sexta-feira, 15 de novembro de 2013

Sensores de Imagem - Introdução

As origens da fotografia digital estendem-se a cerca de 200 anos. Começando pela primeira câmara, que não era mais que uma caixa preta com uma objectiva para focar a imagem, uma abertura para determinar a intensidade da luz e um obturador para definir durante quanto tempo a luz entrava. A grande diferença entre uma câmara de filme tradicional e uma digital é a forma como captam a imagem. Em vez de película, as câmaras digitais utilizam um dispositivo de circuito integrado chamado sensor da imagem. Em algumas câmaras digitais utiliza-se um sensor CCD (charge-coupled device), enquanto noutras é aplicado um sensor CMOS. Ambos os tipos de sensor permitem óptimos resultados. Na superfície destes pequenos chips de silício, do tamanho de uma unha, há milhões de díodos sensíveis à luz, cada um dos quais capta um único pixel da imagem.


Um sensor de imagem assenta
sobre um fundo ampliado dos
seus píxeis quadrados, cada um
dos quais tem a capacidade de
capturar um píxel da imagem
final. Imagem cortesia da IBM.
Um CCD é semelhante a uma
sanduíche de três camadas. A
camada inferior contém os
fotodíodos. Sobre ela está uma
camada de filtros coloridos que
determinam qual a cor que cada
um dos díodos regista. Por fim, a
camada do topo contém lentes
microscópicas que concentram
a luz. Imagem cortesia da
Fujifilm.
 
Quando tira uma fotografia, o obturador da câmara abre por instantes e cada píxel do sensor da imagem grava a intensidade da luz que o atinge, acumulando fotões. Quanto maior a quantidade de luz que atinge um pixel, mais fotões serão gravados. Os píxeis que captarem as altas luzes de uma cena terão muitos fotões e os que captarem as sombras terão menos.

No final da exposição, quando o obturador fecha, os fotões de cada píxel são contabilizados e convertidos para valores digitais. Estas séries de números são depois utilizadas para reconstruir a imagem, definindo a cor e o brilho da combinação dos píxeis num ecrã ou numa prova impressa.


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