Tento článek je osmým dílem našeho nového seriálu Techbox, ve kterém budeme postupně rozebírat a vysvětlovat fungování základních součástí telefonů a další mobilní elektroniky.
Od původní analogové fotografie, kdy je obraz tvořen chemickou cestou, se digitální fotografie liší především tím, že nepotřebuje film a snímky ukládá v digitální podobě na paměťové karty nebo do interní paměti.
Tak jako u řady dalších vynálezů, které běžně používáme, můžeme i prapůvodní kořeny digitální fotografie hledat ve vojenském využití. V tomto případě se musíme vydat do vesmíru. V roce 1952 vypustil Sovětský svaz do vesmíru první umělou družici Sputnik. Záhy si oba znepřátelené bloky uvědomily, že by mohly podobné družice využít i pro špionážní účely a nahradit tak, dosud používaná špionážní letadla snímkující nepřátelská území.
Už první generace špionážních družic však ukázaly, že použití analogových fotoaparátů ve vesmíru je problematické. Zatímco v letadle vyměníte kazetu s filmem snadno, v družici kroužící kolem země je to však problém. U prvních generací špionážních družic byly naexponované kazety s filmy posílány na Zem na padácích. Tento problém vyřešily až v 70. letech první vestavěné digitální kamery, které posílaly obraz na Zem přes zašifrované radiové vysílání.
První takovou družicí označenou KH-11 vypustil americký Národní úřad pro průzkum (NRO) na konci roku 1976. Družice na své palubě nesla CCD čip s rozlišením 800 x 800 pixelů (0,61 Mpix). V té době má nicméně technologie digitální fotografie už za sebou několikaletý vývoj.
Za čtvrt roku to bude, 45 let, od okamžiku, kdy 6. září 1968 požádali Edward Stupp , Pieter Cath a Zsolt Szilagyi, trojice inženýrů z Philips Labs v New Yorku, o americký patent na "All Solid State Radiation Imagers", tedy metodu, jak přijímat a ukládat optický obraz na matrici složenou z pole fotodiod připojených ke kondenzátoru. Americký patent jim byl udělen 10. listopadu 1970.
V roce 1973 přichází společnost Fairchild Semiconductor s novým polovodičovým obrazovým snímačem CCD. Ten pak v roce 1975 použil Steven Sasson, inženýr společnosti Eastman Kodak, v prvním zaznamenaném pokusu o vytvoření digitálního fotoaparátu. Jeho prototyp vážil 3,6 kilogramů, měl rozlišení 0,01 megapixelů (10000 pixelů) a ukládal černobílé snímky na kompaktní kazetu.
První použitelné digitální fotoaparáty se objevují na konci 80. let
Na skutečný digitální fotoaparát jsme si však museli počkat více než dekádu. Do konce 80. let již byly vyvinuty všechny technologie pro jejich komerční výrobu. V roce 1988 se objevily první standardy JPEG a MPEG, které umožnily komprimaci obrazových a video souborů.
Prvním skutečným digitálním fotoaparátem, který ukládal snímky v podobě počítačových souborů do 16 MB interní paměti, byl pravděpodobně Fuji DS-1P v roce 1988. Prvním digitálním fotoaparátem, který se prokazatelně dostal na trh, však bylo až Fuji DS-X. Na japonském trhu se začalo prodávat v prosinci 1989.
Rozšíření digitálních fotoaparátů kromě nízkého rozlišení však v té době brání i příliš vysoká cena. Například, když v roce 1991 uvedl na trh Kodak svou digitální zrcadlovku Kodak DCS-100 s rozlišením 1,3 Mpix, cení si jí na 13 000 dolarů (22 195 dolarů v roce 2013 = cca 439 283 Kč). První megapixelové digitální fotoaparáty dostupné pro běžné spotřebitele se objevují až v roce 1997.
V té době již existují i digitální fotoaparáty vybavené LCD displejem na zadní straně. Prvním spotřebitelským fotoaparátem, který ho měl, bylo Casio QV-10, vyvinuté týmem vedeným Hiroyuki Suetakem v roce 1995. Ve stejný rok se objevil i Ricoh RDC-1, který jako první digitální fotoaparát zvládal nahrávání videoklipů.
Počátky fotomobilů jsou spojeny s narozením dítěte
Prvním předchůdcem fotomobilů, který nicméně ještě nedokázal pořizovat snímky, ale jednalo se o zařízení pro přenos a zobrazování snímků, byl Intellect, který v roce 1993 vyvinul vynálezce Daniel A. Henderson. Práce na integraci digitálního fotoaparátu, mobilního telefonu a Wi-Fi infrastruktury však trvala ještě několik dalších let a je lemová řadou pokusů o spojení digitálních fotoaparátů a kamer s komunikačních technologií, žádná z nich se však nezaměřila na integraci s bezdrátové připojení k internetu, který by umožnilo okamžité sdílení médií s kýmkoli a kdekoli.
Skutečný fotomobil vytvořil až Philippe Kahn. Když se mu 11. června 1997 narodila dcera Sophie, chtěl se o tento okamžik podělit se svou rodinou a přáteli, a proto zkombinoval mobilní telefon s fotoaparátem. Fotografii své novorozené dcery tehdy sdílel s 2000 lidmi.
Ve stejné době, v roce 1997, vznikají v Japonsku dva konkurenční projekty společností Sharp a Kyorcera. Oba výrobci pracují na integraci kamery a mobilního telefonu. Zatímco Kyorcera navrhuje svůj systém jako peer-to-peer videotelefon, tak Sharp se soustřeďuje na sdílení pořízených fotografií. Výsledkem je v roce 2001 prvním komerčně dostupný fotomobil Sharp J-SH04. Je vybavený CCD snímač s rozlišením 110.000 pixelů (CIF - 352×288 pixelů) a pracuje na infrastruktuře Sha-Mail (anglicky PictureMail), kterou Sharp vyvinul ve spolupráci s Kahnovou společností LightSurf.
Ve stejném roce a zejména v roce následujícím začínají fotomobily pronikat na mimo japonské trhy zejména do USA. Mezi tyto průkopníky v této době patří například Sanyo SCP-5300, který nabídl řadu pokročilých funkcí jako vyvážení bílé, nastavení barevných tónů nebo čtyřnásobný digitální zoom. Sanyo již dokázalo pořizovat snímky v rozlišení VGA (640 x 480 pixelů), což se na několik příštích let stalo maximem, co fotomobily zvládly.
Dalším známým fotomobilem té doby, který se prodával i u nás, a zároveň první mobilní telefon s integrovaným fotoaparátem od Nokie je Nokia 7650. Jistě si na ní pamatujete. Jednalo se o výsuvný kolos s VGA fotoaparátem, který si i zahrál ve filmu Minority Report s Tomem Cruisem v hlavní roli. V září 2002 představil finský výrobce Nokii 3650, která zaujala svou netradiční kulatou klávesnicí, ale kromě ní přinesla k fotoaparátu i podporu MMC karet.
Tip: Retro: Nokia 7650 byla výsuvný kolos s prvním fotoaparátem
To další z průkopníků fotomobilů švédský Ericsson v této době sází na slepou vývojovou větev, kterou reprezentují přídavné moduly s digitálním fotoaparátem, které se přes systémový konektor připojí k telefonu. Prvním z nich byl již v roce 2001 Communicam MCA-10, který podporoval modely T20e, T29s, T39m, R320s a R520m.
Uživateli nabídl průhledový hledáček a rozlišení snímků 352 x 288 pixelů. Příliš se však neprosadil. Mohlo za to zejména to, že jste si nemohli prohlédnout vyfocené snímky na displeji fotoaparátu, což odstranila vylepšená verze View, dále malá vnitřní paměť a také fakt, že jediným způsobem, jak z něj dostat fotografie bylo jejich odeslání vestavěným emailovým klientem.
Mnohem úspěšnější byl Ericsson, od března 2002 tedy již jako Sony Ericsson, se svým modulem Communicam MCA-20, který byl příslušenstvím přelomového modelu této značky T68i. U tohoto modulu už se na displeji telefonu zobrazuje snímaná scéna a kromě toho i informace o velikosti snímku a volné paměti. Modul nabízel maximální rozlišení 640 x 480 pixelů.
Jeho slabinami však byla zejména malá vnitřní paměť, do které se v maximálním rozlišení vešlo pouze 14 snímků, v rozlišení 320 x 240 pixelů se tento počet zvýšil na 40. Dalšími nepříjemnými vlastnostmi bylo velice pomalé překreslování snímků a také dlouhé ukládací časy. Zájemci o tento modul si museli připravit v té době závratných sedm tisíc korun. Ostatně za samotný telefon T68i jste museli do prasátka sáhnout pro rovných 20 tisíc.
I Sony Ericsson však nakonec uznal, že externí moduly jsou slepou vývojovou větví a budoucnost je ve fotomobilech. V roce 2003 se na trh dostává symbianový Sony Ericsson P800 se zabudovaným VGA fotoaparátem a podporou karet Memory Stick Duo. Přídavné moduly však nebyly specialitou pouze Sony Ericssonu, ale vyráběl je například i dnes již pozapomenutý Siemens nebo Motorola.
První megapixel si vyzkoušeli Japonci již v roce 2003
První mobilní telefony, které překročily rozlišení fotoaparátu 1 megapixel si v dubnu 2003 připsal japonský operátor NTT DoCoMo s trojicí brandovaných telefonů řady 505i NTT DoCoMo, které pro něj vyrobily společnosti Fujitsu, Sony a Mitsubishi Electric. Japonští výrobci však šli ještě dál. Na veletrhu CEATEC Japan 2003 v říjnu 2003 představilo Casio véčko s označením A5403CA, které jako první nabídlo rozlišení 2 megapixely.
My jsme si na první mobilní telefon s megapixelovým fotoaparátem museli počkat až do března 2004, kdy byla ohlášena symbianová Nokia 7610, která se pyšnila netradičním designem. Její senzor měl rovný milion světlocitlivých buněk a produkoval fotografie v rozlišení 1152 x 864 pixelů. Fotoaparát nabízel tři stupně kvality snímků, čtyřnásobný digitální zoom a samospoušť. Představení Nokie 7610 nicméně zběsilou honbu za megapixely neodstartovala a většina výrobců se i nadále drží osvědčeného VGA rozlišení.
Laťku o něco výš síti GSM ve stejném roce posunul Siemens S65, který jako nejvyšší model výrobce nabídl rozlišení 1,3 Mpix (tedy 1280 x 1024 pixelů). Fotoaparát nabídl celou řadu efektů a nastavení včetně kompenzace bílé, a nechyběla zde ani samospoušť. Zajímavostí pak byl externí blesk jako příslušenství.
Prvním mobilním telefon s dvoumegapixelovým fotoaparátem, který se prodával v Evropě, bylo v prosinci 2004 japonské véčko Sharp TM200, které do své nabídky zařadil německý T-Mobile. U nás byl prvním dostupným telefonem s dvoumegapixelovým fotoaparátem Sony Ericsson K750i, který vstoupil na český trh v červenci 2005.
Pětimegapixelový i desetimegapixelový fotomobil jako první vyrobil Samsung
Mezitím, japonské Casio v 18. května 2004 představuje nástupce svého dvoumegapixelového véčka A5403CA, které nese označení A5406CA a může se jako první pochlubit rozlišením 3,2 Mpix. V říjnu 2004 ho trumfuje jihokorejský Samsung se svým SCH-S250, který jako první na světě nabízí rozlišení 5 Mpix.
Pro nás se tím přelomovým mobilním telefonem s pětimegapixelovým fotoaparátem, stala v září 2006 představená Nokia N95. Ve své době se jednalo o naprostou špičku. Nokia N95 nabídla kromě špičkového fotoaparátu nový Symbian S60 3rd Edition. V její výbavě nechyběla podpora rychlých mobilních dat HSDPA s rychlostí až 3,6 Mb/s, ale podporovala i Wi-Fi a uměla i GPS. Tomu však odpovídala i cena a tak, když se na jaře 2007 dostala Nokia N95 na český trh startovala s cenovkou 22 990 Kč.
Tip: Recenze Nokia N95 8GB: nejen zlato se třpytí
V roce 2006 už má vestavěný fotoaparát polovina celosvětově prodaných mobilních telefonů. Ve stejném roce se objevuje i první satelitní telefon s integrovaným fotoaparátem Thuraya SG-2520, který běží na operačním systému Windows CE.
Ve stejném roce si v březnu připisuje Samsung prolomení dalšího milníku. Na veletrhu CeBIT představuje první mobilní telefon s desetimegapixelovým fotoaparátem Samsung SCH-B600. Vysoké rozlišení však není to jediné, čím je tento mobil zajímavý.
Kromě pětinásobného digitálního zoomu totiž nabízí i trojnásobný optický zoom a mimo automatického ostření jste mohli ostřit dokonce i manuálně. Fotoaparát dále nabídl nastavení bílé a 16 přednastavených scénických režimů. Spíše než mobilní telefon s fotoaparátem tak Samsung spíše připomínal kompaktní fotoaparát s naroubovanými telefonními funkcemi.
Fotoaparát však nebyl jeho jediným tahákem. V jeho výbavě byl i DMB přijímač satelitní televize nebo MP3 přehrávač se stereo reproduktory. Telefon se začal prodávat na jihokorejském trhu v říjnu téhož roku za v přepočtu 900 dolarů, což v té době odpovídalo zhruba 20 tisícům korun.
O dva roky později, v roce 2008, už Nokia prodala více mobilních telefonů s fotoaparátem než Kodak kinofilmových kompaktů, což z Nokie udělalo největšího výrobce fotoaparátů na světě.
Fotoaparát s rozlišením 12,1Mpix jako první na světě nabídl v květnu 2009 smartphone Sony Ericsson Satio. Smartphone, který běžel na Symbianu S60 páté edice, se dostal i na náš trh. Fotoaparát kromě vysokého rozlišení nabídl autofokus i žádaný xenonový blesk.
Tip: Recenze Sony Ericsson Satio: Pan fotograf
V roce 2010 se již po celém světě prodala více než miliarda mobilních telefonů s integrovaným fotoaparátem. Nalezneme je v té době v naprosté většině mobilních telefonů, od těch nejlevnějších až po špičkové modely.
Zatím nejvyšší a nepřekonané rozlišení 41 Mpx (7 152 × 5 368 pixelů) přinesla v červenci 2012 Nokia 808 PureView. Toto velké rozlišení Nokia 808 PureView ve skutečnosti nevyužije, ale umožňuje jí bezztrátové digitální zoomování a zlepšuje i obecně kvalitu snímků, kdy v nižším rozlišení na jeden pixel fotografie připadá několik fyzických pixelů.
Tip: Recenze Nokia 808 PureView – Zahoďte své fotoaparáty
Současná nabídka se pohybuje od VGA až po 41 Mpix
Dnes se u lowendových mobilů nejčastěji setkáte s rozlišením 2 nebo 3,2 Mpix obvykle bez autofokusu a přisvětlovací diody. Najdete mezi nimi mobilní telefon bez otevřeného operačního systému, jako je například Nokia Asha 306 s dvoumegapixelovým fotoaparátem, ale i levné smartphony. Ty s dvoumegapixelovým fotoaparátem reprezentují například Alcatel One Touch 903D Smart, Samsung Galaxy Pocket nebo Huawei Ideos X1. Mezi smartphony s 3,2megapixelovým fotoaparátem patří například Sony Xperia Tipo nebo Samsung S6500 Galaxy Mini II.
Přesto se však u úplně nejlevnější mobilních telefonů, které se s cenou pohybují kolem tisícikoruny, pokud vůbec fotoaparát mají, i dnes můžete setkat s rozlišením VGA nebo 1,3 Mpix. Příkladem takového mobilu s VGA fotoaparátem je Nokia 112. Vyšší rozlišení 1,3 Mpix nabízí například seniorský Aligator D100 nebo dnes již málo viděné véčko Samsung C3520.
Ve střední třídě, kde je nabídka modelů mnohem širší, se u fotoaparátu považuje za standard rozlišení 5 – 8 Mpix, a v jeho výbavě by neměl chybět autofokus a přisvětlovací dioda. Rozlišení 5 Mpix nabízí například všechny nižší smartphony s operačním systémem Windows Phone 8, vymyká se Nokia Lumia 720, která nabídla netradiční rozlišení 6,7 Mpix. Mezi Androidy reprezentují modely s 5 Mpix například Samsung i8190 Galaxy S III mini, Huawei Ascend G510 nebo Sony Xperia J. V případě osmimegapixelových fotoaparátů, pak můžeme zmínit například HTC One S, Sony Xperia L nebo Nokii Lumii 820.
Současné špičkové modely považují za standard rozlišení nad 10 Mpix. Tyto fotoaparát se také neobejdou bez autofokusu, přisvětlovací LED diody či v lepším případě Xenonového blesku. Výrobci ve snaze získat konkurenční výhodu používají u těchto fotoaparátů kvalitní optiku a řadu pokročilých technologií, díky čemuž v některých případech dokáží strčit do kapsy i levnějších kompaktní fotoaparáty.
Tip: Recenze Samsung Galaxy S4 – Pan dokonalý?
Nad všemi v této kategorii ční dosud nepřekonaná, již zmiňovaná Nokia 808 PureView. Například současná vlajková loď Samsungu model Galaxy S4 se může stejně jako Sony Xperia Z pochlubit rozlišením 13 Mpix. Honby za megapixely se již tradičně neúčastní Apple, který si u iPhonu 5 vystačí s 8 Mpix. Zcela nový přístup zaujalo ve svém aktuálně nejvyšším modelu thajwanské HTC. Jeho HTC One má sice rozlišení pouze 4 Mpix, ale operují se zcela novým pojmem Ultrapixely. Jak ultrapixely fungují si můžete přečíst v článku Nové HTC One: láká na hliníkové tělo a fotoaparát s ultrapixely.
V dalším díle Techboxu se podíváme digitálním fotoaparátům na zoubek z technické stránky, na jakém principu fungují, jaké jsou rozdíly mezi typy snímačů a proč je honba za megapixely pouhý marketingový trik.
Zdroje: en.wikipedia.org, mobilemag.com, esato.com, dpreview.com, globalsecurity.org, womeninphotography.org, usatoday30.usatoday.com, en.wikipedia.org
