В 1975 году молодой инженер кинокомпании «Кодак» сделал первый снимок портативной цифровой камерой. С этого момента фотография уже никогда не была прежней.
Когда Стив Сассон начал работать в Eastman Kodak, американский кинорежиссер был ярким символом промышленной изобретательности Соединенных Штатов.
Основанная Джорджем Истманом в 1870-х годах, компания стала синонимом пленочной фотографии под брендом Kodak. Люди покупали пленку Kodak и загружали ее в фотоаппараты с логотипом Kodak. Пленка была проявлена с использованием химикатов Kodak, а готовые отпечатки просматривались на фотобумаге Kodak.
В конце XIX века компания даже сформулировала меткий слоган, описывающий весь этот замкнутый цикл: «Вы нажимаете кнопку, мы делаем все остальное».
Но когда 23-летний Сассон присоединился к Kodak в 1973 году, он почувствовал себя не на своем месте. Он не был химиком-исследователем, работающим над новыми типами пленки, и не был инженером-механиком, способным разрабатывать новые камеры для этой пленки. Он был инженером-электриком, и сама логика фотографического процесса казалась ему неудобной.
Во второй половине 20 века Kodak был одним из самых узнаваемых брендов в мире.
Новым сотрудникам Kodak пришлось пройти обязательное обучение фотографии. Им приходилось самостоятельно проявлять пленку, выходить с фотоаппаратами, фотографировать, изучать фотоматериалы. Именно этот процесс раздражал Сассона. После съемки приходилось долго ждать результата и работать с химикатами.
Решающую роль сыграло его увлечение научной фантастикой, в частности сериалом «Звездный путь». Именно там, по его мнению, рождались лучшие идеи. У него возник вопрос: а что, если бы весь процесс можно было сделать электронным? Что, если бы изображения можно было снимать, хранить и обрабатывать в электронном виде, без использования пленки?
Технологические предпосылки для создания безпленочной камеры уже существовали, хотя непосредственно создать такое устройство никто не пытался. Уже несколько десятилетий известно, что некоторые металлы генерируют слабые электрические токи под воздействием света определенной длины волны. Именно на этом принципе работали первые экспонометры с селеновыми элементами.
Примитивные цифровые изображения уже были получены спутниками НАСА, в частности программой Landsat, в которой использовались датчики на основе электронных ламп. Астрономы также использовали компьютеры для преобразования световых сигналов телескопов в изображения, но такие системы были чрезвычайно дорогими, громоздкими и не подходили для домашнего использования.
В 1969 году исследователи Bell Labs создали интегральную схему типа CCD или устройство с зарядовой связью. Электрический заряд мог бы храниться на металлооксидном полупроводнике и передаваться между такими элементами. Предполагалось, что эту технологию однажды можно будет использовать в визуализации, хотя конкретного механизма еще не существовало.
Развитие CCD было быстрым. В 1974 году компания Fairchild Semiconductors создала первую коммерческую ПЗС-матрицу размером 100 на 100 пикселей. Возможность захвата изображения существовала только теоретически, поскольку никто еще не пытался реально захватить и отобразить изображение. В то же время НАСА также исследовало эту технологию, но не с прицелом на потребительские камеры.
Сассон узнал о CCD через своего руководителя Гарета Ллойда. В 1974 году Сассон работал в Лаборатории прикладных исследований Eastman Kodak, где они работали над идеями продуктов и практическим решением проблем. Ллойд предложил ему два временных задания, одно из которых заключалось в ознакомлении с новой интегральной схемой ПЗС.
Идея о том, что свет может влиять на электронику и управлять ею, увлекла Сассона. Он считал, что все необходимые компоненты для безпленочной камеры уже существуют и их нужно только собрать воедино. Его целью было создать камеру без движущихся частей, что резко контрастировало с механически сложными камерами того времени.
Для работы он купил две ПЗС-матрицы, опасаясь, что одна из них может быть повреждена. Эти устройства требовали питания примерно от двенадцати различных напряжений, и любая ошибка приводила к полному отсутствию сигнала. Настройка полностью зависела от инженера.
Исследования показали, что ПЗС-матрица отлично подходит для формирования изображений, но плоха для их хранения. Из-за так называемого темнового тока, вызванного нагревом, изображение быстро ухудшалось, создавая электронный шум.
Чтобы камера заработала, нужно было добавить объектив, преобразовать световой сигнал в цифровые данные и найти способ их хранения. Официального финансирования не было, поэтому все комплектующие собирались из имеющихся запасов. Оптический блок был взят от кинокамеры, а аналого-цифровой преобразователь — от недорогого цифрового вольтметра.
Для хранения данных использовалась аудиокассета. Также необходимо было создать отдельное устройство воспроизведения изображения, преобразующее цифровой сигнал в телевизионный стандарт NTSC. Для этого использовался микропроцессор Motorola, который по тем временам был очень дорогим. Официально он был куплен якобы для изучения возможностей процессора.
После более чем года работы камера и устройство воспроизведения были завершены в декабре 1975 года. Камера делала снимок примерно за одну двадцатую секунды, а запись данных на ленту занимала 23 секунды.
Первый снимок был сделан в офисе, где на фото попал сотрудник Kodak. После воспроизведения изображения стало ясно, что камера работает, хотя лицо было сильно искажено из-за технических ограничений. Несмотря на это, сам факт получения изображения считался большой удачей.
Таким образом, была сделана первая в мире фотография портативной цифровой камерой. Мир фотографии изменился за одну двадцатую секунды экспозиции и 23 секунды передачи данных.
Демонстрация камеры руководителям Kodak вызвала больше вопросов, чем ответов. Менеджеров интересовало не то, как работает технология, а зачем она нужна. Они поставили под сомнение саму идею фотографии без пленки и отпечатков.
В то время цифровая камера была слишком дорогой и технически несовершенной, чтобы стать массовым продуктом. Прогнозы его развития были основаны на законе Мура, и Сассон предположил, что для достижения качества фильма потребуется от 15 до 20 лет. В 1995 году компания Kodak выпустила свою первую потребительскую цифровую камеру DC40, почти точно оправдав этот прогноз.
В 1978 году компания Eastman Kodak получила первый патент на цифровую камеру. Позже этот патент принес компании значительный лицензионный доход. Дальнейшее развитие цифровой фотографии обеспечили другие инженеры компании Kodak, в частности, создатель матрицы Байера.
Оригинальная камера Сассона сейчас хранится в музее Джорджа Истмана в Рочестере. В 2009 году его создатель был награжден Национальной медалью США за технологии и инновации. Технология, зародившаяся как эксперимент с подручными деталями, позже стала основой для современных камер и смартфонов, способных создавать изображения, недостижимые с помощью классической фотопленки.
История этой изобретательской работы показывает, что цифровая фотография возникла не как мгновенная революция, а как результат кропотливой инженерной работы, опередившей свое время и потребности рынка.
По материалам: BBC
