فناوری پیکسل شیفت در دوربین‌ عکاسی چیست و چه کاربردی دارد

یکی از بزرگ‌ترین مشکلات موجود در دنیای دوربین‌های عکاسی، ایجاد تعاملی مناسب بین جزئیات تصاویر و کیفیت آن‌ها است. برای افزایش میزان جزئیات ثبت‌شده، باید رزولوشن تصاویر نیز افزایش یابد و در صورت عدم استفاده از سنسور‌های بزرگ‌تر، افزایش تعداد پیکسل‌های منجر به کاهش میزان نورگیری هر‌یک از آن‌ها و در نتیجه افزایش میزان نویز خواهد شد. بنابراین عکاسان حرفه‌ای ژانر‌های پرتره و طبیعت یا تبلیغاتی همواره از دوربین‌ فول فریم یا مدیوم فرمت استفاده می‌کنند تا در کنار رزولوشن و جزئیات بالای تصاویر، کیفیت مناسبی نیز داشته باشند.

توسعه‌ی سنسورهای بزرگ در راستای ارائه‌ی رزولوشن بیشتر تصویر، منجر به تولید دوربین‌ و تجهیزات عکاسی بزرگ‌ و سنگین‌تر خواهند شد که یکی از بزرگ‌ترین مشکلات و دغدغه‌های فعلی عکاسان به شمار می‌رود. این موضوع حتی در دنیای موبایل نیز دیده می‌شود. بسیاری از شرکت‌های تولید‌کننده در محصولات ابتدایی خود از سنسور‌هایی با رزولوشن زیاد استفاده می‌کردند؛ اما با نویز و کیفیت نه‌چندان مناسب تصاویر مواجه شدند. این موضوع در کنار عدم امکان استفاده از سنسور‌های بزرگ‌تر، منجر به کاهش تعداد پیکسل‌های گوشی‌های موبایل و کاربرد انواع ۱۲ مگاپیکسلی شد.

اما فناوری پیکسل شیفت (Pixel Shift) که به‌تازگی در صنعت عکاسی معرفی شده است و شاهد حضور آن در برخی محصولات پرچم‌دار هستیم، پتانسیل بالایی برای حل مشکلات مذکور دارد. این فناوری برای اولین بار در دوربین‌های پنتاکس به کار گرفته شد و نمونه‌های میکرو چهارسوم پاناسونیک و المپوس نیز در ادامه به بهبود و استفاده‌ی گسترده از آن در محصولات خود پرداختند. این دسته از دوربین‌ها به دلیل ابعاد کوچک‌تر سنسور‌، امکان افزایش رزولوشن و برابری با رقبای فول فریم خود در این زمینه ندارند.

در فناوری پیکسل شیفت، سنسور دوربین در چهار جهت افقی و هر بار به اندازه‌ی یک پیکسل حرکت می‌کند. پس از هر بار حرکت سنسور، یک عکس گرفته می‌شود و با ترکیب این تصاویر، خروجی با چهار برابر جزئیات بیشتر ثبت می‌شود. البته در حال حاضر و در دوربین‌های موجود، با چهار بار حرکت سنسور، چهار تصویر ثبت می‌شود و بدین ترتیب شاهد جزئیات چهاربرابری هستیم. این در حالی است که برخی دوربین‌های حرفه‌ای مخصوص کاربرد‌های خاص، قادر به حرکت سنسور و ثبت ۲۵ تصویر هستند که بدین ترتیب جزئیات بسیار بیشتری ثبت خواهد شد. 

با حرکت سنسور، هر پیکسل قادر به ثبت اطلاعات کامل رنگی RGB خواهد بود؛ این در حالی است که پیش از این هر پیکسلی یکی از رنگ‌های قرمز، سبز یا آبی را ثبت می‌کرد. تکنولوژی پیکسل شیفت تنها به افزایش رزولوشن و جزئیات تصویر کمک نمی‌کند. این فناوری می‌تواند به‌صورت محسوسی میزان نویز، الیاسینگ و Moire را کاهش و دقت رنگ و شفافیت تصاویر را افزایش دهد. 

اما یکی از مشکلات پیکسل شیفت، سرعت پایین این تکنولوژی است؛ دوربین‌های فعلی عکاسی نزدیک به ۱ تا ۲ ثانیه زمان برای حرکت سنسور و ثبت هر چهار تصویر زمان نیاز دارند که با توجه به حساسیت بسیار بالای شرایط کاری این فناوری، دوربین باید روی سه‌پایه قرار بگیرد و امکان استفاده از آن روی دست موجود نیست. همچنین در حال حاضر امکان ثبت تصویر از سوژه‌های در حال حرکت در دسترس نیست؛ زیرا با ادغام تصاویر ثبت‌شده شاهد حرکت سوژه و جلوه‌ی Ghost‌ در اطراف آن خواهیم بود.

با پیشرفت فناوری و استفاده از پردازنده‌های تصویر سریع و قدرتمند‌تر، قطعا شاهد حضور گسترده‌ی فناوری پیکسل شیفت در دوربین‌های عکاسی و به‌خصوص گوشی‌های هوشمند خواهیم بود. در این رابطه می‌توان به ثبت تصاویر HDR اشاره کرد که پیش‌از این نیاز به سه‌پایه و انجام پس‌پردازش در نرم‌افزار‌های مخصوص ویرایش عکس داشت. اما در حال حاضر و به‌واسطه‌ی پردازنده‌های توانمند‌ و الگوریتم پردازش بالغ‌تر تصاویر، شاهد ثبت آنی و ارائه‌ی خروجی نهایی در گوشی‌های هوشمند هستیم.

در حال حاضر پنتاکس K-1، پاناسونیک G9، المپوس E-M1 II و سونی a7R III از فناوری پیکسل شیفت بهره می‌برند.