تستخدم الكاميرات بشكل مكثف في الحياة الحديثة للبشر، خاصة كاميرا الهواتف الذكية. فتتدرج الاستخدامات من الهواتف إلى المراقبة والأمن، وحديثًا في السيارات الذاتية القيادة والروبوتات الذكية.
وتعتمد كل تلك الكاميرات بأنواعها على مستشعرات تتأثر بسقوط الضوء عليها. وتحوّل تلك المستشعرات الضوء إلى إشارات كهربية يتم معالجتها وتخزينها في صورة مصفوفة من الألوان الثلاثة: “الأحمر والأخضر والأزرق” أو ما يعرف بـ RGB.
فيما تنقسم تلك المستشعرات الى مربعات صغيرة يطلق عليها “البيكسلات” يكون كلٌ منها مسؤولًا عن الإحساس بالضوء في جزء صغير من الصورة. وبجمع قراءة تلك البيكسلات يمكن التقاط وإعادة تكوين الصورة.
مستشعرات الكاميرات الملونة
تستطيع الكاميرات الحديثة التفريق بين الألوان بأكثر من طبقة تختلف في تركيب المستشعر وكذلك طريقة المعالجة. على سبيل المثال: تستخدم بعض الكاميرات مرشحات تعرف باسم مرشحات Bayer filter. عبارة عن فسيفساء من المرشحات اللونية تسمح لكل بيكسل بمرور لون واحد فقط.
وتتوزع الألوان داخل المرشح عدديًا كالآتي: نصف عدد البيكسلات أخضر G وربع العدد أحمر R وربع العدد أزرق B. وتترتب تبعًا لذلك في مصفوفات متجاورة على شكل BGGR أو RGBG أو GRBG، أو RGGB.
يسجل كل بيكسل لونا واحدًا فقط تبعًا للون المرشح الموضوع أمامه لتتكون صورة تسمى “صورة Bayer”. ولتكوين الصورة الملونة تتم معالجتها بواسطة خوارزميات تتنبأ بقيم الألوان عن طريق حساب متوسطات القيم في البيكسلات المجاورة. بمعني أن البيكسل الأخضر لا يستطيع الإحساس إلا باللون الأخضر، غير أن اللون الأحمر عند نفس البيكسل يمكن حسابه عن طريق متوسطات قيم البيكسلات الحمراء جواره.. وهكذا.
مستشعرات الألوان الثلاثة
تعتمد بعض المستشعرات على وجود مستشعر لكل لون. وتكون مرتبة بعضها فوق بعض؛ ما يتيح لكل بيكسل قراءة الألوان الثلاثة في وقت واحد.
كما يعتمد بعض الكاميرات فصل كل مستشعر عن الآخر وتحليل الصورة إلى عناصرها الثلاثة بواسطة منشور ضوئي خاص. ومن ثم استقبال كل لون على مستشعر وجمع قيم الإشارات الكهربية من كل مستشعر لتكوين الصورة.
المستشعر الجديد
قدمت شركة PxE Holographic Imaging، خلال معرض إلكترونيات المستهلكين CES 2025، فكرة مستشعر جديد يمكنها أن تغيّر من واقع التصوير في المستقبل. ويعتمد المستشعر الجديد على الشعور بالضوء في أطوال موجية مختلفة. إذ يمكنه الإحساس بالضوء في المدي البصري والـ IR خلال وقت واحد.
وأشارت الشركة إلى أن طريقة رؤية مستشعرها الجديد جعلته قادرًا على قياس عمق الصورة Depth of Field بشكل أكثر دِقّة. ويتيح ذلك للكاميرا فهم ماهية عناصر الصورة وحساب المسافة بين الكاميرا وجميع العناصر التي تراها بدقة فائقة. ويؤدي ذلك إلى قدرة الكاميرا على التفرقة بين مكونات الصورة وقياس المسافات بينها بدقة تصل إلى أقل من الملليمتر.
كاميرات المستقبل تستطيع رسم الواقع بدقة
ويمكن أن تصبح تلك المستشعرات ذات الدقة الفائقة مفيدة جدًا في تطبيقات متنوعة، مثل: الهواتف الذكية. حيث يمكنها التقاط صور سيلفي مع فصل فائق للخلفية. كما تستخدم في تطبيقات معرفة الواقع بالسيارات ذاتية القيادة وتطبيقات الذكاء الاصطناعي.
وأوضحت الشركة قدرات مستشعرها فائق القدرات خلال معرض CES 2025، حيث عرضت مقطعًا مصورًا يظهر به العديد من الأجسام المتحركة أمام كاميرا معتمدة على المستشعر الجديد. وعرضت الكاميرا تلك الأجسام بألوان مختلفة وفقًا لبُعدها عن الكاميرا؛ إذ أشار اللون الأحمر إلى أنه الأقرب للكاميرا، يليه الأصفر والأخضر والأزرق للإشارة إلى الأجسام الأبعد.
تركيب فريد
عرضت PxE Holographic Imaging، عبر موقعها، التصميم الداخلي للمستشعر؛ حيث وضّح التركيب استبدال Bayer Filter بمكون جديد يعمل على قياس الأطوال الموجية للضوء بدلًا من العناية بألوانها فقط.
وأعطت الشركة المكون اسم PxE HoloCoder. ويركز المرشح الجديد على أبعاد العناصر في الصورة. وهذا يتيح له إنشاء صورة هولوجرامية مجسمة متضمنة الأبعاد بين العناصر والكاميرا. كذلك يستعين المستشعر الجديد للتصوير بمعالج هولوجرامي للمحتوى المصور. إلى جانب طبقة تستخدم الذكاء الاصطناعي لمعالجة جميع البيانات وتقديمها بدقة فائقة في النهاية.
وعن طريق تلك المواصفات يمكن أن يسهم المستشعر الجديد في إنشاء محتوي مرئي ثلاثي الأبعاد للعرض على منصات، مثل: Apple Vision Pro وغيرها من نظارات الواقع الافتراضي والمعزز.
جدير بالذكر أن الشركة لم تكشف عن موعد محدد لبدء وصول المستشعر الجديد إلى الأسواق. إلا أنها رجحت احتمالية حدوث ذلك خلال السنوات القليلة المقبلة.