Компания Sigma работает над полнокадровым сенсором Foveon X3 уже почти десять лет. «Каждый раз, когда мы делаем прототип, обнаруживаются технические проблемы», — заявил на прошлой неделе глава Sigma. Photar.ru собрал всю известную информацию об амбициозном проекте Sigma, а также примеры снимков, сделанные на APS-C матрицы Foveon X3 (они действительно выглядят впечатляюще). Шанс на появление полнокадровой матрицы Sigma Foveon X3 на рынке все еще есть, но с каждым годом он заметно снижается.
Первое заявление о полнокадровом Sigma Foveon
В качестве небольшой преамбулы: в 2008 году Sigma приобрела американскую компанию Foveon Inc. Она занималась разработкой матриц, которые устанавливались в линейки камер: Sigma SD (зеркальные камеры), Sigma DP (компактные камеры) и, впоследствии, в Sigma SD Quattro (беззеркальные камеры).
И вот что важно! Все модели этих линеек имели трехслойные матрицы Foveon X3. Но ограничивались APS-C или APS-H форматами. Однако Sigma намеревалась выйти на рынок полного кадра.
В 2016 году подписан контракт с американской компанией — производителем матриц. Партнеры начали работать над новым сенсором, однако в процессе стали очевидны фундаментальные проблемы с заданной архитектурой пикселей.
Проект был остановлен. Вероятно, партнером Sigma являлась компания ON Semiconductor, хотя официального подтверждения не было.
Позже, в 2018 году, Sigma официально объявила о новом амбициозном плане — создании полнокадровой камеры с новым инновационным сенсором Foveon X3. Заявление прозвучало на выставке Photokina.
Тогда компания Sigma обещала выпустить полнокадровую камеру с этой матрицей уже в 2019 году. Затем, в марте 2019 года, глава Sigma Ямаки сообщил, что модель получит разрешение 60.9 Мп и выйдет в 2020 году.
Затем выяснилось, что проект застопорился из-за технических проблем. Sigma начала разработку с нуля и начала искать нового производственного партнера (взамен, предположительно, вышеупомянутому ON Semiconductor).
На тот момент компания уже очень сильно «подогрела» рынок. Западные профильные СМИ писали, что полнокадровая камера на матрице Sigma Foveon X3 позволит получить исключительное качество изображения благодаря уникальной конструкции сенсора. Судя по публикациям, журналисты и блогеры рассчитывали, что новая Sigma даст резкую картинку с качественной цветопредачей — и превзойдет традиционные сенсоры Bayer по детализации, резкости и минимизирует артефакты в кадре.
В чем суть технологии Foveon X3?
Почему вокруг проекта компании Sigma сложилось столько позитивных ожиданий? Все дело в самой идее сенсора Foveon X3. Трехслойная структура для захвата света — главное отличие разработки от традиционных матриц Bayer.
То есть: вместо мозаичного расположения пикселей с цветными фильтрами (красный, зеленый, синий), на поверхности матрицы Foveon X3 располагается три слоя фотодиодов, каждый из которых улавливает один из основных цветов (RGB) на каждом пикселе. Достичь этого удается за счет разной глубины проникновения света в кремний: синий поглощается ближе к поверхности, зеленый — в середине, а красный — глубже.
Таким образом, полнокадровый сенсор Foveon X3 позволит (теоретически) получить следующие преимущества:
Повышенная детализация изображения за счет захвата большего количества света. Качество может оказаться сравнимо со съемкой на среднеформатные цифровые камеры.
Снижение артефактов и увеличенная резкость из-за отсутствия демозаикинга
Насыщенные и более глубокие цвета благодаря прямому измерению RGB на каждом пикселе
Теперь про потенциальные недостатки полнокадровой матрицы Foveon X3. «Перекрестные» помехи между слоями и сложная обработка сигнала. Именно с этими проблемами столкнулась Sigma при разработки сенсора и в настоящее время пытается их преодолеть.
На что влияют эти проблемы? Точность цветопередачи снижается, появляется шум при съемке в условиях недостатка освещения. Те самые области, которые должны были стать конкурентным преимуществом Foveon X3.
Примеры снимков на сенсоры Foveon X3
Прежде чем перейти к дальнейшим событиям, вернемся чуть назад. Ведь Sigma уже выпускала камеры с матрицами Foveon X3, правда, APS-C и APS-H форматов. В этой связи встает два вопроса: демонстрировали ли эти модели вышеперечисленные преимущества сенсора и почему перестали продаваться?
Речь идет о моделях: Sigma SD1 Merrill, DP Merrill (на изображении ниже) и SD Quattro H. Все они оснащены матрицами Foveon X3.
В действительности вышеперечисленные камеры демонстрировали выдающуюся резкость, сравнимую с камерами среднего формата или Bayer-матрицами с более высоким разрешением.
Зарубежные издания в своих обзорах смело заявляли, что фотографии, получаемые, например, на Sigma DP2 Merrill выглядят «как будто снятые на пленку». Хорошо, давайте взглянем на примеры снимков, сделанные на эту камеру с матрицей Foveon X3 APS-C:
30 mm, F/5, 1/160 sec, ISO 100
30 mm, F/5, 30 sec, ISO 100
30 mm, F/2.8, 1/320 sec, ISO 100
30 mm, F/5, 1/125 sec, ISO 100
30 mm, F/11, 1/640 sec, ISO 200
30 mm, F/8, 13 sec, ISO 100
30 mm, F/5.6, 1/250 sec, ISO 200
30 mm, F/8, 1/400 sec, ISO 200
30 mm, F/8, 1/400 sec, ISO 200
30 mm, F/7.1, 1/250 sec, ISO 100
30 mm, F/2.8, 1/500 sec, ISO 100
30 mm, F/2.8, 1/160 sec, ISO 100
Изображения действительно выглядят качественно и приятно. Однако стоит отметить, что практически все они сделаны при хорошем освещении и низких значениях ISO. В случае повышения светочувствительности — детализация драматически снижается.
Прямое измерение RGB на каждом пикселе обеспечивает более глубокую и точную цветопередачу по сравнению с Bayer-сенсорами, где цвета интерполируются, сообщала компания Sigma.
Зарубежные обзорщики называли цвета, которые получаются при съемке на матрицы Foveon X3, насыщенными и естественными. Особенно в пейзажных сценариях.
Однако точность цвета могла снижаться из-за перекрестных помех между слоями — так называемый Color crosstalk. Это приводило к неточной цветопередаче в сложных условиях, например, при смешанном цветном освещении.
Серия камер Sigma Quattro (с соотношением слоев 1:1:4) частично решила эту проблему, но потеряла часть «магии» классического Foveon.
Примеры снимков на камеру Sigma Quattro DP3
Теперь посмотрим на то, каким образом Sigma ранее пытались исправить сложности, возникающие у сенсоров Foveon X3.
50 mm, F/6.3, 1/400 sec, ISO 100
50 mm, F/4, 1/160 sec, ISO 100
F/4, 1/1000, ISO 100
Часть пользователей сообщили, что обновленная архитектура сенсора Foveon, призванная решить возникшие ранее проблема, способствовала снижению того самого качества, за который фотографы полюбили подобные матрицы.
Sigma, тем временем, решает идти дальше. И выпускает камеру Sigma SD Quattro H, которая получила APS-H матрицу Foveon X3 с разрешением 25.5 мегапикселей, которая должна была обеспечить качество сравнимое со среднеформатными камерами с Bayer-сенсорами.
Попытка прорыва. Релиз Sigma SD Quattro H
В феврале 2016 года состоялся релиз первой беззеркальной камерой Sigma с сенсором Foveon X3 формата APS-H (крупнее APS-C). Он обеспечивал разрешение в 25.5 мегапикселей, то есть 51 Мп в терминологии матриц Foveon.
Новая Sigma SD Quattro H использовала байонет Sigma SA и позиционировалась как более продвинутая версия по сравнению с обычной SD Quattro, благодаря увеличенному размеру сенсора.
Если изучить отзывы, последовавшие на этот релиз, можно вывести следующие тезисы:
- При ISO 100-200 камера Sigma SD Quattro H позволяет получить выдающуюся резкость и детализацию. В этих параметрах она превосходит многие Bayer-сенсоры с аналогичным или даже большим количеством мегапикселей.
- Камера обеспечивала качественную приятную цветопередачу, которую сравнивали со средним форматом и «пленочный» характер картинки
- Глубокий и естественный цвет
- При ISO 400 и выше изображение становится слишком шумным
- Быстрая разрядка батареи (около 200 кадров) и маленький буфер (8-10 снимков) — побочные явления работы с объемными данными, которые позволяет получать сенсор Foveon X3
- Слабая автофокусировка (несмотря на использование фазовой и контрастной технологии)
К 2016 году конкурентом этой камеры могла быть модель Sony A7 II (естественно конкуренция была ограничена из-за специфики модели от Sigma, но стоимость моделей была близка), уже год как находящаяся в продаже. Известно, что конкуренцию модель от Sigma проиграла из-за гораздо большей универсальности камеры Sony.
Давайте взглянем на снимки, которые были сделаны с использованием камеры Sigma SD Quattro H:
46 mm, F/5.6, 1/125 sec, ISO 100
50 mm, F/3.2, 1/250 sec, ISO 100:
51 mm, F/7.1, 1/200 sec, ISO 100
17 mm, F/8, 1/30 sec, ISO 100
Что с полнокадровым сенсором Sigma Foveon X3?
На прошлой неделе перед выставкой CP+ в Иокогаме генеральный директор компании Sigma Казуто Ямаки заявил, что проект полнокадрового сенсора все еще находится в стадии разработки. И гарантий, что он выйдет на рынок — нет.
На вопрос о ходе разработки Ямаки подтвердил, что его команда все еще работает над полнокадровым сенсором Foveon.
«К сожалению, это заняло больше времени, гораздо больше времени, чем мы ожидали. Задержка, задержка, задержка. Потому что каждый раз, когда мы делаем прототип, мы обнаруживаем некоторые технические проблемы, но мы понемногу продвигаемся вперед, потому что мы уже обещали поставлять продукты с датчиком Foveon», — сказал Ямаки.
Однако на вопрос о том, намерена ли Sigma по-прежнему выпустить камеру с полнокадровой матрицей Foveon, Ямаки не стал давать определённого ответа. «Мы сделаем все возможное».
Ранее самой сложной частью проекта назывался сам производственный процесс. А новая архитектура матрицы «не такой уж сложной». Однако судя по комментариям Ямаки пока особенного прогресса достичь не удалось.
«Пожалуйста, знайте, что наши инженеры все еще усердно работают, чтобы это произошло. Но прямо сейчас я лично не могу гарантировать, что мы начнем массовое производство, но инженеры все еще усердно работают».
Стоит ли ждать камер с полнокадровым сенсором Foveon X3?
Итак, подведем промежуточный итог. Полнокадровый сенсор Foveon разрабатывается с 2016 года, то есть почти 10 лет. За это время камеры с Bayer-матрицами серьезно прибавили в качестве изображения. Поэтому даже в случае успешного выхода в серию — есть вероятность, что качество не будет столь разительно отличаться.
Кроме того, камера с матрицей Foveon X3 может опять получиться нишевой. В случае, если Sigma установят энергоемкий аккумулятор и продвинутый процессор в камеру, нивелировать ранее выявленные недостатки будет можно.
В дополнение ко всему: компании придется потрудиться над программным обеспечением для того чтобы дать возможность гибкой работы с RAW-кадрами.
С учетом разрешения в 60 Мп на полнокадровой матрице можно предположить, что потенциальная камера Sigma на сенсоре Foveon X3 будет конкурировать с серией Sony A7 R. Актуальная модель — Sony A7R V как раз имеет разрешение 60 Мп.
И справиться с подобным конкурентом компании будет непросто. В модели Sony A7R V не только реализованы продвинутые разработки в области автофокусировки и записи видео (8К), но и улучшенная эргономика, продвинутая стабилизация и многое другое из тех областей, в которых у Sigma нет наработок.
Зарубежные СМИ задаются вопросом — если технология полнокадрового сенсора Foveon X3 спустя столько попыток не принесла результата, будет ли стоить потенциальный результат всех этих попыток?
Патент на сенсор был зарегистрирован компанией еще в 2014 году, однако с того самого момента японский производитель пытается создать хотя бы прототип матрицы — и уже несколько раз начинал эту работу с нуля.
«Хотя в настоящее время я в основном использую Sigma fp или Sigma fp L, но когда я вспоминаю фотографии, сделанные нашими SD или DP камерами с сенсорами Foveon, я всегда вижу разницу в качестве изображений между сенсорами Foveon и Bayer», — заявлял ранее глава Sigma.
Совсем недавно компания Sigma выпустила еще одну новую камеру — Sigma BF. ЭТо супер минималистичная камера с 24 мегапиксельным сенсором, креплением L-mount и корпусом, выполненным из цельного куска аллюминия. Здесь же: продвинутая гибридная автофокусировка, встроенное хранилище на 230 ГБ и поддержка записи 6К видео. Стоимость новой Sigma BF составляет 1999 долларов (176 тысяч рублей по текущему курсу).
