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¿ Como sería el Santo Grial de los sensores ?: un interesantísimo ensayo poético de nuestro filósofo de cabecera.

Todo el mundo sabe que El Santo Grial está en San Juan de la Peña, yo lo he visto, he estado allí y lo he fotografiado, es este.

Siempre he sostenido y sigo sosteniendo que un pueblo que no utiliza el sistema métrico decimal y utiliza unidades arbitrarias que ni siquiera son múltiplos y submúltiplos exactos entre si, no es un pueblo de fiar

El subtítulo del artículo que acaba de publicar el bueno de Thom es este:

  • How could a 5-ounce bird possibly carry a 1-pound coconut ?

Lo que traducido a la luz de estos factores:

  • Una onza = 28,3495 gramos
  • Una onza son 0,0625 libras
  • Una libra = 453,592 gramos

daría más o menos algo así:

  • ¿ Cómo podría un pájaro de 141,747 gramos llevar un coco de 453,592 gramos ?, lo que ciertamente es mucho menos glamuroso y suena fatal.

El interés que me ha suscitado esta lectura me ha otorgado la osadía suficiente como para copiar aquí íntegramente la versión google simplemente con la sana intención de iniciar una lista de e-mail para que todos los dirigentes de este mundo reciban en conjunto no menos de 7.000 millones de peticiones para que  obliguen a los fabricantes a diseñar algo así de chulo.

Dice Thom:

Esto es lo que la mayoría de la gente no entiende: con muy poca luz, siempre habrá ruido si un sensor graba perfectamente. Eso es porque los fotones son aleatorios. A niveles de luz más bajos, esa aleatoriedad es un problema. Es por eso que siempre desea un sensor más grande que uno más pequeño, todo lo demás igual: el área más grande minimiza los impactos de la aleatoriedad. 

Por lo tanto, un sensor de imagen “perfecto” podría no producir resultados “perfectos”. Si está de acuerdo con esa premisa, que se basa en las matemáticas y la física que son inmutables, entonces podemos proceder.

¿Cómo se vería un sensor de imagen perfecto? Bueno, tendríamos una serie de cambios con respecto a nuestros sensores actuales de última generación:

  1. Todos los sitios fotográficos registrarían información a todo color. En otras palabras, Bayer sería cosa del pasado, ya que solo registra un color en cada fotosite y, dependiendo de a quién le pregunte, eso produce aproximadamente el 66% de la resolución que podríamos tener. Desafortunadamente, el único método a todo color que tenemos en este momento es el enfoque Foveon (ahora propiedad de Sigma), que utiliza la penetración de las longitudes de onda de luz a través del silicio para recopilar información a todo color. Al hacerlo, esto introduce ruido en dos de las tres capas. Entonces no Santo Grial. Lo más cercano que he visto a lo que podría convertirse en un sensor a todo color sin aumentar las tendencias de ruido por encima de Bayer es una patente de Nikon, que utiliza un posicionamiento inteligente de fotodiodos y pozos de carga junto con espejos increíblemente pequeños para atraer la luz hacia ellos. Desafortunadamente, no sé si las fábricas actuales podrían hacer un sensor así. Binning no es la respuesta,para aquellos de ustedes que escribirán sugiriéndolo. Lo dejaré como un problema de pensamiento para que lo resuelva por qué no lo es.
  2. Todos los fotones dirigidos al sensor se convertirían en carga. El estado del arte en esto cambió con el tiempo. 30% de eficiencia, 40% de eficiencia, 50% de eficiencia, y hoy tenemos muchos sensores de 60% de eficiencia. Las microlentes y el BSI han ayudado bastante, pero incluso hoy en día todos los fotones que se dirigen hacia un sensor no se reciben y se convierten en carga (por lo general, la luz no debe estar a más de 30 ° de la perpendicular; menos es mejor). Algunos nunca llegan al fotodiodo, debido a cosas como las paredes del túnel (para evitar que los fotones / electrones lleguen a las fotosites adyacentes), y los fotodiodos no son grabadores perfectos. Dicho esto, esta es un área donde hemos visto mejoras y probablemente continuaremos viendo mejoras. Desafortunadamente, la fruta de bajo perfil ya ha sido recolectada, por lo que el mejor de los casos podría ser una mejora de media parada a largo plazo, ganancias más pequeñas a corto plazo.
  3. Diafonía de color reducida a cero. En la mayoría de los diseños actuales, hay cierta diafonía (contaminación) de un color en un color adyacente. Desafortunadamente, el uso de microlentes y diseños BSI significa que todavía tenemos problemas de diafonía. Como he mencionado en el pasado, la construcción en el sensor es en realidad un diseño óptico. La luz entra en un filtro UVIR, que también puede contener propiedades antialiasing, luego progresa a través de otra transición vidrio / aire antes de golpear las microlentes, que redirigen parte de la luz. La luz luego atraviesa una capa de Bayer antes de llegar a la entrada del fotodiodo. Todas estas cosas que suceden justo encima del sensor producen algo de “derrame” o luz que llega a donde no lo queremos. La luz que entra perpendicular al sensor no tiende a derivar o producir diafonía. La luz que entra desde un ángulo sí. 
  4. Los sitios de fotos no se saturarían. Solo se puede almacenar tanta carga en cada sitio de fotos, y la carga significa electrones, y los electrones se ponen nerviosos cuando se agrupan y especialmente cuando se exponen al calor, lo que los hace propensos a la migración. Por lo tanto, solo hacer un almacenamiento de carga más grande no es la respuesta, y existen límites físicos sobre cuán grande puede ser el área de almacenamiento de carga para un sitio fotográfico. Lo que se necesita es una forma de detectar cuándo un sitio fotográfico se ha saturado, disparando un contador, limpiando el almacenamiento y luego comenzando un nuevo recuento. Se ha comprobado que es un problema más difícil de resolver de lo que se había previsto originalmente, ya que el conteo y la limpieza llevan tiempo, y la limpieza realmente rápida puede generar “ruido” detrás. Eventualmente obtendremos alguna variación sobre este punto, pero mi pregunta sería si eso realmente hará tanto como piensas. Si,resolver este problema significaría que una cámara esencialmente podría capturar datos HDR en tiempo real, pero no tenemos un sistema de salida (pantalla) que pueda usar todos los datos que utilizamosActualmente récord. En esencia, tomaría todos esos datos adicionales y movería / comprimiría las tonalidades de alguna manera para crear una imagen final. Sí, queremos esto de nuestro sensor ideal, pero es una habilidad situacional que no siempre se usa al máximo.
  5. Todos los datos se moverían del sensor al instante . En este momento tenemos límites sobre la rapidez con la que podemos mover los datos de las fotosites al convertidor analógico a digital del sensor, y qué tan rápido se pueden mover los números digitales resultantes del sensor a la electrónica de la cámara. La velocidad puede generar ruido electrónico, que es algo que queremos evitar. Los fabricantes de sensores están resolviendo lentamente este problema. Cada generación de sensores tiene nuevas tecnologías para hacer frente a este problema, pero todavía estamos lejos de un verdadero obturador global sin inconvenientes. 
  6. Los materiales utilizados serían puros y consistentes . Como dijo una vez Mae West: “Solía ​​ser Blancanieves, pero me fui a la deriva”. Cada sensor de imagen deriva un poco de la pureza de una fotosita a otra. El ruido de patrón fijo es el resultado de impurezas de silicio y más. En los sensores Nikon, el sensor D5 estaba notablemente libre de ruido de patrón fijo (al menos mi muestra y algunas otras que probé estaban). No estoy seguro de cómo Nikon logró eso, pero ese es el objetivo: no hay material de obleas o deficiencias fabulosas que cambien la respuesta en el área que recibe luz.
  7. Cuenta perfecta, cuenta de bits perfecta. Toda la controversia de 12 bits, 14 bits y 16 bits deriva de este problema. Hay una carga en el sensor y debe convertirse en un número digital. Y queremos ese número instantáneamente (ver # 5). También hay un amplificador en el bucle (ganancia), y queremos que sea perfecto. De lo que realmente estamos hablando aquí es de la integridad de los datos. ¿La carga X se convirtió en un número digital X, o es X más o menos un bit (redondeado, truncado, mal calculado, no cabe en nuestro contenedor de bits, etc.)? En este momento, un sensor de fotograma completo de última generación tiende a producir entre 12 y 14 bits en términos del nivel de datos útiles que pueden discriminarse. “Entre” no es lo que quieres escuchar. Esta es un área que eventualmente se mejorará, pero probablemente no esté en la lista de prioridades de nadie hasta que se hayan cambiado algunas de las otras cosas que enumero anteriormente,ya que contar datos imperfectos a la perfección no nos ayuda mucho. 

Sin embargo, el último problema con los sensores de imagen para cámaras no es ninguno de los anteriores, es el volumen de producción. Hubo un tiempo en que las cámaras fotográficas (compactas, DSLR) dominaban el uso del sensor de imagen y estaban impulsando la I + D del sensor. Hoy, sin embargo, los teléfonos inteligentes, los automóviles y la seguridad son mercados mucho más grandes para los sensores de imagen, por lo que los problemas que necesitan resolverse se resolverán primero. Entonces esa tecnología llegará a los grandes sensores de cámara dedicados. # 4 es importante para sensores pequeños, ya que tienen fotosites más pequeños, por lo que probablemente sucedería antes que algunos de los otros. El n. ° 5 es importante para los automóviles y la seguridad, por lo que también tenderá a suceder primero.

Que tal, ¿ como se os ha quedado el cuerpo ?

Suscribo punto por punto lo que propone el bueno de Thom, y propongo que en todas las constituciones de todos los pueblos del mundo que la tienen y los que no, se incluya un primer punto condenando a la hoguera con rito medieval a todos los fabricantes que no los cumplan.

Por alusiones (es magnífico):

adolfo

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