چگونه استیو ساسون دوربین دیجیتال را اختراع کرد و چگونه کداک فرصت طلایی توسعه و فروش این دوربین را با بی فکری از دست داد - وبلاگ چراغ روشن

به گزارش وبلاگ چراغ روشن، استیو ساسون یک مهندس برق است که دوربین دیجیتال را در حین کار برای کداک اختراع کرد. کداک، شرکت معتبری روچستر در نیویورک، که در بیشتر قرن بیستم با فروش فیلم و کاغذ عکاسی ثروت خود را به دست آورده بود، فکر نمی کرد دوربین دیجیتال ساسون جایی در عکاسی داشته باشد و عدم آینده نگری این شرکت باعث شد که از بازار عقب بماند.

وضغ این شرکت چندان خوب نیست. طوری که در جولای 2022، کداک خاطرنشان کرد که بعضی از ماشین های گران قیمت و با تکنولوژی بالا را که برای فراوری فیلم عکاسی خود استفاده می گردد، برای فراوری باتری های وسایل نقلیه الکتریکی (EV) تغییر کاربری می دهد.

یک مهندس جوان در کداک شغل پیدا می نماید

در ژوئن 1973، ساسون (متولد 1950) با مدرک کارشناسی ارشد از موسسه پلی تکنیک Rensselaer در شمال استان نیویورک فارغ التحصیل شد. در همان ماه او اولین [و آخرین] شغل خود را در کداک دریافت کرد.

کداک به طور معمول مهندسان برق را استخدام نمی کرد. آنها مهندسان شیمی و مهندسین مکانیک را استخدام می کردند زیرا دوربین ها مکانیکی بودند و تجهیزات پردازش عکس به این دو رشته احتیاج داشت.

اما در واقع بخش عمده ای از هزینه واحد فراوری یک دوربین مصرفی صرف قطعات الکترونیکی و الکتریکی مانند وسیله جابجایی فیلم در دوربین، کنترل نوردهی و کنترل فلاش می گردد. همه اینها به صورت الکترونیکی اجرا می شد و بنابراین مهندسان برق بیشتری باید استخدام می شدند.

ساسون می گوید: وقتی آنجا مصاحبه کردم، به چندین مکان در کداک رفتم . و وقتی برای آخرین بار رفتم، از من پرسیدند که به کدام حوزه بیشتر علاقه دارم و من به آزمایشگاه تحقیقاتی علاقه داشتم. آنها انواع مسائل و چالش ها را به عهده ام گذاشتند و البته من این را دوست داشتم. این بخش، یک بخش بین رشته ای با مهندسان مکانیک، فیزیکدانان و ریاضیدانان با محیطی مجذوب نماینده بود و به همین علت آن را برای شروع کارم انتخاب کردم.

بازی با سنسور CCD

ساسون کار خود را در آزمایشگاه تحقیقات کاربردی شروع کرد. این آزمایشگاه به حل مسائل فنی یاری می کرد و در خصوص ایده های نو تحقیق کرد.

یک روز رئیس ساسون یک پیشنهاد کاری ارائه کرد.

ساسون می گوید: او به کمد پرونده ها در دفتر من تکیه داده بود در حالی که به من پیشنهاد می داد دو پروژه را انتخاب کنم تا روی آن کار کنم. او گفت، می توانید برای دوربین های فیلم XL مدل سازی برای کنترل نوردهی انجام دهید یا به این دستگاه نو متصل به شارژ نگاه کنید. من کنجکاو هستم که چگونه کار می نماید یا چه کاری می توانیم با آن انجام دهیم.

من در گروه الکترونیک بودم و دستگاهی که رپیس می گفت، نوع نوی از دستگاه بود که قبلاً با آن کار ننموده بودیم. این موضوع با سطح نوردهی دو بعدی، بسیار شبیه به یک فیلم، ارتباط داشت، اما تماماً الکترونیکی بود.

من گفتم که بر اساس تجربه ام در کالج، علاقه مند به کار با دستگاه شارژر هستم. او گفت: خیلی خوب است که یکی را تهیه کنید و با آن بازی کنید و ببینید آیا چیز مفیدی می توانید در آن پیدا کنید که برای ما کاربرد داشته باشد.

یک دستگاه با شارژ (CCD) یک مدار مجتمع حاوی آرایه ای از خازن های جفت شده است، یعنی یکی یکی از همان هایی که همراه با CMOS، به عنوان حسگرهای تصویربرداری دوربین دیجیتال به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند.

اختراع دوربین دیجیتال در دو سال

ساسون با تب و تاب روی CCD کار کرد و تصویری خام و بزرگ از یک دوربین دیجیتال خلق کرد.

ساسون شرح می دهد: من لنز را از سطل قطعات مستعمل ما در طبقه فراوری دوربین های فیلم XL دزدیدم. از آنجایی که فرمت فیلم فوق هشت بزرگتر از ناحیه فعال CCD بود، می توانستم آن را در صفحه فیلم مجموعه دوربین فیلم XL قرار دهم و کار می نماید.

دوربین فقط شاتر الکترونیکی داشت و شاتر مکانیکی نداشت، با یک سرعت شاتر 1/20 ثانیه (یا 50 میلی ثانیه). یک فیلتر مسدود نماینده فروسرخ (IR) در جلوی خود داشت زیرا به IR بسیار حساس بود.

ساسون یک مونتاژ نوار افزود، اگرچه به فکر ساخت یک کارت حافظه برای ضبط تصویر بود، و در دسامبر سال 1975 همه چیز را نهایی کرد. دوربین دیجیتال اختراع شد. ساسون تقریباً در عرض دو سال پس از شروع کار در کداک، کشف بزرگ خود را انجام داد.

ساسون می گوید: واکنشی که از مدیریت کداک دریافت کردم، کنجکاوی و تردید بود، زیرا به نظر او اختراع بزرگی نبود. احساس واقعی وجود نداشت که چیزی را اختراع نموده باشیم. احساس این بود که این نگاه بسیار ترسناکی بود به آنچه در آینده ممکن است. از آنجایی که کل مدل کسب وکار شرکت بر روی فیلم متمرکز شده بود، پیشنهاد عدم استفاده از آن ها محبوبیت نداشت.

ساسون می گوید: من با دوربین دیوانه وارم که به اندازه یک توستر بود، وارد می شدم، اما می توانستم آن را نگه دارم. قبل از اینکه چیزی بگویم از مردم داخل اتاق عکس گرفتم. سپس نواری را که اطلاعات دیجیتال روی آن ذخیره شده بود بیرون آوردم و وقتی تصویری روی صفحه تلویزیون ظاهر شد، آن را در واحد پخش قرار دادم. و این به طور کلی توجه همه را به خود جلب کرد.

ساسون می گوید: در واقع، آنها از من نپرسیدند که چگونه این کار انجام می گردد. آنها به سادگی از من پرسیدند که چرا کسی می خواهد به این شکل عکس بگیرد در حالی که هیچ مسئله ای در عکاسی معمولی وجود ندارد. هیچ کس [از جمله روسای او در کداک] از من نمی خواست که این دوربین را توسعه دهم. در واقع، هیچ کس حتی نمی دانست که من در حال توسعه این دوربین هستم.

بنابراین، گفت وگو در آن جلسات متعدد در بهار و تابستان 1975 حول محور این بود که آیا این می تواند شکل مناسبی از [عکاسی] باشد یا خیر. اگر چنین بود، چقدر طول می کشید؟ برای رسیدن به آنجا چه چیزی ضروری است؟ ما احتمالاً بعضی از عمیق ترین بحث های عکاسی دیجیتال را در آن اتاق کنفرانس در سال 1975 داشتیم.

ممکن است مدیریت کداک تمایلی به عکاسی دیجیتال نداشته باشد، اما خود ساسون بر این باور بود که عکسی دیجیتال دنیا را تسخیر خواهد نمود.

من مجذوب ایده عکاسی بدون فیلم بودم و اینکه مجبور نیستم از مواد مصرفی برای گرفتن عکس استفاده کنم. من از آن روز در سال 1975 تا زمانی که بازنشسته شدم، در عکاسی دیجیتال کار کردم. بنابراین، من بیش از هر کس دیگری در عکاسی دیجیتال کار نموده ام، که انگیزه زیادی در من ایجاد نموده است.

از مخترع آن موقع جواندر کداک پرسیده می شد که چه زمانی فکر می نماید این برای مصرف نمایندگان مفید است و البته او نمی دانست.

وقتی سؤالاتی می پرسید که نمی توانید به آنها پاسخ دهید، ناامید می شوید. با آزمایشگاه های تحقیقاتی تماس گرفتم و پرسیدم که برای ساختن عکسی معادل با کیفیت فیلم 110 به چند پیکسل احتیاج دارم . گفتند یک میلیون پیکسل، 2 میلیون اگر رنگ می پخواهید. من از قانون مور استفاده کردم و به 15-20 سال آینده فکر کردم.

اولین پرتره دیجیتال دیگر از چه کسی ثبت شد - پرتره ای که البته دیگر وجود ندارد

اولین عکس دیجیتال از یک تکنسین به نام جوی مارشال بود که در چند در پایین تر از آزمایشگاه در تله تایپ کار می کرد.

او ما را به عنوان دیوانه های آزمایشگاه پشتی می شناخت. چیزی برای عکس گرفتن در آزمایشگاه ما وجود نداشت. بنابراین، دوربین را برداشتم، کمی در راهرو قدم زدم، او را آنجا دیدم و پرسیدم که آیا اجازه دارم از او عکس بگیرم.

این دستگاهی عجیب و غریب بود که تمام وسایل الکترونیکی آن آویزان بود، یک لنز در جلوی آن، یک چشم انداز یاب. او آنجا نشست و من ز سر و شانه او عکس گرفتم و این اولین عکسی بود که با دوربین دیجیتال از یک شخص گرفته شد.

اولین عکاس دیجیتال دوربین را بیرون آورد و نوار را برداشت. آن را در دستگاه پخش گذاشت و چیزی که در تلویزیون دید موهای سر و شانه اش بود که مشکی بودو به خوبی تعیین بود، اما چهره او کاملاً ثابت بود و کاملاً غیرقابل تشخیص بود. او در پی تماشا عکسش آمده بود.

قبل از اینکه برگردد و دور گردد، گفت: به کار احتیاج دارد.

اما چرا نخستین عکس دیجیتال خراب شده بود؟

ساسون به یاد می آورد: من واحد پخش را طراحی نموده بودم. هر پیکسل به چهار بیت دیجیتالی شد که هر چهار تای آن در صورت سیاه بودن صفر و زمانی که سفید بودند هر چهار عدد یک بودند. بیت ها را به صورت سریالی رمزگذاری نموده بودم، روی نوار گذاشته بودم و از روی نرم افزاری که نوشته بودم، که در آن موقع یک ریزپردازنده بسیار ابتدایی بود، خوانده بودم.

من تصادفاً ترتیب تکه های سرم را تغییر داده بودم. بنابراین، اگر همه بیت ها صفر و سیاه باشند، ترتیب آن ها فرقی نمی نماید، بنابراین به عنوان مقادیر نشان داده می شوند. اگر همه آنها سفید با تن های روشن تر بودند، هیچ فرقی نمی کرد و سفید نشان می دادند.

به همین علت است که موهای سیاه و پس زمینه سفید منطقی بودند، بنابراین می توانستیم ببینیم که تصویر از نظر هندسی درست است. اما تمام زنگ های میانی که با تغییرات یک ها و صفرها نشان داده می شدند معکوس شدند، بنابراین هیچ معنایی نداشت.

حدود یک ساعت طول کشید تا آن را بفهمیم. سپس بعضی از سیم ها را معکوس کردم، و معکوس کردن سیم ها راحت تر از تغییر نرم افزار بود، و تصاویر به شکل مناسب نشان داده شدند.

سیاه ها و سفیدها همگی در موقعیت صحیح قرار داشتند، اما هر رنگ بین چهار بیت با 16 سطح خاکستری مخلوط شده بود. می توانستید ببینید که چهره و پس زمینه اش همه چیز درست است. ما از آن راضی بودیم. این به ما نشان داد که همه پیکسل ها در مکان های مناسب قرار می گیرند، که بخش بزرگی از موفقیت بود. اما قسمت پیوسته تصویر خراب شده بود.

ما یک سال روی توسعه جزئیات این زنجیره تصویربرداری کار نموده بودیم. همه چیز باید از ابتدا خلق می شد. جایی نبود که بتوانم از ان یاری بگیرم. ما باید مدار را توسعه می دادیم، آن را در دوربین در تست واحد پخش می ساختیم، و سپس آن را به کل سیستم وصل می کردیم تا ببینیم آیا می توانیم آن بخش از زنجیره سیگنال را به کار برسانیم.

متأسفانه، اولین عکس پرتره دیجیتال بلافاصله در تاریخ گم شد.

ساسون می گوید: ما این تصویر را ذخیره نکردیم. من به این نکته توجه نکردم. در عوض از کارکرد دوربین بسیار هیجان زده بودم و شش ماه آینده را صرف بهبود عملکرد کردیم. اگر آن تصویر را ذخیره می کردم، احتمالاً دارای اهمیت تاریخی می شد [و پول زیادی به عنوان اولین مونالیزا دیجیتال! نصیبم می کرد].

اندازه تصویر و فضای ذخیره سازی

اندازه فایل این اولین تصاویر دیجیتال 10000 پیکسل بود. روی یک خط صد پیکسل بود و با هر پیکسل 100 خط به چهار بیت دیجیتالی می شد. اگر آن را در بایت قرار دهید، 5000 بایت یا 5 کیلوبایت (کیلو بایت) خواهد بود.

این تصاویر بر روی نوار کاست فیلیپس 300 فوت ضبط شده بود. به طور معمول، تنها دو عکس در هر نوار ذخیره می شد، اما آنها می توانستند حدود 30 عکس را از نظر طول و تراکم بیت ذخیره نمایند. با این حال، نوارها به سرعت تمام می شوند، بنابراین آنها پاک می شوند و دوباره استفاده می شوند.

این یک آزمایش مداوم بود که دائماً در کوشش برای بهبود کیفیت بود. آنها به یک نقطه عطف تاریخی فکر نمی کردند. دغدغه اصلی آنها این بود که بهتر و سریعتر کار کند. گاهی اوقات، دوربین عمدتاً کار نمی نماید زیرا CCD ناپایدار است.

در آن موقع فرض بر این بود که عکس باید روی یک صفحه الکترونیکی، که یک صفحه تلویزیون بود، مشاهده گردد. وضوح و نمایش رنگ چاپی عکس به مراتب بهتر از سیگنال NTSC در تلویزیون در آن موقع بود. چاپ ها برای 100 سال با ما بوده اند، و این یک راه عالی برای حفظ عکس ها، ذخیره آنها، بازیابی آنها و قرار دادن آنها در کتابها بود و بدیهی است که یک تجارت بزرگ این طور چرخانده می شد. آنها بعلاوه احساس می کردند که مردم از این رویکرد راضی هستند، بنابراین پیشنهاد به آنها برای ذخیره و بازیابی تصاویر به صورت الکترونیکی، کاملاً برایشان عجیب به نظر می رسید.

بنابراین، این فقط وفاداری تصویر نبود. بعلاوه راحتی و ساختار و زیرساخت با آن بود.

مسائل کم نبودند. حتی اگر وضوح عالی عکاسی داشتید، محدودیت در محدودیت های فنی در NTSC یا در خصوص اروپا PAL پیش آمد.

ماشین حساب یا دوربین

سوالی که اغلب پرسیده می شد این است که چگونه این دستگاه می تواند به یک دستگاه مصرفی تبدیل گردد؟

وقتی دوربین دیجیتال ارائه می کردم مجبور بودم به سراغ قیاس ها بروم. گفتم دوربین آینده را مثل ماشین حسابی در نظر بگیرید که به تازگی بیرون آمده است. HP چند سال قبل با HP 35 خود وارد بازار شد بود و نمونه خوبی برای تشبیه من بود.

مصرف نمایندگان کم کم شروع به استفاده از ماشین حساب کردند، بنابراین من گفتم به ماشین حساب با لنز فکر کنید. اینگونه تصور می کردم که دوربین به اندازه ای کوچک می گردد که شبیه ماشین حساب گردد.

این چشم اندازی بود که در جلسات سال 1975 پیشنهاد کردم.

همه اینها تقریباً یک دهه قبل از عرضه رایانه مکینتاش در دنیا و حدود یک ربع قرن قبل از ظهور ویندوز XP بود. برای مدیریت کداک، کلمه دیجیتال خطرناک و ناشناخته بود.

دیجیتال به عنوان یک فناوری نامحسوس به نظر می رسید، کمی پیچیده، سیم های زیاد، یکپارچه سازی نسبتاً کوچک ، ریزپردازنده ها به تازگی منتشر شده بودند، کار کردن با آن ها بسیار ناخوشایند بود و معروفیت خوبی نداشتند. این واقعیت که دیجیتالی بود آن را حتی دورتر، آینده نگارانه تر، پیچیده تر و مخاطره آمی تر نموده بود.

زمانی که یک گزارش فنی نوشتم و زمانی که برای ثبت اختراع در سال 1978 درخواست دادم، از آن به عنوان دوربین عکاسی الکترونیکی یاد کردم، نه دوربین عکاسی دیجیتال، درست به همین دلایلی که گفتم.

بخش ثبت اختراع کداک در نامه ای به ساسون خواهان گزارش اختراع در خصوص دوربین دیجیتال نو شد.

در اینجا گزارش فنی ساسون با عنوان دوربین ثابت الکترونیکی دستی و سیستم پخش آن نوشته شده است:

دوربین امروز کجاست؟

خود دوربین را نگه داشته ام و اکنون در کداک موجود است. چندین سال در اسمیتسونیان بود. آنها آن را برگرداندند و به موزه کداک دارند. بعد به دست من رسید و علیرغم داستان مالیات و اینکه حتی یک بار این دوربین را از دست دادم، دوباره به چنگش آوردم.

زمانی که در اوایل دهه 2000 دوباره محبوب شد، مردم از اینکه من هنوز آن را دارم شگفت زده شدند. البته، این یک سند و اثر تاریخی است، اما آن موقع کسی به دوربین اهمیت نمی داد. در آن دوربین یک نوار بود. متأسفانه چیزی در آن نوار وجود ندارد.

به رسمیت شناخته شدن برای اختراع دوربین دیجیتال

در 17 نوامبر 2009، باراک اوباما، رئیس جمهور ایالات متحده، مدال ملی فناوری و نوآوری را در مراسمی در اتاق شرقی کاخ سفید به ساسون اعطا کرد. این بالاترین افتخاری است که دولت ایالات متحده به دانشمندان، مهندسان و مخترعان اعطا می نماید.

پرزیدنت باراک اوباما به تمام عکاسان مطبوعاتی که از اختراع او استفاده می کردند، به استیون جی ساسون، که دوربین دیجیتال را در Eastman Kodak اختراع کرد، در مراسم اهدای جوایز ملی فناوری و نوآوری در اتاق شرقی کاخ سفید، در نوامبر، اشاره نمود.

ساسون می گوید: من مرد خوش شانسی بودم که نماینده مردان و زنان کداک بودم… اینکه فردی باشم که این معروفیت را به دست می آورم، بسیار متواضعانه است.

قبل از اینکه اوباما مدال را بر گردن ساسون بگذارد، رئیس جمهور برگشت و به عکاسان پشت اتاق شرقی کاخ سفید نگاه کرد و با آنها شوخی کرد: این عکس بهتر است خوب باشد.

رئیس جمهور ظاهراً دوست دارد عکس بگیرد و به طور خصوصی با او دیدار کرد و گفتگوی خوبی در خصوص عکاسی داشت. او متوجه شد که رئیس جمهور دوربین پیت سوزا (عکاس مخصوص ریاست جمهوری آمریکا) را می دزدد تا وقتی سوزا نگاه نمی کرد، عکس بگیرد.

نگاهی به تاریخ تولد یک صنعت

ساسون در خصوص کار پیشگام خود در عکاسی دیجیتال می گوید: من سعی نمی کردم [تصاویر] خارق العاده بگیرم، زیرا به وسیله دستگاهی که با آن کار می کردم محدود شده بودم. این تنها در نوع خود بود و کاملاً نو بود. آنچه من سعی داشتم نشان دهم یک سیستم عکاسی بود.

این ایده گرفتن [عکس] بدون مصرف چیزی است. تنها چیزی که مصرف نماینده خواهد بود ژول انرژی خواهد بود. ایده من چیزی بود که می خواستم پیشنهاد کنم که مصرف نمایندگان می توانند در آینده، بدون مصرف فیلم، کاغذ، عکس بگیرند.

فکر می کردم اگر بتوانم به 2 میلیون پیکسل برسم، ایده ام قابل استفاده خواهد بود. به نظر من، من در محدوده 2 تا 3 میلیون فکر می کردم و وقتی به آن نقطه رسیدیم، بحث هایی که در سال 1975 داشتم حل می گردد.

نمی توانستم پیشبینی کنم که از سال 97 و 98، CCDها و در نهایت تصویربرداران CMOS با حدود یک میلیون پیکسل در سال پیشرفت خواهند کرد. این اندازه بهبودی بود که فکر نمی کردم اتفاق بیفتد.

نامه ای که ساسون در سال 1976 در خصوص اولین ثبت اختراع دوربین دیجیتال خود به پدرش نوشت.

همه این سال ها بعد، ساسون از این واقعیت ابراز تاسف می نماید که کداک به موقع به سمت دوربین های دیجیتال حرکت نکرد.

من از روند ورشکستکی کداک ناراحت شدم و اینکه آنها به این دیدگاه واضح نرسیدند که می توانند با عکاسی دیجیتال هم به همان اندازه عکاسی معمولی پول دربیاورند.

من در سال 2009 از کداک بازنشسته شدم زیرا فکر می کردم آنها احتمالاً از بین خواهند رفت. در نهایت نم دانستم چه اتفاقی رخ خواهد داد. اگر می توانستند رویکرد متفاوتی داشته باشند، می توانست نتیجه متفاوتی داشته باشد. باز هم، پذیرفتن این تغییر در مدل اساسی کسب و کارتان بسیار سخت است.