El artículo «Image Resolution of the One-CCD Palomar Motion Picture Camera» escrito por Smith, Charles, Shu, Felicia, Ion, Lucian y Cowan, Matthew en 2003, aborda el desarrollo y análisis de la resolución de imagen de una cámara de cine experimental que utiliza un solo sensor CCD de 4k x 2k. Este sensor está equipado con filtros RGB organizados en un patrón mosaico, conocido como el patrón de Bayer. La arquitectura de una sola CCD ofrece varias ventajas sobre las cámaras que utilizan múltiples CCD, como la compatibilidad óptica con las lentes de cinematografía de 35 mm existentes, la eliminación de aberraciones ópticas resultantes de la alineación óptica y cuestiones de estabilidad térmica, y una mayor simplicidad en el diseño en general.
A pesar de sus ventajas, la cámara de una sola CCD presenta una resolución de imagen reducida en comparación con la cantidad nativa de fotositos y una menor sensibilidad óptica general. El análisis llevado a cabo en el artículo demuestra que la resolución disponible de esta arquitectura es de 1600 líneas por altura de imagen (L/PH), lo cual es aproximadamente un 60% mayor que la de una cámara digital HD de tres CCDs de alta gama con una cantidad de fotositos de 2M en sensores CCD de 2/3”.
La cámara Palomar emplea un sensor de imagen CCD de transferencia de cuadros con una resolución de 4046H x 2048V y un diámetro de imagen de 1.5″ en una relación de aspecto de 2:1. Se compara la cámara Palomar con varios formatos de apertura de películas de 35 mm y con el formato CCD de 2/3″. Cada uno de los fotositos cuadrados de 8.4µm del sensor Palomar está cubierto por un filtro rojo, azul o verde directamente en la superficie del silicio, siguiendo el estándar del patrón de filtro Bayer. La mayor cantidad de fotositos verdes mejora la resolución efectiva, dada la dominancia del verde en la luminancia y la mayor agudeza espacial del sistema visual humano para la luminancia en comparación con el color. Además, una fotografía no resuelve los bordes opacos de 1.6µm entre los fotositos que limitan la interferencia de color entre ellos.
La resolución efectiva de la cámara no sólo depende de los elementos ópticos, sino también de la combinación de varios componentes del sistema, incluidos elementos electrónicos y de procesamiento digital. La cámara Palomar se beneficia de un pre-filtro óptico de baja frecuencia que reduce el aliasing, y la MTF (función de transferencia de modulación) combinada de los elementos del sistema muestra que la resolución de la cámara es de 1600 L/PH, alcanzando el punto donde el nivel de modulación desciende por debajo del 20%.
Las simulaciones por computadora y el análisis teórico sugieren una resolución efectiva de 1600 L/PH, un poco menos que el límite de resolución de 2000 L/PH de una cámara de 3 CCDs de 4k x 2k, y aproximadamente un 60% más que las cámaras de 3 CCDs de 1920H x 1080V. Comparaciones adicionales entre la cámara Palomar y la película negativa de color 200T indican que la cámara digital puede superar a la película en frecuencias espaciales medias y altas, sin sufrir pérdidas generacionales como la película.
En conclusión, el desarrollo de la cámara Palomar ofrece una nueva aproximación a la cinematografía digital con un compromiso óptimo entre simplicidad de diseño y alta resolución de imagen, destacándose por su rendimiento comparativo importante frente a otras tecnologías de captura de imágenes digitales y de película.
