Oltre il CMOS: ecco il super-sensore QIS da un miliardo di pixel

[Redazione di Hardware Upg]

Link all'Articolo: http://www.fotografidigitali.it/arti...xel_index.html

Un sensore in grado di catturare il signolo fotone di luce, con un miliardo di elementi sensibili e dalle dimensioni non dissimili dagli attuali CMOS utilizzati nelle fotocamere. Fantascienza? Sì e no, perché ci sta lavorando proprio il padre della tecnologia CMOS

Click sul link per visualizzare l'articolo.

[lucusta]

singolo fotone si, ma senza saperne la "qualità"... o sono riusciti anche a trovare il modo di dedurne la lunghezza d'onda? se ci mettono un filtro non e' piu' un'acquisizione a "singolo fotone"...

poche informazioni... si dovrà aspettare...

[demon77]

SPETTACOLARE!!!
(e bello anche l'articiolo!)

Quando sarà possibile vedre un prototipo funzionante?
Un sensore simile riscriverebbe una bella fetta di regole di fotografia..

Comunque il ragionamento ed il modus operandi descritto riguardano il funzionamento di base. Poi immagino davanti sarà necessario comunque il classico filtro RGB per ottenere immagini a colori.. o forese qualcosa tipo il foveon?

[lucusta]

foveon ha comunque il problema che parte della luce viene assorbita dagli strati superiori...

c'e' da fare una piccola prefazione: siamo nel mondo sub-nanometrico, quindi il comportamento dell'interazione trà luce e materia potrebbe cambiare parecchio...

[demon77]

Originariamente inviato da lucusta

foveon ha comunque il problema che parte della luce viene assorbita dagli strati superiori...

c'e' da fare una piccola prefazione: siamo nel mondo sub-nanometrico, quindi il comportamento dell'interazione trà luce e materia potrebbe cambiare parecchio...

vero.. se interagisce coi singoli fotoni siamo a livello atomico.
Boh non capisco, poche info per ora.. sarebbe da capire come ottenere immagini a colori..

[emanuele83]

bene il qis può rivelare il singolo fotone ma ci sono 3 problemi:
1_ il fotone è trasformato in elettrone che viene letto da una elettronica analogica esattamente come coi cmos quindi l'elttronica analogica di lettura ha un suo rumore intrinseco --> supponendo QIS ideali che creano solo elettroni quando colpiti da fotoni (niente rumore termico) possiamo fare quis piccoli quanto vogliamo ma vanno combinati in ogni caso gli elettroni provenienti da n (10000) per superare il rumore (termico e non ) dell'elettronica di lettura. possiamo fare sensori belli quanto vogliamo ma il limite è sempre quello dell'elemento che introduce più rumore. è anche vero che è il primo elemento della catena il peggiore in termini di rumor e perché viene poi amplificato dall'elettronica a valle, per cui se questi qis sono molto meno rumorosi di un sensore CMOS il gioco vale la candela.
2_ il qis legge un singolo fotone e lo trasforma in elettrone, ma il ruore termico produce altri elettroni che sono letti come generati da fotoni per cui producono rumore (falsi fotoni) nell'immagine, oppure hanno trovato un modo di eliminare gli elettroni termici? il tutto funziona se hanno trovato il modo di fare sensori con efficienza quantica unitaria (100%). 1 fotone = 1 elettrone SEMPRE? significa che nessun fotone può sfuggire?
3_considerazioni in fatto di area del pixel. supponiamo un pixel cmos di 100nm di lato, e un QIS di 1nm di lato (son 10 strati atomici circa) siamo sicuri che i 10000quis riescano a avere la stessa efficienza quantica del singolo pixel cmos visto che comunque occorre spazio per dividerli l#un l'altro? sono molto dubbioso

[Rubberick]

Pur potendo acquisire ed elaborare in raw qualsiasi cosa, credo che il bello della fotografia siano parzialmente (non totalmente) i limiti che pone.

In un futuro dove tutto sarà raw e giostrabile (a parte per applicazioni dove non importa il lato artistico ma quello funzionale) la fotografia come arte sarà stravolta non poco e spero non in un appiattimento enorme sotto il lato delle figure professionali. Ne mi piacerebbe immaginare gente che non ha quasi più bisogno di scattare e passare solo giorni al pc ad elaborare.

[Italia 1]

Con Firefox ed Edge, l'articolo non è visibile

EDIT: ora è ok. Boh, prima compariva solo la prima parte in alto

[Zenida]

Ho sempre pensato a sensori in grado di catturare il singolo fotone... e ora è quasi realtà xD

Questo vuol dire addio ad ogni sorta di Zoom ottico...
Per quanto riguarda le analogiche, le pellicole in effetti catturano ogni singolo fotone... ma ovviamente creando "macchie" non grandi quanto il fotone stesso, senza considerare che anche gli ingrandimenti dal negativo hanno un limite fisico.

[emanuele83]

Originariamente inviato da Zenida

Ho sempre pensato a sensori in grado di catturare il singolo fotone... e ora è quasi realtà xD

Questo vuol dire addio ad ogni sorta di Zoom ottico...
Per quanto riguarda le analogiche, le pellicole in effetti catturano ogni singolo fotone... ma ovviamente creando "macchie" non grandi quanto il fotone stesso, senza considerare che anche gli ingrandimenti dal negativo hanno un limite fisico.

Secondo me non hai capito quello che è scritto nell'articolo. si parla di sensibilità non di risoluzione spaziale. se prendi un sensore grosso un metro quadro fatto da un pixel solo che ti cattura il 100% dei fotoni non hai risoluzione spaziale ma efficienza quantica 100%. Secondo me c' solo molta confusione. il singolo pixel ha dimensioni finite e si, cattura il singolo fotone che lo colpisce nell'area sensibile, ma cisaranno altri N fotoni persi che cadranno nello spazio tra un pixel e l'altro. Da questo articolo si evince solo che questi qis sono piccoli, non si sa quanto e che sono molto sensibili. molto bne, molto bello, ma almeno sulla risoluzione abbastanza inutile perché la mole di dati sarebbe trooppo onerosa per qualunque tipo di processo dell'informazione.

Inoltre se pensi ad una bella foto alla blade runner dove puoi zoomare quanto vuoi senza perdere risoluzione spaziale ti sbagli di grosso, ogni lente ha una risoluzione finita. Puoi mettere 10 miliardi di pixel con il canon 50mm f/1.2 ma la risoluzione è finita perché solo il fatto che catturio la luce con una apertutra circolare impone il imite di diffrazione (senza contare l'apertura numerica delle lenti contenute nell'obiettivo.

[Raghnar-The coWolf-]

fra parentesi, 10 anni fa c'era gia' la 350D e la 1Ds...

[djfix13]

ideale per la fotografia spaziale dove i sensori sono sottoposti a temperature prossime allo 0°K e possono garantire rumore pressochè nullo...viene già usata una tecnica del genere mi pare.

[the_joe]

Originariamente inviato da Zenida

Ho sempre pensato a sensori in grado di catturare il singolo fotone... e ora è quasi realtà xD

Questo vuol dire addio ad ogni sorta di Zoom ottico...
Per quanto riguarda le analogiche, le pellicole in effetti catturano ogni singolo fotone... ma ovviamente creando "macchie" non grandi quanto il fotone stesso, senza considerare che anche gli ingrandimenti dal negativo hanno un limite fisico.

Cosa stai dicendo??????

I granuli di argento erano ben più grandi di un singolo fotone, inoltre si sovrapponevano fra gli strati di colore e oscuravano quelli sotto, e il supporto "spandeva" la luce......

La finiamo di mitizzare la pellicola? Aveva ed ha i suoi pregi, ma mica è perfetta anzi....

[Zenida]

Originariamente inviato da emanuele83

Secondo me non hai capito quello che è scritto nell'articolo. CUTTED..

è esattamente quello che ho detto io infatti, forse non ci siamo intesi.
Ho capito perfettamente che si parla di catturare ogni singolo fotone che colpisce una certa superficie in un dato momento. Non capisco cosa ti sia sfuggito del mio commento.
Sul fatto dello ZOOM hai nuovamente letto male... io ho detto che NON sarà più possibile zoomare, perchè non avrà senso dato che già si catturano tutti i singoli fotoni... si dovrà solo scegliere di fare un crop al massimo. Ma di certo da 1 fotone non se ne possono ricavare 2... quindi solo lo zoom digitale potrà fare una cosa simile (e prima che fraintendi anche qui, non sto dicendo che avrà senso usare zoom digitali, ma solo che sono gli unici in grado di "moltiplicare" i pixel per effettuare uno zoom)

Originariamente inviato da the_joe

Cosa stai dicendo??????

I granuli di argento erano ben più grandi di un singolo fotone, inoltre si sovrapponevano fra gli strati di colore e oscuravano quelli sotto, e il supporto "spandeva" la luce......

La finiamo di mitizzare la pellicola? Aveva ed ha i suoi pregi, ma mica è perfetta anzi....

Ma oggi è la giornata del "Rispondo ai commenti senza capirli"??
Ho scritto chiaramente che la pellicola è l'unica che effettivamente si lascia colpire su tutta la superficie da ogni singolo fotone, ma che per ovvie ragioni genera punti di colore (quelle che ho chiamato "macchie"), comprendendo un gran numero di fotoni.
Inoltre, dov'è che avrei mitizzato la pellicola???
Il mio era solo un commento tecnico senza alcuna conclusione sul vantaggio tra pellicola o digitale

[the_joe]

Originariamente inviato da Zenida

Ma oggi è la giornata del "Rispondo ai commenti senza capirli"??
Ho scritto chiaramente che la pellicola è l'unica che effettivamente si lascia colpire su tutta la superficie da ogni singolo fotone, ma che per ovvie ragioni genera punti di colore (quelle che ho chiamato "macchie"), comprendendo un gran numero di fotoni.
Inoltre, dov'è che avrei mitizzato la pellicola???
Il mio era solo un commento tecnico senza alcuna conclusione sul vantaggio tra pellicola o digitale

Forse perchè sono espressi male?

Anche il sensore si fa colpire da tutti i fotoni, anche io e il pc da cui sto scrivendo quindi?

Qua si parla di una sensibilità stratosferica di elementi talmente sensibili da catturare un singolo fotone, e la pellicola è ben lungi da catturare un fotone, anzi un fotone a una pellicola non fa proprio niente....

Se intendevi che la pellicola non ha interspazi sulla superficie dove non c'è materiale sensibile, anche qua è parzialmente vero, dipende da come è steso lo strato di argento, dalla sensibilità ecc. e il B/N sotto questo punto di vista è molto meglio del colore dove gli strati superficiali oscurano quelli sottostanti.....

[Rubberick]

Originariamente inviato da Zenida

è esattamente quello che ho detto io infatti, forse non ci siamo intesi.
Ho capito perfettamente che si parla di catturare ogni singolo fotone che colpisce una certa superficie in un dato momento. Non capisco cosa ti sia sfuggito del mio commento.
Sul fatto dello ZOOM hai nuovamente letto male... io ho detto che NON sarà più possibile zoomare, perchè non avrà senso dato che già si catturano tutti i singoli fotoni... si dovrà solo scegliere di fare un crop al massimo. Ma di certo da 1 fotone non se ne possono ricavare 2... quindi solo lo zoom digitale potrà fare una cosa simile (e prima che fraintendi anche qui, non sto dicendo che avrà senso usare zoom digitali, ma solo che sono gli unici in grado di "moltiplicare" i pixel per effettuare uno zoom)



Ma oggi è la giornata del "Rispondo ai commenti senza capirli"??
Ho scritto chiaramente che la pellicola è l'unica che effettivamente si lascia colpire su tutta la superficie da ogni singolo fotone, ma che per ovvie ragioni genera punti di colore (quelle che ho chiamato "macchie"), comprendendo un gran numero di fotoni.
Inoltre, dov'è che avrei mitizzato la pellicola???
Il mio era solo un commento tecnico senza alcuna conclusione sul vantaggio tra pellicola o digitale

Attenzione a parlare di zoom che scritta in velocità un utente può immaginare anche lo zoom dell'obbiettivo.

Potenzialmente puoi ottenere un crop elevatissimo, vero ma fino ad un certo punto poichè dopo entrano in gioco, direi nell'ordine:

- variazioni di fabbrica dell'obbiettivo stesso
- potenza di risoluzione delle lenti
- impurità e imprecisioni a basso livello dell'obby e delle lenti
- diffrazione, aberrazioni cromatiche varie
- addirittura impurità dell'aria e umidità

Quindi anche se registri moltissimi dati e magari la tua immagine viene visualizzata sullo schermo al 0.012% della dimensione reale, da qui il tuo ingrandire per cropparne una parte.. Tutti i motivi di cui sopra fanno si che registri robaccia non vero dettaglio. Robaccia che in piccolo o meglio alle risoluzioni attuali non si nota, ma quando sia avranno quei sensori si noterà.

Cmq alcuni ambiti non necessitano di tanta risoluzione, es la ritrattistica già ora con 50-80Mp ci vai bene, vogliamo 150 Mp? perfetto ma oltre...? magari questi QiS potranno arrivare a 100Tp ? la butto così..

e che te ne fai giusto in applicazioni scientifiche come il suddetto telescopio in orbita

[yuza]

parlate di 100 mpx senza fare i conti con la risolvenza delle ottiche... una d810 rende coi suoi 36mpx quasi inutilizzabili ottiche sotto i 1000€.... eppoi che ci fate con la sensibilitá cosí elevata? una a7s giá richiede un costoso set di filtri nd per fare 4 foto che non siano o a f22 o a 1/4000s.... fotografia scientifica, industriale ecco i campi in cui servirá (telecamere notturne?)....

[demon77]

Originariamente inviato da yuza

parlate di 100 mpx senza fare i conti con la risolvenza delle ottiche... una d810 rende coi suoi 36mpx quasi inutilizzabili ottiche sotto i 1000€.... eppoi che ci fate con la sensibilitá cosí elevata? una a7s giá richiede un costoso set di filtri nd per fare 4 foto che non siano o a f22 o a 1/4000s.... fotografia scientifica, industriale ecco i campi in cui servirá (telecamere notturne?)....

va beh un attimo.. qui si annuncia la tecnologia in sè.
Non vuol dire necessariamente che un sensore per fotocamere consumer basato su tale tecnologia debba per forza avere 100 e passa mpx.
Anche perchè per un utente consumer (ma pure professionista) sarebbero più d'impiccio che effettivamente utili

[yuza]

rispondevo a quelli che si sono bagnati pensando a zoom digitali infiniti e a foto da 150mpx per fare i ritratti...
poi la tecnologia in se potrá essere fighissima ma prima di parlare di applicazioni reali vediamo come si svilupperá... se l'obiettivo sono i 300.000iso o il mld di pixel ... poco significato per il grande pubblico.

[demon77]

Originariamente inviato da yuza

rispondevo a quelli che si sono bagnati pensando a zoom digitali infiniti e a foto da 150mpx per fare i ritratti...
poi la tecnologia in se potrá essere fighissima ma prima di parlare di applicazioni reali vediamo come si svilupperá... se l'obiettivo sono i 300.000iso o il mld di pixel ... poco significato per il grande pubblico.

ok.
anche se però i 300.000 iso sarebbero una svolta pesante.. poter scattare con luce scarsa ad 1/1000 f8 non sarebbe mica roba da poco!