Mquinas Fotogrficas Digitais

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Documento sobre Máquinas Fotográficas Digitais/Fotografia Digital

Text of Mquinas Fotogrficas Digitais

  • Lus Relvas - Mquinas Fotogrficas Digitais Nov/2006 1

    MQUINAS FOTOGRFICAS DIGITAIS A inveno da fotografia digital data de 1960 e foi desenvolvida pela NASA. Esta foi a resposta necessidade de envio de imagens, logo aps a sua captao nos satlites e nas sondas espaciais enviadas para o espao e para outros planetas. Como as sondas espaciais no voltavam Terra, no seria possvel ver as imagens que as mesmas poderiam captar. A soluo teria de passar por uma transformao das imagens em sinais elctricos, de forma a poderem ser transmitidos atravs de ondas electromagnticas. Actualmente as mquinas fotogrficas digitais apresentam bons nveis de desempenho, so mais fceis de usar e adquirem-se a preos mais acessveis. Os modelos mais recentes so to leves e intuitivos como as mquinas de pelcula fotogrfica compactas e automticas.

    Mquina fotogrfica digital compacta, vista de diferentes ngulos.

    Em vez de:

    colocar um rolo fotogrfico na mquina; fotografar; rebobinar o filme no final; levar a uma loja para ser revelado e passado a papel; voltar loja para ir buscar as fotos e negativos e ver, finalmente, as fotografias.

    Passa a:

    ligar a mquina fotogrfica digital; registar as fotografias num carto de memria; ver logo as fotos no visor da mquina; apagar as que no lhe agradam e substituir por outras; ver as fotos num vulgar televisor ao chegar a casa ou transferir as fotos para o disco duro do computador e ver, alterar, imprimir ou mandar as fotos via e-mail, recorrendo a software.

  • Lus Relvas - Mquinas Fotogrficas Digitais Nov/2006 2

    CARACTERSTICAS, FUNCIONALIDADES E REGRAS BSICAS PARA UMA UTILIZAO EFICAZ QUALIDADE DA IMAGEM A resoluo duma mquina fotogrfica digital determina a qualidade das imagens que regista, o tamanho do ficheiro e a dimenso duma impresso de qualidade. Nas mquinas digitais a resoluo mede-se em pixels - neologismo de picture+elements (elementos que formam a imagem). Quanto maior a resoluo (n de pixels), melhor fica a qualidade da fotografia ao ser impressa ou visionada num monitor. No incio da fotografia digital a maioria das mquinas podiam registar imagens em baixa, mdia e alta resoluo. A estas resolues correspondiam normalmente as designaes: SQ (super quality), HQ (high quality) e SHQ (super high quality). As actuais tm mais resolues como adiante veremos. As objectivas das mquinas fotogrficas so o primeiro elemento na captao de imagem. Existem, no entanto, diferenas entre as pticas das mquinas fotogrficas digitais e as das mquinas de pelcula. Temos como norma que a qualidade (definio) de uma imagem depende da preciso da ptica e do sistema de focagem. No entanto, isto no tudo. Numa mquina digital h outro componente crtico: o dispositivo onde se forma a imagem. No lugar onde na mquina fotogrfica de pelcula temos a janela com o fotograma que vai registar a fotografia, na digital est um CCD (CCD Charge-Coupled Device - dispositivo acoplador de cargas). Tambm h mquinas com Sensores CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) que so mais baratos e consomem menos energia. O CCD o mais comum, e no mais que um chip electrnico com milhes de pixels sensveis luz e cor, em disposio matricial (mosaico).

    esquerda, CMOS Canon de 11 megapixel (36 x 24mm) e direita, a sua localizao no interior do corpo da mquina.

    Aps o disparo da mquina a luz que atinge o CCD/CMOS convertida por este em impulsos elctricos. Estes impulsos passam por um conversor analgico/digital, por um programa de descodificao e formam finalmente a imagem. Esta imagem guardada na prpria mquina se esta tiver memria interna ou num dispositivo de gravao (normalmente um carto de memria) que amovvel e que abordaremos mais adiante.

  • Lus Relvas - Mquinas Fotogrficas Digitais Nov/2006 3

    Normalmente o CCD constitudo por grupos de pixels vermelhos, verdes e azuis. So estes elementos que registam a imagem. A imagem ptica formada pela objectiva focada na rea sensvel do CCD. Este descarrega depois a informao que gravada na memria da mquina.

    Constituio de um CCD do tipo mosaico que equipa a grande maioria das mquinas fotogrficas digitais

    Os CCD/CMOS funcionam em RGB (Red, Green, Blue). Enviam as trs informaes de cor para o processador da mquina onde criado o ficheiro final.

    As 3 informaes de cor (RGB) geram o ficheiro final que reproduz a realidade Na fotografia em pelcula de 35 mm o fotograma tem as dimenses de 36 x 24 mm. A ptica est concebida para esta rea de captao de imagem. Na fotografia digital de amador a maioria dos CCD/CMOS so de tamanho muito inferior ao 36 x 24 mm .

    Dimenses de CCD de mquinas de amadores e de profissionais comparados com as pelculas APS (Advanced Photo System) e de 35mm.

  • Lus Relvas - Mquinas Fotogrficas Digitais Nov/2006 4

    Os tamanhos habituais dos CCD das mquinas de amador variam entre 1/8 de polegada (7,1 x 5,3 mm), 1/3 de polegada (4,8 x 3,6 mm) e 2/3 de polegada (8,8 x 6,6 mm). Percebe-se assim a necessidade das pticas das mquinas fotogrficas digitais serem de melhor qualidade. Alm do n de pixels, as dimenses do CCD so tambm um factor importantssimo. Quanto maior a rea do CCD, melhor a relao sinal/rudo e consequentemente melhor a qualidade da imagem. Portanto, h 3 factores que influenciam a qualidade da imagem: qualidade da ptica, dimenses do CCD e n de pixels do CCD. Como a rea de formao de imagem mais pequena a construo da ptica tem de ser de excelente qualidade. Este um dos factores que encarece este tipo de aparelhos. S muito recentemente, Setembro de 2002, apareceram as primeiras mquinas da gama profissional com CCD e CMOS de 36 x 24mm com 10 e 14 megapixel respectivamente. No nicio de 2002 a empresa Foveon lanou um novo tipo de sensor, que recebeu a designao de X3 SENSOR. Num CCD de mosaico cada pixel s capta uma cor (vermelho, verde ou azul). Num sensor X3 cada pixel capta as 3 cores por camadas de cor, em profundidade. Tem como vantagens mais recorte do que num CCD de mosaico, muito melhor resoluo e fidelidade de cor atravs de software mais simples. De momento a nica marca que comercializa mquinas com este sensor a SIGMA (famoso fabricante de objectivas). Esta mquina foi apresentada e testada na Photokina de 2002 e a qualidade das fotos surpreendeu todos.

    esquerda, Sensor X3 da FOVEON (CMOS de 3,5 megapixel) direita, sua localizao no interior do corpo da mquina

    Em cima, princpio de funcionamento de um sensor X3 (CMOS) da FOVEON.

    Em baixo, princpio de funcionamento de um CCD tradicional do tipo mosaico.

  • Lus Relvas - Mquinas Fotogrficas Digitais Nov/2006 5

    Filtro de proteco para que poeira ou outros detritos no atinjam o sensor

    ltimo modelo de mquina fotogrfica digital com sensor X3 da Foveon

    Montagem que demonstra uma das principais vantagens do sensor X3. Do lado esquerdo foto com CCD de mosaico, do lado direito a mesma foto com sensor

    X3 CMOS da Foveon

  • Lus Relvas - Mquinas Fotogrficas Digitais Nov/2006 6

    Trs exemplos da diferena entre fotos feitas com um CCD tipo mosaico (do lado esquerdo) e com um CMOS X3 da Foveon (do lado direito)

  • Lus Relvas - Mquinas Fotogrficas Digitais Nov/2006 7

    Em Janeiro de 2003 a Fujifilm lanou no mercado um novo tipo de CCD a que deu a designao de Super CCD SR (Super Dynamic Range). Este dispositivo de captao de imagem do tipo mosaico, mas cada pixel constitudo por dois elementos: O fotodiodo primrio (maior) de alta sensibilidade e o fotodiodo secundrio (menor) de baixa sensibilidade. Esta estrutura do pixel aumenta a resposta em gama dinmica e latitude de exposio, o que, segundo a Fuji, faz com que a imagem gerada por este CCD seja muito semelhante ao da pelcula fotogrfica.

    esquerda estrutura do pixel do Super CCD SR. direita composio deste CCD.

    Segundo a Fuji esta a diferena entre uma imagem produzida com CCD convencional e com Super CCD SR.

  • Lus Relvas - Mquinas Fotogrficas Digitais Nov/2006 8

    Tambm a Sony lanou recentemente um novo CCD que alm das trs cores normalmente usadas (RGB) tem pixels com outra tonalidade - Emerald (cio). Este CCD recebe a designao de RGBE. Esta inovao, segundo a Sony, serve para melhorar a resposta do dispositivo em termos de cor.

    esquerda, um CCD convencional (RGB). direita, o novo CCD da Sony (RGBE) Se partirmos do princpio que temos uma objectiva perfeita e que o sistema de focagem tambm funciona perfeitamente, ento a imagem formada no CCD ter excelente recorte. Esta permissa no totalmente verdadeira. O recorte da imagem directamente proporcional ao n de elementos do CCD. Com a pelcula fotogrfica idntico. Quanto mais sensvel uma pelcula (n de ISO) maior o gro que ela apresenta ao ser ampliada e menor o recorte. Quanto maior o pixel do CCD melhor ser a sua resposta em termos de relao sinal/rudo. Pense em baixa e alta resoluo como gravilha comparada com areia; uma grossa a outra fina. Quanto mais alta melhor uma regra fundamental quando falamos de resoluo. Para perceber o impacte que a resoluo do CCD tem na qualidade da imagem comparemos as resolues de 3 CCD diferentes: 640 (H) X 480 (V) pixels = 307.200 elementos 1024 (H) X 768 (V) pixels = 786.432 elementos 1600 (H) X 1200 (V) pixels = 1.920.000 elementos ou Megapixel Estes nmeros, em bold/negrito, representam a quantidade de pixels horizontais e verticais que formam a rea de imagem do CCD. O produto destes valores usado para definir a resoluo do sensor. A resoluo de uma imagem normalmente, e erradamente, definida como o tamanho da imagem (1600X1200, por exemplo). A resoluo indica a quantidade de detalhe presente numa imagem numa determinada zona. Portanto medidas de resoluo so: Pontos por polegada (DPI - Dots Per Inch) Pixels por polegada (PPI - Pixels Per Inch) Linhas por polegada (LPI - Lines Per Inch)