Hoe Steve Sasson de digitale camera uitvond


Steve Sasson is een elektrotechnisch ingenieur die de digitale camera uitvond toen hij voor Kodak werkte. Het bedrijf uit Rochester, New York, dat gedurende het grootste deel van de 20e eeuw fortuin had gemaakt met de verkoop van fotografische film en papier, dacht niet dat de digitale camera van Sasson een plaats had in de fotografie, en dat gebrek aan vooruitziendheid leidde ironisch genoeg tot het faillissement van Kodak.

In juli 2022 kondigde Kodak aan dat het enkele van de dure, hoogtechnologische machines die gebruikt werden voor de productie van zijn fotografiefilm, hergebruikt voor de productie van batterijen voor elektrische voertuigen (EV).

Een jonge ingenieur vindt een baan bij Kodak

In juni 1973 studeerde Sasson (geboren in 1950) af met een masterdiploma aan het Rensselaer Polytechnic Institute in de staat New York. Dezelfde maand landde hij zijn eerste [and last] baan bij Kodak.

Kodak nam gewoonlijk geen elektrische ingenieurs aan. Ze namen chemische en mechanische ingenieurs aan, omdat camera’s natuurlijk mechanisch waren, en fotobewerkingsapparatuur deze twee disciplines vereiste. Het werd toen vrij duidelijk dat het grootste deel van de kosten per eenheid van de productie van een consumentencamera ging naar elektronische en elektrische componenten zoals filmvooruitgangen, belichtingsregelaars en flitsregelaars. Deze werden allemaal elektronisch geïmplementeerd, waardoor een nieuwe nadruk kwam te liggen op het inhuren van elektrotechnici.

“Toen ik daar solliciteerde, ging ik naar verschillende locaties bij Kodak,” vertelt Sasson PetaPixel. “En toen ik voor mijn einde-dagsamenvatting ging, vroegen ze me in welk gebied ik het meest geïnteresseerd was, en ik was geïnteresseerd in het onderzoekslab. Ze namen allerlei problemen en uitdagingen aan, en natuurlijk vond ik dat leuk. Het was interdisciplinair met werktuigbouwkundigen, natuurkundigen en wiskundigen met een boeiende omgeving, en daarom heb ik het gekozen om mijn carrière te beginnen.”

Spelen met een CCD sensor

Sasson ging werken bij het laboratorium voor toegepast onderzoek in de afdeling apparatuur. Dit laboratorium hield zich bezig met alles wat met apparatuur te maken had en had een veelomvattend handvest. Het hielp bij het oplossen van technische problemen en deed onderzoek naar nieuwe ideeën.

Op een dag kwam Sasson’s baas met een werkvoorstel.

“Hij leunde tegen de dossierkast in mijn kantoor terwijl hij me de keuze bood uit twee projecten om aan te werken terwijl ik tussen twee banen in zat,” zegt Sasson. “Hij zei: ‘Je kunt modellen maken voor de belichtingsregeling van XL-filmcamera’s of kijken naar dit nieuwe charge-coupled device. Ik ben benieuwd hoe het werkt of wat we ermee zouden kunnen doen.’

“Ik zat in de elektronicagroep – want ik was een elektronica-ingenieur. Het was een nieuw soort apparaat waar we nog niet eerder mee hadden gewerkt. Het had te maken met een tweedimensionaal belichtingsoppervlak, ongeveer zoals een film, maar het was allemaal elektronisch.

“Ik zei dat ik geïnteresseerd zou zijn in het werken met de charge-coupled device, gebaseerd op mijn ervaring op de universiteit. Hij zei: ‘Goed, haal er een en speel ermee en kijk of er iets nuttigs is of wat we ermee zouden kunnen doen’.”

Een charge-coupled device (CCD) is een geïntegreerde schakeling die een array van gekoppelde condensatoren bevat – een systeem dat, samen met CMOS, op grote schaal is gebruikt als beeldsensoren voor digitale camera’s.

De uitvinding van de digitale camera in twee jaar

Sasson ging koortsachtig aan het werk met de CCD en maakte een ruwe, grote voorstelling van een digitale camera.

“Ik stal de lens uit onze bak met gebruikte onderdelen op de productievloer van de XL-filmcamera’s,” legt Sasson uit. “Omdat het super acht film formaat groter was dan het actieve gebied van de CCD, kon ik dit in het film vlak van de XL film camera assemblage plaatsen, en het zou werken.

De camera had alleen een elektronische sluiter en geen mechanische sluiter, met één sluitertijd van 1/20s (of 50 milliseconden). Er zat een infrarood (IR) blokkeringsfilter voor, omdat de camera erg gevoelig was voor IR, en dat was een probleem met gloeilampen.

Sasson voegde een bandassemblage toe, hoewel hij er aan gedacht had een geheugenkaart te bouwen om het beeld op te nemen, en het werd functioneel in december van 1975. De digitale camera was uitgevonden – Sasson had zijn grote ontdekking gedaan bijna binnen twee jaar nadat hij bij Kodak was gaan werken.

Prototype Digitale Camera. Met dank aan Eastman Kodak Company

“De reactie die ik kreeg van het Kodak-management was er een van nieuwsgierigheid en scepticisme, omdat het niet aanvoelde als een belangrijke uitvinding,” zegt Sasson. “Er was niet echt het gevoel dat we iets hadden uitgevonden. Het gevoel was dat dit een heel enge kijk was op wat in de toekomst mogelijk zou kunnen zijn. Aangezien het hele bedrijfsmodel van het bedrijf gericht was op gevoelige goederen, was het voorstel om daar niets van te gebruiken niet populair.”

Kodak aarzelde om zijn cash-cow activiteiten in de filmfotografie te kannibaliseren met een onbewezen nieuwe technologie.

“Ik liep naar binnen met mijn gek uitziende camera, die ongeveer zo groot was als een broodrooster, maar ik kon hem vasthouden,” zegt Sasson. “Ik nam foto’s van mensen in de kamer voordat ik iets zei. Dan nam ik de tape waarop de digitale informatie was opgeslagen en stopte die in het afspeelapparaat als er een foto op het tv-scherm verscheen. En dat kreeg over het algemeen ieders aandacht.”

Prototype Digitale Camera Weergave. Foto met dank aan Eastman Kodak Company

“Inderdaad, ze vroegen me niet hoe dit werkte,” zegt Sasson. Ze vroegen me gewoon waarom iemand op deze manier een foto zou willen maken, terwijl er niets mis was met conventionele fotografie. Niemand [including his bosses at Kodak] vroeg me om deze camera te ontwikkelen. In feite wist niemand zelfs dat ik deze camera ontwikkelde.

“Dus, de dialoog in die vele vergaderingen in de lente en zomer van 1975 draaide rond de vraag of dit een levensvatbare vorm kon zijn van [photography]. Als het ooit zo zou zijn, hoe lang zou het dan duren? Wat zou er nodig zijn om het zover te laten komen? We hadden waarschijnlijk enkele van de meest diepgaande discussies over digitale fotografie in die vergaderzaal in 1975.”

Het management van Kodak was misschien terughoudend om zich in de digitale fotografie te storten, maar Sasson ging zelf verder in het konijnenhol dat op een dag de alomtegenwoordige manier zou worden waarop foto’s worden gemaakt.

“Ik was gefascineerd door het idee van filmloze fotografie en dat ik geen verbruiksartikelen zou hoeven te gebruiken om foto’s te maken. Ik werkte in de digitale fotografie vanaf die dag in 1975 tot ik met pensioen ging. Ik heb dus langer dan wie ook in de digitale fotografie gewerkt en dat heeft me erg gemotiveerd.”

De jonge uitvinder werd de hele tijd gevraagd [at Kodak] wanneer hij dacht dat dit levensvatbaar zou zijn voor consumenten. En natuurlijk wist hij het niet.

“Je wordt wanhopig als je vragen stelt die je niet kunt beantwoorden. Ik belde de onderzoekslaboratoria en vroeg hoeveel pixels ik nodig had om een equivalent van een filmkwaliteit 110 filmfoto te maken. Het was het slechtste consumentenformaat dat ik me kon voorstellen, dus ging ik voor het laagste niveau. Ze zeiden een miljoen pixels, 2 miljoen als je kleur wilt. Dus, ik had 10.000 pixels in zwart-wit, en ik moest tot 2.000.000 in kleur komen. Ik gebruikte de wet van Moore en kwam uit op 15-20 jaar. Het bleek geen slechte voorspelling te zijn om alle verkeerde redenen.

“Ik wist niet alles wat er in de tussentijd zou gebeuren, maar we lanceerden onze eerste digitale camera 18 jaar later. Dus het was geen slechte voorspelling, alleen een gelukkige.”

Het eerste digitale portret is niet meer

Het eerste portret was van een technicus, Joy Marshall, die aan het werk was aan de teletype een paar deuren verder van het lab.

“Ze kende ons als de gekke jongens in het achterste lab. Er was gewoon niets om een foto van te maken in ons lab. Dus pakte ik de camera, liep een eindje door de gang, zag haar daar en vroeg of ik een foto van haar mocht maken.

“Het was een vreemd uitziend apparaat met allemaal elektronische dingen die eruit hingen, een lens aan de voorkant, een zoeker. Zij zat daar en ik nam een foto van haar hoofd en schouders, en dat was de eerste foto die met een digitale camera van een persoon werd genomen.”

Foto met dank aan Eastman Kodak Company

De eerste digitale fotograaf haalde de achterkant van de camera eruit en verwijderde de tape. Hij stopte het in het afspeelapparaat en wat hij op de TV zag was haar hoofd en schouderlange haar, dat zwart was. Dat was goed afgetekend, maar haar gezicht was volledig statisch, totaal onherkenbaar. Zij was hem gevolgd en stond in de ingang van het laboratorium toen het beeld opkwam.

“Behoeft werk,” zei ze, voordat ze zich omdraaide en wegliep.

Prototype digitaal camera afspeel systeem. Foto met dank aan Eastman Kodak Company

“Ik had de afspeeleenheid ontworpen,” herinnert Sasson zich. “Elke pixel was gedigitaliseerd tot vier bits, waarbij alle vier de bits nul waren als ze zwart waren en alle vier de bits enen als ze wit waren. Ik had de bits in serie gecodeerd, ze op de band gezet en ze afgelezen van de software die ik had geschreven, een zeer rudimentaire microprocessor in die tijd.

“Ik had per ongeluk de volgorde van de bits in mijn hoofd omgedraaid. Dus, als alle bits nul en zwart waren, maakte het niet uit wat de volgorde was, dus werden ze weergegeven als waarden. Als ze allemaal wit waren met lichtere tinten, maakte het geen verschil en werden ze als wit weergegeven.

“Daarom was het zwarte haar en de witte achtergrond logisch, zodat we konden zien dat het beeld geometrisch correct was. Maar alle tussenliggende tonen, voorgesteld door variaties van enen en nullen, waren omgekeerd, zodat het geen zin had.

“Het duurde ongeveer een uur om dat uit te zoeken. Toen heb ik wat draden omgedraaid, en het was toen gemakkelijker om draden om te draaien dan de software te veranderen, en de beelden verschenen in de juiste vorm.

“De zwarten en de witten stonden allemaal op de juiste plaats, maar alle tussenliggende tonen van de vier bits met de 16 grijsniveaus stonden door elkaar. Je kon zien dat haar gezicht en de achtergrond in orde waren. Daar waren we blij mee. Het liet ons zien dat alle pixels op de juiste plaats kwamen, wat een groot deel van het succes was. Maar het doorlopende deel van het beeld was in de war.

“We hadden een jaar gewerkt aan de details van deze beeldketen. Alles moest van de grond af aan gemaakt worden. Er was niets dat ik ergens van kon overnemen. We moesten de schakelingen ontwikkelen, ze inbouwen in de camera op de afspeeleenheidstest, en ze dan aansluiten op het hele systeem om te zien of we dat deel van de signaalketen aan het werk konden krijgen.”

Helaas is die eerste digitale portretfoto meteen verloren gegaan voor de geschiedenis.

“We hebben deze foto niet bewaard,” zegt Sasson. “Ik heb er geen notitie van gemaakt, behalve dat ik blij was dat de camera werkte, en we hebben de volgende zes maanden geprobeerd om de prestaties te verbeteren. Als hij dat beeld had bewaard, zou het waarschijnlijk een historische betekenis hebben gehad [and a lot of money as the first digital Mona Lisa!].

Beeldgrootte en opslag

De bestandsgrootte van deze eerste digitale beelden was 10.000 pixels. Dat waren honderd pixels op een lijn, en 100 lijnen, met elke pixel, gedigitaliseerd tot vier bits. Als je het in bytes zou omzetten, zou het 5.000 bytes of 5 KB (kilobytes) zijn.

Prototype Digitale Camera. Met dank aan Eastman Kodak Company

De beelden werden opgenomen op Phillips cassettebandjes van 300 voet. Gewoonlijk werden op elke cassette slechts twee foto’s opgeslagen, maar qua lengte en bitdichtheid hadden er zo’n 30 kunnen worden opgeslagen. De cassettes raken echter snel op, dus worden ze gewist en opnieuw gebruikt.

Het was een voortdurend experiment, voortdurend proberen de kwaliteit te verbeteren. Ze dachten niet aan een historische mijlpaal. Hun voornaamste zorg was om het beter en sneller te laten werken. Soms werkte de camera niet, vooral omdat de CCD onstabiel is.

De terugslag bij Kodak

De foto, zo veronderstelde men toen, zou moeten worden bekeken op een elektronisch scherm, een TV-scherm dus. De resolutie en kleurweergave van een fotoafdruk was veel beter dan een NTSC signaal op de TV in die tijd. Afdrukken zijn er al 100 jaar, en het was een geweldige manier om foto’s te bewaren, ze op te slaan, terug te vinden, in boeken te zetten – daar zat natuurlijk een grote handel in. Zij vonden ook dat de mensen tevreden waren met die aanpak, dus de suggestie dat zij beelden elektronisch zouden opslaan en terugvinden was volkomen vreemd.

Dus, het was niet alleen de getrouwheid van het beeld. Het was ook het gemak en de structuur en infrastructuur ermee.

“Maar er was veel weerstand tegen,” zegt de uitvinder. “Wat ik vreemd vond, want we hadden de dia-industrie met mensen die gingen zitten en naar dia’s keken die op de muur werden geprojecteerd, maar dat maakte niet veel verschil.

“Dat was de terugslag [that it did not have enough detail], maar het was niet de enige pushback. Zelfs als je een uitstekende resolutie had, zou de beperking gelegen zijn in de technische beperkingen in de NTSC of in het geval van Europa PAL.

“Het was dus terecht om daar tegenin te gaan, 110 film was geen Kodachrome dia, dus als je met een 110 camera foto’s zou maken, zou je een resolutie krijgen die veel inferieur was aan een 35mm dia.”

Een rekenmachine of een camera

“De vraag die vaak werd gesteld was: hoe kan dit een consumentenapparaat worden?” herinnert Sasson zich. “Sterker nog, zouden consumenten een apparaat met een digitale camera wel accepteren?

“Ik moest naar analogieën grijpen toen ik presenteerde. Ik zei, denk aan de toekomstige camera als een rekenmachine die net was uitgekomen. HP kwam een paar jaar eerder met hun HP 35, en anderen kwamen met rekenmachines. Dat was het enige digitale product dat een beetje een consumentenproduct was.

“Consumenten begonnen rekenmachines een beetje te gebruiken, en dus zei ik: denk aan een rekenmachine met een lens. Dat is hoe ik me de camera voorstelde, klein genoeg worden om als een rekenmachine te zijn.

“Ik zei dat consumenten een rekenmachine zouden accepteren als het zo verbeterd kon worden dat het al deze beelden kon verwerken. Stop de lens en de CCD erin, dan zou die rekenmachine ook een camera kunnen zijn, en de grootte van de rekenmachine is klein vergeleken met wat ik liet zien.

“Dat was de visie die ik voorstelde in de vergaderingen van 1975. Het was een uitgebreide poging zonder veel gegevens om het te ondersteunen.”

Dit was ruwweg een decennium voordat de Macintosh-computer op de wereld werd losgelaten en ongeveer een kwart eeuw voordat Windows XP verscheen. Voor het management van Kodak was het woord “digitaal” riskant en onbekend.

“Ze [Kodak] hielden niet van het woord ‘digitaal’,” zegt Sasson. “Een volledig digitaal product deed het afstandelijker lijken, hoe vreemd dat vandaag ook lijkt, want er waren nog geen digitale producten voor consumenten.

“Digitaal als technologie leek esoterisch, een beetje ingewikkeld, veel draden, de integratie was relatief klein, microprocessoren kwamen net uit, maar ze waren erg onhandig om mee te werken en hadden geen goede reputatie. Het feit dat het digitaal was, maakte het nog afstandelijker, futuristischer, ingewikkelder en riskanter.

“Toen ik een technisch rapport schreef, en toen ik het octrooi aanvroeg dat in 1978 werd verleend, noemde ik het om die reden een elektronische fotocamera, geen digitale fotocamera.

De octrooiafdeling van Kodak schreef een brief aan Sasson met de vraag om een uitvindingsrapport over de nieuwe digitale camera.

Hier is het technisch rapport dat Sasson schreef, getiteld “A Hand-held Electronic Still Camera and its Playback System”:

Waar is de camera vandaag?

“De camera zelf heb ik bewaard; hij bestaat nog steeds. Het is nu in Kodak,” zegt de uitvinder. “Het was in het Smithsonian voor enkele jaren. Ze brachten het terug en hebben het in het museum van Kodak. Ik heb de camera gehouden. Dat had ik niet moeten doen. Het was betaald met R&D dollars. Je wordt verondersteld al die spullen te vernietigen als je er klaar mee bent. Belasting ding.

Sasson met camera, Foto met dank aan Eastman Kodak Company

“Maar ik hield de camera omdat hij te cool was om weg te gooien, en niemand gaf er iets om, dus hield ik hem gewoon. Ik ben hem zelfs een keer kwijtgeraakt maar kreeg hem weer terug. Als je de achterkant van de camera ziet, staat er Terugsturen naar Steve Sasson.

“Toen het begin jaren 2000 weer populair begon te worden, waren mensen verbaasd dat ik het nog had. Natuurlijk, het is een historisch document, dus het is een historisch artefact, maar niemand gaf toen iets om de camera. In die camera zat een tape. Er staat, helaas, niets op die tape.”

Erkenning voor het uitvinden van de digitale camera

Op 17 november 2009 heeft de Amerikaanse president Barack Obama tijdens een ceremonie in de East Room van het Witte Huis aan Sasson de National Medal of Technology and Innovation uitgereikt. Dit is de hoogste eer die de Amerikaanse regering toekent aan wetenschappers, ingenieurs en uitvinders

President Barack Obama wijst alle persfotografen die zijn uitvinding gebruiken op Steven J. Sasson, links, die de digitale camera bij Eastman Kodak uitvond, tijdens de uitreiking van de National Medal of Technology and Innovation in de East Room van het Witte Huis, 17 nov. 2010. (Officiële foto van het Witte Huis door Samantha Appleton)

“Ik was een gelukkige kerel om de mannen en vrouwen van Kodak te vertegenwoordigen … om de persoon te zijn die deze bekendheid krijgt, is extreem vernederend,” zegt Sasson.

Voordat Obama de medaille om de nek van Sasson deed, draaide de president zich om en keek naar de fotografen achter in de East Room van het Witte Huis en grapte tegen hen: “Deze foto kan maar beter goed zijn.”

De president houdt blijkbaar van foto’s maken, en ontmoette hem privé en had een goed gesprek over fotografie. Hij vernam dat de president Pete Souza’s camera stal om foto’s te maken als Souza niet keek.

Terugblik op de geboorte van een industrie

“Ik probeerde niet om fantastische [images] want ik werd beperkt door het apparaat waarmee ik werkte,” zegt Sasson over zijn pionierswerk in de digitale fotografie. “Het was de enige in zijn soort en was gloednieuw. Wat ik probeerde te demonstreren was een fotografisch systeem.

“Dit idee van het nemen van [photos] zonder iets te verbruiken. Het enige dat verbruikt zou worden, zouden joules energie zijn. Ik wilde met mijn idee suggereren dat consumenten in de toekomst foto’s zouden kunnen maken zonder film, papier of iets anders te verbruiken. En je zou het meteen kunnen doen. Dat was het idee. Dus, het idee was laten we een fotografisch systeem maken en alle elementen ervan. Toch was geen van de elementen goed in beeldkwaliteit vergeleken met het huidige fotografische systeem.

“Ik dacht dat mijn idee bruikbaar zou zijn als ik tot 2 miljoen pixels zou kunnen komen. Ik dacht aan 2 tot 3 miljoen pixels, en als we dat punt bereikten, zouden de argumenten die ik in 1975 had, opgelost zijn. Het was een acceptabel beeld, maar laag [quality] in de consumenten fotografie.

“Ik had er geen idee van dat vanaf ’97 en ’98 CCD’s en uiteindelijk CMOS-imagers met ongeveer een miljoen pixels per jaar vooruit zouden gaan. Dat was het tempo van verbetering waarvan ik niet had gedacht dat het zou gebeuren.”

Een brief die Sasson in 1976 aan zijn vader schreef over zijn eerste patent op een digitale camera.
Een memo die Sasson in 2007 schreef met achtergrondinformatie over zijn brief aan zijn vader uit 1976.

Al die jaren later betreurt Sasson het feit dat Kodak de boot heeft gemist toen het het voordeel van de pionier in digitale camera’s had kunnen grijpen.

“Ik was verdrietig over [Kodak filing for bankruptcy.] Ik zag het aankomen, en Kodak had er een afwijzende houding tegenover. Om voor de hand liggende redenen konden ze met digitaal lang niet zoveel geld verdienen als met conventionele fotografie, en dat heb ik vele jaren gezien.

“Ik ben in 2009 met pensioen gegaan bij Kodak omdat ik dacht dat ze waarschijnlijk zouden verdwijnen. Ik wilde niet dat ze dat zouden doen, maar het zag er gewoon zo uit. Uiteindelijk wist ik niet wat er gebeurd was. Ik kon gewoon zien dat het anders had kunnen aflopen als ze het anders hadden aangepakt. Nogmaals, het is zwaar en heel moeilijk om die verandering in je fundamentele businessmodel te accepteren.”


Over de auteur: Phil Mistry is een fotograaf en leraar gevestigd in Atlanta, GA. Hij begon een van de eerste digitale cameralessen in New York City in The International Center of Photography in de jaren 90. Hij was de directeur en leraar voor Sony/Popular Photography magazine’s Digital Days Workshops. Je kunt hem hier bereiken.


Image credits: Foto’s met dank aan de Eastman Kodak Company