Câmera digital

A primeira patente de câmera digital foi feita pela Texas Instruments em 1972. Em 1975 a Cromemco Cyclops, produzida pela empresa Cromemco, foi a primeira câmera digital vendida no mercado, também foi a primeira a se conectar a um computador, o Altair 8800. A câmera digital foi inventada pela Kodak, que também inventou o filme fotográfico. Câmeras digitais se diferenciam das analógicas principalmente pela não utilização de filme fotográfico, uma vez que capturam e salvam fotografias em suas memórias internas ou cartões digitais de memória. Por proporcionarem baixos custos de manuseio, acabaram transformando câmeras químicas em produtos destinados a nichos de mercado. Câmeras digitais possuem diversas funções, entre elas, capacidade para estabelecer conexões sem fio (como Wi-Fi e Bluetooth, por exemplo) para enviar, imprimir ou compartilhar fotos. Além disso, também são frequentemente encontradas em telefones celulares.

As câmeras convencionais dependem inteiramente de processos químicos e mecânicos, nem mesmo há necessidade de energia eléctrica para operar. Algumas utilizam energia para o flash e para o obturador. Câmeras digitais, no entanto, têm um microcomputador para gravar as imagens eletronicamente. Tal como nas câmeras convencionais, a câmera digital contém uma série de lentes, que conduzem a luz para o sensor. Mas em vez de expor um filme fotográfico, utiliza um aparelho semicondutor, que registra a luz eletricamente através de uma gradação em volts, medindo a descarga elétrica gerada pela luz. O microcomputador então transforma essa informação elétrica e analógica em dados digitais, no caso de utilização de sensores CCD, tratando-se de uma CMOS, como veremos a seguir, a captação da imagem já é feita eletronicamente, de forma digital, poupando assim o tamanho e o preço deste tipo de sensor e facilitando sua transformação em imagem.

A resolução de uma imagem digital é a sua definição. Como a imagem na tela é formada pela justaposição de pequenos pontos quadriculados, chamados "pixels", a resolução é medida pela quantidade de pixels que há na área da imagem. Logo, sua unidade de medida é o "ppi", que significa "pixels per inch" ou pixels por polegada. A nomenclatura "dpi" - "dots per inch" (pontos por polegada) é utilizada pela indústria gráfica e se relaciona com a quantidade de pontos necessários ´para uma impressão de qualidade, por isso, em termos fotográficos digitais deve-se utilizar a nomenclatura "ppi", que traduz a quantidade de pixels por linha do sensor ou da ampliação da fotografia. Dessa forma, em uma imagem de tamanho definido, quando maior sua resolução, mais pixels haverá por polegada em ambas as dimensões - altura e largura -, levando a conclusão que imagens de "alta resolução" possuem "pixels" pequeninos, até mesmo invisíveis a olho nu, e, imagens de "baixa resolução" possuem "pixels" grandes que acabam por dar o efeito "pixelation", que deixa imagem quadriculada pelo tamanho exagerado de seus pontos. Isso é comum acontecer quando tentamos ampliar uma imagem de "baixa resolução". Porém, esse conceito vem sendo discutido atualmente, já que sabemos que a quantidade exagerada de pixels por linha do sensor nem sempre corresponde a qualidade efetiva de captação.

A maior parte dos sensores utilizam o filtering para captar a luz nas suas três cores primárias. Assim que a câmera gravar as três cores, combina-as para criar o espectro todo. Um 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. O sistema mais comum é o Bayer filter pattern, que é uma matriz onde alterna em cada linha de acordo com dois tipos de linha: uma é 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 é mais sensível à luz verde. 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 quatro cores, ciano, magenta, amarelo e preto ou CYMK, m inglês, e não três como os convencionais.

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

A maioria das câmaras digitais têm uma tela 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 conexões: Se o próprio sistema de armazenamento da câmara for amovível, podem ser dos seguintes tipos: O tipo de ficheiros em que essas fotos são armazenadas costumam ter os seguintes formatos:

O método tradicional, que tem pelo menos 150 anos, depende de uma lente para criar uma imagem e um dispositivo para gravação de fótons, como uma matriz de pixels, um filme sensível à luz ou mesmo uma retina. Gang Huang e colegas usaram a detecção de compressão, em 2012, para construir uma câmera que não precisa de lente e usa apenas um único pixel de detecção para tirar fotografias. Além disso, as imagens desta câmera nunca estão fora de foco. Em 2016, a Hitachi desenvolveu uma tecnologia de câmera que pode capturar imagens de vídeo sem usar uma lente e ajustar o foco após a captura de imagem usando um filme impresso com um padrão de círculo concêntrico em vez de uma lente. Esta câmera é essencialmente um chip de sensor que muda o sensor em favor de uma máscara baseada em câmeras de furo. Em vez de um único buraco, no entanto, a máscara apresenta um padrão semelhante a uma grade com múltiplas aberturas que permitem que luz diferente atinja a superfície do sensor.