Digitalização de imagens. Mecanismo de uma câmara digital

Descrevemos detalhadamente o funcionamento de uma câmara digital.

Por Luciano Moreno


Publicado em: 02/10/08
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As câmaras digitais costumam empregar a óptica e os mecanismos das câmaras tradicionais, porém substituem o filme por um fotosensor eletrônico (CCD, CMD ou Cmos).


Geralmente, o fotosensor é um CCD de tipo área (Area Array CCD), consistente em uma matriz reticular de centenas de milhares de células fotosensíveis microscópicas (fotodiodos). A cada fotodiodo lhe corresponde um pixel, por isso quanto mais fotosensores tiver o CCD, melhor será a qualidade obtida com a câmera, sendo valores habituais nas câmeras atuais uma média de 2 a 5 Mb de resolução nas de gama baixa mais básica, de 6 a 12 Mb nas de gama média e acima de 12 Mb nas profissionais de gama alta.


Durante o tempo de exposição, a luz que passa através do jogo de lentes da câmara é dirigida aos fotosensores do CCD, que se encontram cobertos por um filtro vermelho, verde ou azul, encarregados de deixar passar só a longitude de onda correspondente a uma das cores básicas aditivas. Por exemplo, o filtro vermelho detém os raios verdes e azuis, porém deixa passar o componente vermelho da luz.


A energia luminosa filtrada é convertida então em cargas elétricas, que são amplificadas e enviadas a um conversor A/D, que as transforma em informação binária de cor (zeros e uns) associada a cada um dos pixels da imagem digital resultante, para passar logo à memória interna da câmara, onde é armazenada mantendo a ordem de captura, de forma que os pixels estejam dispostos corretamente de acordo com o modelo fotografado.


A imagem obtida com uma câmera digital consta geralmente de milhões de pixels ordenados em linhas e colunas.

Uma variante melhorada do CCD é o Super CCD, desenvolvido por Fujifilm, que se caracteriza pela inclusão de pixels por interpolação para conseguir imagens com uma resolução maior, porém incidindo diretamente em uma perda de sua qualidade. O Super CCD dispõe os pixels octogonalmente, em forma de painel de abelhas, de modo distinto ao típico CCD, que o faz retangularmente.

O processo de captura pode se realizar em uma ou mais passadas, em cada uma das quais se recolhe informação do modelo real. No caso de captura em uma só passada, um de cada quatro elementos do CCD lê a informação correspondente ao vermelho, outro a correspondente ao verde e os dois restantes a correspondente ao azul, sendo preenchidos os vazios de informação cromática que se produzam mediante interpolação.

A captura pode se fazer também em método entrelaçado, no qual o sensor da câmara recolhe informação sobre a imagem processando primeiro as linhas ímpares e logo as pares, ou no método progressivo, no qual o sensor recolhe informação sobre a imagem processando as linhas de forma seqüencial, uma atrás da outra.

Una vez capturada a imagem, é necessário armazená-la temporalmente na câmera até seu download ao computador. Dependendo da marca e do modelo da câmara se salvará a imagem digital em formatos gráficos puros, como RAW, TIF, FlashPix ou Targa (TGA).

As imagens digitais fotográficas contem uma grande quantidade de dados, por isso geram arquivos de muito tamanho, tornando-se necessário o uso de algum tipo de suporte que permita armazenar grande quantidade de dados em um espaço físico reduzido ou de mecanismos de compressão que permitam diminuir o peso do arquivo gráfico (sistema habitual nas câmaras portáteis).

A compressão da imagem é realizada por um programa específico residente nos componentes eletrônicos da câmara. Em função da qualidade escolhida pelo usuário, esta compressão produzirá um arquivo de imagem JPEG de tamanho variável.

Finalmente, se armazena a imagem no suporte de armazenamento da câmera, normalmente cartões de memória CompactFlash, SD, Memória Stick, etc. Com o passar do tempo, lançaram evoluções desses tipos de cartões que oferecem mais velocidade de leitura e escritura e maior capacidade para armazenar fotos. No momento de escrever este artigo de CriarWeb.com as capacidades de armazenamento mais comuns variam entre 1 Gb e 16 Gb. Mas se supõe que estes valores com o tempo aumentarão ainda mais.


Outras possibilidades de armazenamento são os discos compactos CD-R e CD-RW (até 750 Mb), DVD ( até 4,7 Gb) e ademais, a nova geração de discos parecidos aos DVD's porém, que suportam capacidades até 10 vezes mais como os Blue-Ray. Como dispositivo de armazenamento também estão se popularizando os pen-drive cuja capacidade de armazenamento já está superando os 16 Mb.






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