A CÂMARA DIGITAL A CAPTURA DE UMA IMAGEM NUMA CÂMARA DIGITAL ENVOLVE OS SEGUINTES PROCESSOS:

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1 A CÂMARA DIGITAL A CAPTURA DE UMA IMAGEM NUMA CÂMARA DIGITAL ENVOLVE OS SEGUINTES PROCESSOS:

2 EXISTEM TRÊS TIPOS DE SENSORES UTILIZADOS NAS CÂMARAS DIGITAIS: CCD - Charge Coupled Device CMOS - Complimentary Metal Oxide Semiconductor Foveon - Um chip de Quartz transparente com 3 camadas de CMOS Os sensores CCD e CMOS são ambos semicondutores de metal oxidado feito de sílica. Possuem uma sensibilidade idêntica ao espectro visível e ao espectro Infra Vermelho próximo. Ambos convertem a luz incidente em electrões de uma forma semelhante, conseguem apenas sentir a quantidade/nível de luz mas não a sua cor. Imagens a cor são criadas através da colocação em cada pixel de um filtro de cor (vermelho, verde ou azul). A informação das cores ausentes em cada pixel é criada pela média dos pixeis vizinhos.

3 COMPARAÇÂO ENTRE SENSORES CCD Tradição de produção de sensores de alto desempenho Grande gama dinâmica Baixo ruído e melhor Dmax Tecnologia estabelecida Elevado consumo de energia Produção cara e difícil Fiabilidade moderada Pixeis de menor tamanho possibilitam sensores menores (câmaras menores) Necessita circuitos externos O sinal análogo criado pelo CCD é convertido fora do chip CMOS Menor desempenho (evoluções positivas em modelos recentes) Gama dinâmica moderada Mais ruído (evoluções positivas em modelos recentes) Tecnologia recente Baixo consumo de energia Produção em massa - mais barato Alta fiabilidade dada a integração do chip Pixeis maiores de mais facil integração nas câmaras actuais Circuitos integrados no chip O CMOS converte o sinal no próprio chip

4 SENSOR CCD

5 SENSOR CMOS

6 SENSOR CCD NORMAL SENSOR FUJI

7 SENSOR FUJI SENSOR FOVEON

8 Câmara Tipo Pixeis efectivos (milhões) Dimensão de imagem Dist. focal Dimensão do sensor (mm) Dimensão do pixel (µm) Canon EOS-D30 CMOS x x 22.7 x x 9.9 Canon EOS-1D CCD x x 27.0 x x 10.8 Nikon D100 CCD x x 23.7 x x 7.8 Canon EOS-D60 CMOS x x 22.7 x x 7.4 Nikon D1x CCD x x 23.7 x x 11.7 APS-C negative Film n/a n/a 23.4 x 16.7 n/a Canon EOS-1Ds CMOS x 2704 n/a 35.8 x x 8.8 Kodak DCS-14n CMOS x 3024 n/a 36.0 x x mm negative Film n/a n/a 36.0 x 24.0 n/a

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11 TECNOLOGIAS DE CAPTURA As principais tecnologias de captura de imagem utilizadas nas câmaras digitais são: Sensor Tri-linear de varrimento Tecnologia semelhante à usada nos scanners na qual o sensor é constituído por três linhas paralelas de CCDs. Cada linha de CCD é coberta com um filtro de cor (ou vermelho ou verde ou azul). O sensor é deslocado através da área de imagem controlado por um motor. A cada passo, consoante a resolução escolhida, é efectuado uma leitura pelos três CCD criando uma imagem que não necessita de interpolação.

12 Esta é uma tecnologia de ponta que permite as maiores resoluções de captura. As limitações da tecnologia são impostas pela duração da captura da imagem. O varrimento do plano de imagem pode demorar vários minutos o que invalida a captura de qualquer imagem de acção. Torna-se mais adaptado ao trabalho em estúdio onde existem condições de trabalho controláveis. Dada a duração da exposição torna-se necessária iluminação contínua invalidando o uso de luz tungsténio e flash. A iluminação apropriada para estes casos é designada por HMI.

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15 SENSORES DE ÁREA (MATRIZ) Ao invés de utilizar uma linha de CCD que varre a área de imagem podemos utilizar uma grelha ou matriz de elementos CCD. A principal vantagem desta tecnologia consiste na imediatez da captura. A principal desvantagem deste sistema é que cada pixel recebe informação de uma só cor. A informação de cor ausente deve ser criada ou através da interpolação dos pixeis vizinhos ou através da exposição em três vezes.

16 SENSORES DE ÁREA (MATRIZ) - One-shot (uma exposição) Este é a tecnologia mais frequente nas câmaras digitais. Uma matriz de elementos CCD/CMOS é utilizada para captar a imagem num instantâneo. Esta caracteristica torna estas câmaras extremamente versáteis podendo captar objectos em movimento e diferentes tipos de luz (daylight, tungsténio, flash). Uma vez que os sensores CCD/CMOS não conseguem detectar cor, esta é criada através da média dos pixeis vizinhos. Isto significa que existe uma grande quantidade de informação inventada e como tal sujeita a erros. Apesar dos algoritmos, usados na interpolação de cores, terem evoluído dramaticamente nos últimos anos, ainda sucedem erros na criação da imagem (artefactos visuais). Zonas com arestas demarcadas, como texto, são propensas à criação de pixeis com cores erradas, resultado de uma interpolação incorrecta. A interpolação e outros processamentos a efectuar consomem tempo e bateria. Uma solução passa por fotografar em formato RAW. Este formato capta a informação directamente do sensor sem processamento. Todo o trabalho de revelar a imagem passa a ser efectuada posteriormente, no computador.

17 SENSORES DE ÁREA (MATRIZ) - Three-shot (Três exposições) Esta tecnologia utiliza uma matriz de elementos CCD/CMOS sem filtro Bayer de modo a captar só a luminosidade. São disparadas três exposições cada uma através de um filtro RGB. Assim cada pixel recebe informação de cor verdadeira. Esta tecnologia permite a utilização de vários tipos de incluindo luz flash e daylight. Mais uma vez elimina a possibilidade de imagens de acção. Apesar de ser necessário três exposições a imagem é adquirida de uma forma rápida uma vez que não existe interpolação.

18 SENSORES DE ÁREA (MATRIZ) - One/Three-shot (Uma/Três exposições) Esta tecnologia reúne as vantagens do one-shot (fotografia de acção) e three-shot (fotografia de alta qualidade) numa só câmara. No modo one-shot funciona como uma câmara de sensor de área convencional interpolando as cores. No modo three-shot a matriz de elementos CCD/CMOS move-se um pixel entre disparos para que cada pixel tenha uma leitura das três cores RGB. Isto permite a captura da cor com a maior fidelidade sem recorrer a interpolação.

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25 LENTES A Qualidade de uma imagem é em grande parte ditada pela qualidade da lente. Na imagem digital a lente assume ainda maior importância se consideramos que os sensores convencionais são bastante menores que uma película 35mm. Como tal, a lente deve ter uma qualidade superior para resolver detalhe numa área tão pequena como um sensor de 8mm x 6mm. A menor dimensão dos sensores convencionais implica uma mudança na distância focal das lentes. 3.6 mm 4.8 mm 4.8 mm 6.6 mm 6.4 mm 8.8 mm

26 A distância focal considerada normal é estabelecida pela diagonal do formato de imagem. Camera / Sensor Sensor size (mm) Horiz. size as % of 35mm Focal Length multiplier Sony 1/1.8" CCD * 5.52 x % n/a Nikon D1 / CCD 23.6 x % 1.48x Canon EOS-D30 / CMOS 22.0 x % 1.59x 35mm negative 35.0 x % 1.00x

27 ARMAZENAMENTO Cartões de memória PC CARD (PCMCIA) Formato obsoleto nas câmaras actuais. Praticamente todos os portáteis PC têm leitores de cartões deste formato. Útil quando usado em conjunto com adaptador para a leitura directa no portátil de outros tipos de cartões. COMPACT FLASH O Formato mais utilizado com capacidades de armazenamento até 6 GB e velocidades de transferência bastante rápidas (varia entre fabricante e modelos). SMARTMEDIA Formato utilizado numa série de aparelhos digitais, incluindo câmaras. Tem dimensões mais reduzidas que o Compact Flash, no entanto, possuem menor capacidade de armazenamento. MEMORY STICK Formato utilizado nas câmaras SONY exclusivamente.

28 IBM MICRODRIVE Formato de cartão que se assemelha mais a um disco rígido miniatura. Apesar de oferecer capacidades de armazenamento de 1 GB os discos são mais lentos, consomem mais bateria e são menos fiáveis. SECURE DIGITAL Formato que se está a implementar na área da imagem e musica pelas capacidade de segurança de direitos de autor. Capacidades de armazenamento médias (512Mb)

29 FORMATOS DE FICHEIROS DE IMAGEM Muitos fabricantes utilizam formatos de ficheiros próprios e compatíveis apenas com o seu software. No entanto, destacam-se os seguintes formatos de ficheiros universalmente utilizados: TIFF Praticamente todas a câmaras digitais de topo de gama permitem a gravação de imagens em formato TIFF sem degradação visual. Este é o método aconselhável, no entanto, podem existir inconvenientes: O tamanho do ficheiro TIFF sem compressão ocupará rapidamente um cartão de memória. Caso a câmara ou back digital esteja ligado directamente ao computador a transferência de ficheiros pode ser efectuada imediatamente após a exposição reduzindo assim o tempo perdido. JPEG (EXIF) As câmaras digitais SLR e de gama média são desenhadas (primariamente) para fotografia de acção ao invés de fotografia de estúdio. Como tal devem ter autonomia para fotografar grande quantidade de imagens sem estarem dependentes de um computador para armazenar as imagens. A compressão JPEG permite diminuir o tamanho do ficheiro em modos BASIC, NORMAL e FINE. Por norma só o modo FINE produz qualidade aceitável. Estes ficheiros podem ser acompanhados de informação detalhada sobre as características técnicas da câmara e parâmetros usados na exposição da imagem. Esta informação (METADATA) é gravada num formato chamado EXIF apesar da extensão continuar a ser JPEG.

30 RAW Muitas câmaras recentes permitem gravar a informação do sensor de uma forma directa e sem processamento num formato de ficheiro designado por RAW. Este formato produz ficheiros com tamanhos mais reduzidos que os TIFF e não introduz nenhum processamento a nível de temperatura de cor, recorte, saturação, interpolação, etc. A desvantagem prende-se com o trabalho de processamento a ser efectuado, posteriormente, em software específico (normalmente do fabricante).

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