У 1975 році молодий інженер компанії, що виробляла фотоплівку Kodak, зробив перший знімок за допомогою портативної цифрової камери. Від цього моменту фотографія вже ніколи не була колишньою.
Коли Стів Сассон розпочав роботу в компанії Eastman Kodak, американський виробник фотоплівки був яскравим символом промислової винахідливості Сполучених Штатів.
Заснована Джорджем Істменом у 1870-х роках, компанія стала синонімом плівкової фотографії завдяки бренду Kodak. Люди купували фотоплівку Kodak і заряджали її в камери з логотипом Kodak. Плівку проявляли за допомогою хімікатів Kodak, а готові відбитки переглядали на фотопапері Kodak.
Наприкінці XIX століття компанія навіть сформулювала влучний слоган, що описував увесь цей замкнений цикл: «Ви натискаєте кнопку, ми робимо все інше».
Однак коли 23-річний Сассон приєднався до Kodak у 1973 році, він почувався не на своєму місці. Він не був хіміком-дослідником, який працював би над новими типами плівки, і не був інженером-механіком, здатним проєктувати нові камери для цієї плівки. Він був інженером-електриком, і сама логіка фотографічного процесу здавалася йому незручною.
У другій половині XX століття Kodak був одним із найбільш упізнаваних брендів у світі.
Нові працівники Kodak мали проходити обов’язкове навчання з фотографії. Вони повинні були самостійно проявляти плівку, виходити з камерами, робити знімки, вивчати фотоматеріали. Саме цей процес викликав у Сассона роздратування. Після зйомки потрібно було довго чекати результату та працювати з хімічними речовинами.
Вирішальну роль відіграло його захоплення науковою фантастикою, зокрема серіалом Star Trek. Саме там, на його думку, народжувалися найкращі ідеї. У нього виникло запитання: що, якби весь процес можна було зробити електронним. Що, якби зображення можна було захоплювати, зберігати та обробляти електронно, без будь-якої плівки.
Технологічні передумови для камери без плівки вже існували, хоча ніхто прямо не намагався створити такий пристрій. Десятиліттями було відомо, що деякі метали під дією світла певної довжини хвилі генерують слабкі електричні струми. Саме на цьому принципі працювали перші експонометри з селеновими елементами.
Примітивні цифрові зображення вже отримувалися супутниками NASA, зокрема програмою Landsat, які використовували сенсори на основі вакуумних ламп. Астрономи також застосовували комп’ютери для перетворення світлових сигналів з телескопів у зображення, однак такі системи були надзвичайно дорогими та громіздкими і не підходили для побутового використання.
У 1969 році дослідники Bell Labs створили інтегральну схему типу CCD, або прилад із зарядовим зв’язком. Електричний заряд можна було зберігати на метал-оксидному напівпровіднику та передавати між такими елементами. Передбачалося, що ця технологія колись може знайти застосування у візуалізації, хоча конкретного механізму тоді ще не існувало.
Розвиток CCD пішов швидко. У 1974 році компанія Fairchild Semiconductors створила перший комерційний CCD розміром 100 на 100 пікселів. Можливість захоплення зображення існувала лише теоретично, оскільки ніхто ще не намагався реально зняти та відобразити зображення. Водночас NASA також досліджувало цю технологію, але не з прицілом на споживчі камери.
Про CCD Сассон дізнався завдяки своєму керівнику Гарету Ллойду. У 1974 році Сассон працював у лабораторії прикладних досліджень Eastman Kodak, де займалися ідеями продуктів і практичним вирішенням завдань. Ллойд запропонував йому дві тимчасові задачі, одна з яких полягала в ознайомленні з новою інтегральною схемою CCD.
Ідея того, що світло може впливати на електроніку і керувати нею, захопила Сассона. Він вважав, що всі необхідні компоненти для камери без плівки вже існують і їх лише потрібно зібрати разом. Його метою було створити камеру без рухомих частин, що різко контрастувало з механічно складними камерами того часу.
Для роботи він придбав два CCD-чипи, побоюючись, що один може бути пошкоджений. Ці пристрої вимагали живлення від приблизно дванадцяти різних напруг, і будь-яка помилка призводила до повної відсутності сигналу. Налаштування повністю лягало на інженера.
Дослідження показали, що CCD чудово підходить для формування зображення, але погано для його зберігання. Через так званий темновий струм, спричинений теплом, зображення швидко деградувало, що створювало електронні шуми.
Щоб камера працювала, потрібно було додати об’єктив, перетворити світловий сигнал у цифрові дані та знайти спосіб їх зберігати. Офіційного фінансування не було, тому всі компоненти збиралися з доступних запасів. Оптичний блок було взято з кінокамери, а аналого-цифровий перетворювач отримано з недорогого цифрового вольтметра.
Для зберігання даних використовувалася аудіокасета. Також довелося створити окремий пристрій для відтворення зображення, який перетворював цифровий сигнал у телевізійний стандарт NTSC. Для цього був використаний мікропроцесор Motorola, що на той час коштував дуже дорого. Офіційно його придбали нібито для вивчення можливостей процесора.
Після більш ніж року роботи камера та пристрій відтворення були завершені у грудні 1975 року. Камера робила знімок приблизно за одну двадцяту секунди, а запис даних на касету тривав 23 секунди.
Перший знімок було зроблено в офісі, де на фото потрапила співробітниця Kodak. Після відтворення зображення стало зрозуміло, що камера працює, хоча обличчя було сильно спотворене через технічні обмеження. Незважаючи на це, сам факт отримання зображення вважався великим успіхом.
Таким чином було зроблено перший у світі знімок портативною цифровою камерою. Світ фотографії змінився за одну двадцяту секунди експозиції та 23 секунди передавання даних.
Демонстрації камери для керівництва Kodak викликали більше запитань, ніж відповідей. Менеджерів цікавило не те, як працює технологія, а навіщо вона потрібна. Вони ставили під сумнів саму ідею фотографії без плівки та друкованих відбитків.
На той момент цифрова камера була занадто дорогою і технічно недосконалою, щоб стати масовим продуктом. Прогнози щодо її розвитку ґрунтувалися на законі Мура, і Сассон припустив, що для досягнення якості плівки знадобиться від 15 до 20 років. У 1995 році Kodak випустила свою першу споживчу цифрову камеру DC40, майже точно в межах цього прогнозу.
У 1978 році Eastman Kodak отримала перший патент на цифрову камеру. Згодом цей патент приніс компанії значні ліцензійні доходи. Подальший розвиток цифрової фотографії забезпечили й інші інженери Kodak, зокрема творець матриці Байєра.
Оригінальна камера Сассона нині зберігається в Музеї Джорджа Істмена в Рочестері. У 2009 році її творець був удостоєний Національної медалі США з технологій та інновацій. Технологія, яка починалася як експеримент з підручних деталей, згодом стала основою для сучасних камер і смартфонів, здатних створювати зображення, недосяжні для класичної фотоплівки.
Історія цієї винахідницької роботи демонструє, що цифрова фотографія з’явилася не як миттєва революція, а як результат наполегливої інженерної праці, випередивши свій час і потреби ринку.
За матеріалами: BBC
