной обработке означают, что есть запас мощности. Фактически, когда примерно за 18 месяцев до написания этой статьи появилась первая камера X-Trans CMOS 4, ее дебют также принес первый чип компании X-Processor 4 с мобильным четырехъядерным дизайном. Этой мощности было достаточно не только для демозаики изображений с цветным фильтром X-Trans с высоким разрешением и гораздо большим количеством пикселей фазовой автофокусировки, но также это позволило компании удвоить частоту дискретизации для более надежной автофокусировки и автоэкспозиции, а также добавить поддержку для захвата видео 4K, а также.
Конечно, Fujifilm также должна была привлечь к работе таких компаний-разработчиков программного обеспечения, как Adobe, чтобы ее клиенты могли обрабатывать свои необработанные изображения в выбранных ими приложениях для обработки изображений.
Для этого тоже потребовалось некоторое время, но в настоящее время необработанные изображения X-Trans хорошо поддерживаются такими приложениями, как Adobe Photoshop и Lightroom, Capture One от Phase One и другими, а не только в собственном программном обеспечении Fuji. И это произошло потому, что Fujifilm сделала все возможное, чтобы способствовать этому развитию, предлагая поддержку производителям программного обеспечения и не взимая лицензионных сборов за использование своей технологии.
Fujifilm X-T3 на базе X-Trans стала нашей камерой года 2018
Но все эти усилия явно окупились для компании. Когда мы рассмотрели X-T3 на базе X-Trans CMOS 4, мы пришли к выводу, что это была «очень впечатляющая, очень всесторонняя камера как для фото, так и для видео», предлагающая «серьезное качество изображения и производительность», и сказали, что это « отличная камера для спорта, дикой природы и всевозможных сюжетов». На самом деле, мы были настолько впечатлены X-T3 и технологией Fuji X-Trans, что даже назвали ее нашей камерой года в 2018 году9.
0005
Fujifilm X-T3 на базе матрицы X-Trans CMOS 4 стала нашей камерой года в 2018 году, и мы считаем, что это лучший выбор для камеры стоимостью менее 1500 долларов США.
Так что же дальше для Fuji и разработки ее датчика изображения? Я еще не знаю — и, конечно, даже если бы знал, я не мог бы вам сказать 😉 Однако, основываясь на прошлой истории, можно с уверенностью сказать, что компания уже работает над следующим большим проектом для лет сейчас. Тем временем технология X-Trans от Fujifilm действительно проявила себя. Он предлагает поистине уникальный подход к качеству изображения, а его усовершенствованная архитектура автофокуса в сочетании с мощностью новейших процессоров X также обеспечивает превосходную производительность автофокусировки.
Мне всегда нравится наблюдать за тем, как компании вводят новшества и ищут новые пути развития искусства фотографии. Еще больше мне нравится, когда эти усилия столь же успешны, как технология датчика Fujifilm X-Trans.
Я давно хотел написать более подробно о технологии X-Trans от Fuji, но никак не мог это сделать из-за того, что работа с IR требовала много времени.
