Câmera Digital/ Fotografia Digital

Exemplo de câmera compacta digital

A câmera digital, camara digital ou máquina fotográfica digital, revolucionou o processo de captura de imagens, contribuindo para a popularização da fotografia.

Ao invés de utilizar a película fotosensível (filme) para o registro das imagens, que requer, posteriormente à aquisição das imagens, um processo de revelação e ampliação das cópias, a câmera digital registra as imagens através de um sensor que entre outros tipos podem ser do tipo CMOS ou do tipo CCD, armazenando as imagens em cartões de memória.

Exemplo de câmera SLR digital

Cada câmera suporta um só ou vários tipos de memória. Sendo os mais comuns o CompactFlash, tipos I e II, SmartMedia, Memory stick, SDCard e MMC).

Estas imagens podem ser visualizadas imediatamente no monitor da própria câmera, podendo ser apagadas caso o resultado não tenha sido satisfatório. Podendo serem transferidas através de e-mail, álbum virtual, ou simplesmente apresentadas em telas de TV.

Uma das características mais exploradas pelos fabricantes de câmeras digitais é a resolução do sensor da câmera, medida em megapixels.

Em teoria, quanto maior a quantidade de megapixels, melhor a qualidade da foto gerada, pois o seu tamanho será maior e permitirá mais zoom e ampliações sem perda de qualidade.

Entretanto, a qualidade da foto digital não depende somente da resolução em megapixels, mas de todo o conjunto que forma a câmera digital. Os fatores que mais influenciam a qualidade das fotos/vídeos são a qualidade das lentes da objetiva, o algoritmo (software interno da câmera que processa os dados capturados) e os recursos que o fotógrafo pode usar para um melhor resultado, ou até mesmo eventuais efeitos especiais na foto. No entanto, dependendo do uso que será dado à fotografia, um número excessivo de megapixels não trará benefício adiconal à qualidade da imagem e onerará o custo do equipamento.

Normalmente as câmeras voltadas ao uso profissional são dotadas de maior quantidade de megapixels, o que lhes permite fazer grandes ampliações. Já para o usuário amador, máquinas com resolução entre 3 e 5 megapixels geram excelentes resultados.

Em Profundidade

As câmaras convencionais dependem inteiramente de processos químicos e mecânicos, nem mesmo há necessidade de energia elétrica para operar. (Algumas utilizam energia para o flash e para o obturador).

Câmaras digitais, no entanto,têm um micro-computador para gravar as imagens eletrônicamente.

Tal como nas câmaras convencionais, a câmara digital contém uma série de lentes, que conduzem a luz para o sensor. Mas em vez de expor um filme fotográfico, fá-lo num aparelho semicondutor, que registra a luz electronicamente. O micro-computador então quebra essa informação electrónica em dados digitais. Existem dois tipos de sensores de imagem que convertem a luz em cargas eléctricas, são eles:

CCD - charge coupled device
CMOS - complementary metal oxide semiconductor

Assim que o sensor converter a luz em elétrons, ele lê o valor (a carga acumulada) em cada célula da imagem. E aqui é que vêm as diferenças entre os dois sensores:

O CCD – transporta a carga pelo chip e lê o valor na esquina da linha. Um conversor anológico-para-digital então troca o valor do pixel para o valor digital, pela medição da quantidade de carga em cada célula.
O CMOS usam vários transístores para cada pixel para amplificar e mover a carga usando os tradicionais fios. O sinal já é digital por isso não necessita do conversor analógico-digital.

Resolução

A quantidade de detalhe que a imagem pode captar chama-se resolução e é medida em pixeis, sendo a quantidade de células na matriz do sensor. Em principio, quanto mais células existirem, mais informação recolhe, e melhor será a qualidade da imagem.

Captando a cor

A maior parte dos sensores utilizam o filtering para captar a luz nas suas 3 cores primárias. Assim que a câmara gravar as 3 cores, combina-as para criar o espectro todo. Isto é feito de várias maneiras.

3 sensores separados, presentes em câmaras de alta qualidade, em que cada um regista uma determinada cor. Existe um divisor de luz, que divide a luz pelas 3 cores que vão incidir em 3 sensores diferentes, cada sensor capta uma determinada cor. Nestas câmaras os 3 sensores vêm exactamente a mesma imagem só que em gamas de luz diferentes. Combinando as imagens dos 3 sensores, forma-se uma só a cores.
1 sensor, que vai captando a luz que vai atravessar um filtro vermelho, verde e azul (que está em rotação), ou seja o sensor grava a informação recebida para cada momento em que passa por um filtro diferente. A imagem não é rigorosamente a mesma para cada cor, mesmo que este processo seja feito em milésimos de segundo.
ainda temos o sistema mais económico, que é ter uma matriz cada uma das células é uma cor primária o que se faz é interpolação, ou um palpite educado, baseado na informação da célula vizinha.

O sistema mas comum é o Bayer filter pattern. que é imaginemos uma matriz onde alterna em cada linha de acordo com dois tipos de linha: uma e a sucessão vermelho e verde, e a outra linha é a sucessão azul e verde. portanto no total temos a mesma quantidade de células verdes do que a soma das células azuis e vermelhas. a razão disto é que o olho humano sensível igualmente as 3 cores.

Ora temos apenas um sensor e a informação de cada cor é gravada ao mesmo tempo. Então temos um mosaico de vermelho, verde e azul, onde cada pixel tem diferente intensidade. As câmaras têm então um algoritmo de "des-mosaico": a cor verdadeira de cada pixel será determinado pelo valor médio dos pixeis adjuntos. Existe também um outro sistema, o Foveon X3 sensor, que permite captar 4 cores, e não 3 como os convencionais

Exposição e focagem

Para controlar a quantidade de luz que chega ao sensor(s). existem 2 componentes:

A abertura ou diafragma, é o tamanho de abertura da câmara;
Velocidade do obturador, é o tempo de exposição de luz nos sensores.

Focagem e lentes' as lentes das câmaras digitais são muito similares aos das convencionais. No entanto é de referir que a distância focal é a distância entre as lentes e o sensor. Isto é que vai determinar o zoom da máquina. Aumentando a distância estaremos a fazer um zoom in Existem as seguinte opções:

Fixed-focus, fixed-zoom lenses
Optical-zoom lenses with automatic focus
Digital-zoom lenses
Replaceable lens systems

Armazenamento e compressão

A maioria das câmaras digitais têm um ecrã LCD, permitindo a visualização imediata das fotos. Esta pode considerar-se como uma grande vantagem em comparação com o método convencional. As câmaras permitem um sistema de armazenamento de dados. Para a transferência dos dados por fios, existem várias conecções: