Tuleeko megapikseleille sittenkin raja vastaan?

Olemme tottuneet siihen, että kameroiden pikselimäärä kasvaa jatkuvasti ja samalla myös herkkyys paranee, josta hyvänä esimerkkinä vasta myyntiin tullut Nikon D800. Kuvittelemme jo seuraavaa järkkärisukupolvea, jossa on ehkä 50 megapikseliä ja suurin herkkyys ehkä jopa ISO 204 800.

Nikon D800, ISO 25600.

Voi kuitenkin olla, että pikselimäärää tai paremminkin pikselitiheyttä ei voi kasvattaa loputtomasti. Ei ainakaan, jos kennon herkkyyttä kasvatetaan samalla. Japanilaisessa Sakkai-yliopistossa on nimittäin tehty tutkimusta valon aaltoliikkeen suhteesta äänen aaltoliikkeeseen. Tuon tutkimuksen valossa näyttää siltä, että suuri pikselitiheys yhdistettynä suureen kennon herkkyyteen voi aiheuttaa häiriöitä kuvassa silloin, kun kuvaaminen tapahtuu meluisassa ympäristössä.

Amerikkalsisen Sound and Science lehden uusimmassa numerossa on aiheesta artikkeli, jonka tieteellinen sisältö matemaattisine kaavoineen meni minulta yli hilseen, mutta sen verran ymmärsin, että megapikseleille voi tulla raja vastaan jopa ihan lähivuosina.

Sakkai-yliopiston tutkijoiden Edgar Ikami ja Kiga Radime tekemissä kokeissa, joita on ollut rahoittamassa parikin isoa japanilaista kamerakennojen valmistajaa, on saatu selville, että ääniaallot vaikuttavat valon aaltoliikkeeseen tietyissä olosuhteissa. Nykyisiin kameroihin häiriöt eivät vaikuta, koska pikselimäärät ja kennojen herkkyydet eivät ole vielä tarpeeksi korkealla.

Yliopiston kokeissa on Sound and Science lehden mukaan ollut käytössä erään valmistajan 120 megapikselin 24 x 36 mm kokoisen kuvakennon prototyyppi, jonka herkkyys yltää aina ISO 409600 asti. Kun kokeissa käytettiin kennon maksimiherkkyyttä, niin havaittiin pikselitason vääristymiä kuvassa koelaboratorion äänitason ylittäessä 96 desibeliä. 

Tutkijat ovat tulleet siihen tulokseen, että ääniaaltojen kerrannaiset aiheuttavat valon aaltoliikkeeseen resonanssia, jonka superherkkä 120 Mp CMOS-kenno rekisteröi. Pikselitason vääristymät eivät ole isoja, mutta toistaiseksi niitä ei ole onnistuttu korjaamaan kuvasignaalin prosessoinnilla, koska vääristymien esiintymisintervallit ovat äärimmäisen epäsäännöllisiä ja niiden amplitudi vaihtelee voimakkaasti. Joissakin koeolosuhteissa kuvainformaatiosta jopa 30 % on ollut käyttökelvotonta.

Kuulostaa huolestuttavalta, mutta toisaalta onhan meillä jo nyt melko hyvät kamerat ja herkkyydet käytössä. Olen joka tapauksessa aavistuksen pettynyt, koska olen uudella Nikon D800 kamerallani kuvaillut ja ihmetellyt kehityksen kehittymistä. Siinä samalla olen fiilistellyt, että mihin herkkyys ja pikselimäärä menevät, kun D800:n seuraaja esitellään joskus kolmen vuoden päästä. Toisaalta taas, ehkä insiöörit keksivät tavan, jolla valo- ja ääniaaltojen resonanssit korjataan tai eliminoidaan ohjelmallisesti.

Sound and Science lehden juttu on ehdottoman mielenkiintoinen ja sen voi lukea kokonaisuudessaan täällä.