En baştan söyleyeyim, yazıda çok teknik terim geçiyor. Birçok okuyucuya cazip gelmeyebilir. Ancak en temel noktaya vurgu yapmak istiyorum: Eğer amacımız fotoğrafsa kullandığımız teknolojinin önemi bir yerden sonra anlam ifade etmiyor. Alın elinize makinanızı ve fotoğraf çekin. Bize ne içindeki sensor oymuş buymuş…
Yine de “bu tarakta bezim yok” diyorsanız seyahat ve fotoğrafı birleştirdiğimiz yazılarımızdan birisini okuyarak keyiflenebilirsiniz.
Fotoğrafçıların “sensor- fotodiyotlardan oluşuyor” denildiğinde fotoğraf makinası imgelemesinden daha doğal ne olabilir ki? Dervişin fikri neyse zikri de odur. Ancak “sensor” denilen elektronik komponentin fotoğraf makinası dışında da çok değişik kullanım alanları olduğunu biliyoruz.
Sensor işinin başlangıcında CCD (Charged Coupling Devices) dediğimiz tipleri vardı. İlk dijital fotoğraf makinalarında bunlar vardı. Güç kullanımlarının yüksek olması, üretim tekniğinin zahmeti en büyük problemleriydi. Ancak buna karşın gürültü seviyeleri düşük ve ışığa daha hassastılar. Maliyetleri yüksekti. Daha sonra bunların yerini CMOS’lar (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) aldı. CMOS sensorlar çok daha önceden icat edilen CMOS entegre devrelerle aynı teknolojiye sahip olması nedeniyle kolay ve daha düşük maliyetle üretiliyordu. Ancak CCD’ye göre gürültü seviyesi daha yüksekti.
Film kullandığım dönemlerde ve hala ISO 400 üzerinde değere sahip film kullanmadım. Gerek olmadı. Ayrıca “gren” dediğimiz o gümüş parçacıklarının rastgele dağılmalarından dolayı ayrı bir tadı vardı.
Hiçbir zaman bu ikisinden biri daha iyidir demek doğru olmayacaktır. İkisinin ortak yanı ışığın yoğunluğuna (intensity) bağlı olarak görüntü oluşturmasıydı. Sensorun üzerine düşen bu görüntü daha sonra sayısala çevrilerek hafıza kartına kaydediliyordu. Hemen burada hatırlatmakta fayda var; ışık fotonların hareketidir. Görüntüyü fotonlar oluşturur.
Çok teknik bir terimden bahsetmek durumundayım: “avalanche”. Türkçesi “çığ” demek. Elektronik mühendisliğinin temel öğretileri arasında yer alır. Bu bir nevi kar topunun çığa dönüşecek şekilde çoğalmasını andırdığı için bu adla anılır. Bir elektronik sinyali kuvvetlendirmenin özüdür. Elektron ya da foton bir katmandan diğerine geçerken birebir aynı olacak şekilde çoğalırlar. Elektronik komponentlerin üretiminde kullanılan iki temel maddenin “n- tip= silisyum, yani bildiğimiz kum” diğeri de “p-tip= germanyum”’un atom yapısından kaynaklanırHer elektronik komponentin ana ham maddeleri bunlardır.
Aslında elektronik ve fizik mühendisliğinde 1940’lardan beri bilinen SPAD (Single Photon Avalanche Diode- ne yazık ki tam Türkçe karşılığı yok. Yaptığı işe göre bir tanım uygun olacak) sensor 2000’li yıllarda robot teknolojilerinin ve otonom sistemlerin (sürücüsüz arabalar) gelişmeye başlamasıyla gündeme gelmiş. Yapılan iş foto-diyotun üzerine düşen fotonları sayarak ışık değerini belirlemek.
Bilim adamları bunun avantajlarını basitçe şöyle ifade ediyorlar: sayıldığı için direkt dijital bilgi olması ve dolayısıyla gürültü seviyesinin düşük (analog bilgi olmadığı için) olması, CMOS foto-diyottan 10 kat daha düşük ışık seviyelerinde kaliteli görüntü elde edilmesi, yüksek hızda (saniyede 24.000 kare “fps”-Bu, bir saniyelik kaydın normal görüntü hızı olan 24 fps de yaklaşık 17 dakika sürmesi anlamına gelir) çalışabilmesi, üç boyutlu mesafe ölçümünde (300 metrelik bir ölçme mesafesinde 15 cm lik hatadan bahsediliyor. Bu da %0.05 hata demektir) hassasiyet elde edilebilmesi. Bütün bunların sanayide karşılıkları vardır. Örneğin saniyede 24.000 kare demek, saniyede 24.000 ürünün üzerine yapıştırılan etiketin doğruluğunun kontrolünün yapılabilmesi demektir. Ölçme hassasiyeti, LIDAR (Light Detection And Ranging- IPHONE 12 de kullanılıyor. Androidler de “ToF” denilen “Time Of Flight” kullanılıyor. LIDAR daha profesyonel işlerde kullanılır) uygulaması ile topografik çalışmalarda (üç boyutlu haritalarda) çok daha hassas sonuçlar verecektir. Ya da sürücü olmayan araçların yollarda dolaşmasının güven katsayını yükseltecektir.
Canon bu işin neresinde? Yayınladıkları makalelerde SPAD sensor üretimi için yeni bir fabrika kurduklarını ve 2022 yılında faaliyete geçeceğini duyurdular. İlk tasarımları “1 MP” iken yeni modelleri “3.2 MP” olduğunu yayınladılar. Anlaşılan hedefleri öncelikle sanayi uygulamaları olacak. Bu sensorun fotoğraf makinalarından uygulanması ise sanki Canon’un yan işi olacakmış gibi anlam kazanıyor. Tabii bu teknoloji ile uğraşan sadece Canon değil. Avrupa’da birçok üniversitede yapılan çalışmalar sonunda ortada prototipler (ilk örnekler) var. Sony de bu işin içinde.
Yukarıda bahsettiğim gibi elektronik dünyasının temel ham maddesi silisyum. Yani “KUM”. Mesela Patara plajındaki ve daha birçok plajımızda olan kumlar gibi. Bu kuma aklı, bilimi ve teknolojiyi katarsanız birkaç mikrogramını bu kumun ham halinin birkaç kamyon dolusu fiyatına satarsınız.
“Ben manevi miras olarak hiçbir nas-ı katı, hiçbir dogma, hiçbir donmuş, kalıplaşmış kural bırakmıyorum. Benim manevi mirasım ilim ve akıldır. Benden sonra, beni benimsemek isteyenler, bu temel mihver üzerinde akıl ve ilmin rehberliğini kabul ederlerse, manevi mirasçılarım olurlar.”
Mustafa Kemal Atatürk
Kaynaklar:
- https://www.laserfocusworld.com/detectors-imaging/article/14174261/photoncounting-camera-has-megapixel-spad-array-for-singlephoton-tof-and-other-imaging
- https://global.canon/en/technology/spad-sensor-2021.html
- https://www.smithsonianmag.com/smart-news/canons-new-image-sensor-can-see-in-near-complete-darkness-180979201/
- https://www.donanimhaber.com/canon-spad-sensor-nedir–142556
- http://www.everyphotoncounts.com/instr-imager2d.php
- https://en.wikipedia.org/wiki/Single-photon_avalanche_diode
- https://www.cumhuriyet.com.tr/haber/iphone-12de-bulunan-lidar-sensoru-nedir-1773916
Amaaan Okyar abi, ne Sen Sör ne ben söyleyeyim. Boşver. Deklanşöre bas çek 😀
Yozgat’da zaten yeterince soğuk olan hava sıcaklığı ben bu espriyi yaptıktan sonra 2-3 derece daha düşmüş olabilir. 😀
Şaka bir yana, ilk fotoğraf makinamı alırken (Kodak P850) CCD sensör olmasını özellikle tercih etmiştim. Daha sonra sizin de yazınızda belirttiğiniz gibi üretim maliyetleri ve benzer sebeplerle CMOS sensörler daha çok kullanıldı. Artık yeni bir teknolojiye geçilmesinin zamanı geldide geçti. Aynalı, aynasız, çekim hızı, odaklama noktaları vb her biri önemli özellikler ve teknolojik yenilikler ama, fotoğraf kalitesine direk etki etmesi ve geliştirmesi açısından sensör teknolojileri çok daha önemli.
Yazı için teşekkürler abim, ellerine emeğine sağlık.
Selam ve saygılarımla.
Bilim mi??? Bize Katar yeter 😀
Eline sağlık Okyar Abi. Bu teknolojiyi takip etmiyordum. Fotoğraf dünyasının ihtiyaç duyduğu bir eşik gibi duruyor.
Sevgili Ertan, siz bilmezsiniz (!) :), “uğraşmayın biz size veririz” 1950’ler de abd nin dp ye söylemiydi. bu yüzden iki özel uçak fabrikası, uçak motoru fabrikasını iflas ettirdiler. Ve daha nice fabrikalar. Aslında olay daha da eskiye dayanır; Hezarfen Ahmet Çelebi Galata kulesinden Üsküdar’a uçtuğunda avrupa üzerinden bir asır geçmiş olmasına rağmen hala Leonardo Da Vinci’nin uçma aletleri çizimlerine garip garip bakıyorlardı.
Dediğin gibi bilim bizim neyimize? Bunu tam olarak anlayabilseydik her şey farklı olurdu.
Aslında sensor konusu tesadüfen gözüme çarpınca “bu da neymiş?” merakıyla okumalar yapmaya başladım. Bildiğim keşiflerin ihtiyaçlardan doğduğu. Hayata geçirilmesi de günün teknolojik yeterliliğinin olup olmamasına bağlı. Kimbilir hayata geçirilmeyi bekleyen ne fikirler uygun üretim teknolojilerini bekliyor.
Not: Yazdıklarımın yarısını silmek zorunda kaldım. Laf ister istemez siyasete giriveriyor. Ancak siz Hezafan’ın başına gelenleri okuyup kronolojik olarak günümüze kadar olan gelişmeleri takip edebilirsiniz.
Sevgilerimle
Sevgili Okyar Abi,
Bu makaleni Arthenos’ta başka bir şey okurken tesadüfen gördüm, çok aydınlatıcıydı. bu yeni sensör teknolojisini biraz daha kurcalayınca gördüm ki (senin de yazında belirttiğin gibi) Sony de bu konuda epey bir yol almış. Geçtiğimiz Eylül başında yaptıkları bir duyuru ile, her ne kadar otomotiv sektöründeki LİDAR uygulamalarında kullanılmak üzere geliştirmiş olsalar da, 1/2.9″ formatında bir sensöre 100,000 efektif pixel sığdırdıklarını duyurmuşlar:
https://www.sony-semicon.co.jp/e/news/2021/2021090601.html
Oysa Canon, senin de görsellerinden faydalandığın 27 Mayıs 2021 tarihli (mükemmel) teknik duyurusunda ( https://global.canon/en/technology/spad-sensor-2021.html ) bundan on misli daha duyarlı, dünyanın ilk 1 MP SPAD sensörünü ürettiklerini zaten ilan etmişti. Yanlız yazıda sensör ebatlarından hiç bahsetmiyor. Sony 4 ay sonra 100,000 pixeli başarı olarak duyurduğuna göre muhtemelen Canon’un bu sensörü epey büyük bir formatta olsa gerek diye düşünürken bir de baktım ki Canon 10 gün önce 13.2 x 9.9 mm ebadındaki geliştirilmiş bir SPAD sensörüne Full HD’ten daha yüksek çözünürlükte 3.2 MP kapasite sığdırdıklarını duyurmuş:
https://global.canon/en/news/2021/20211215.html
Bu yeni teknolojinin son tüketiciye fotoğraf makinesi olarak ulaşması birkaç sene sürecek gibi gözükse de bu kulvarda da pixel savaşları şimdiden başlamış görünüyor. O zamana kadar 102MP 43.8 x 32.9mm BSI CMOS Sensöre sahip Fuji GFX 100S ile idare edeceğiz 🙂
Sevgili Orhun, senden haber aldığıma çok sevindim. Benim anladığım bu teknoloji fotoğraf makinesinde pazarlama unsuru olacak. Fotoğrafın çok hızlı tüketim halini alması ile artık 16 mp ve üstü bir sensörün amatör seviyede önemi kaldığını düşünmüyorum. Biliyorsundur Samsung telefonlar 108 mp özelliğe sahip. Ne kadar anlamı var tartışmak gerek. Görüşmek dileğiyle sevgilerimle
Sevgili Orhun, yeni yaşam yolun gönlüne göre olsun. Aramıza hoşgeldin. Demek ki çok sık görüşeceğiz. Hemen belirteyim; blog sayfamızda senin seyahat yazılarını fotoğraflarınla birlikte yayınlamaktan mutluluk duyarız. Gül selam söylüyor. Sibel e çok selamlar.