A fotografia tornou-se parte de nossas vidas. Tiramos imagens todos os dias, compartilhamos com amigos e família, e silenciosamente incentivamos outros a fazer o mesmo sem perceber, resultando em uma quantidade incrível de fotos sendo tiradas globalmente.
Pressionar o botão de disparo inicia uma reação em cadeia dentro da câmera, levando a uma imagem sendo registrada. É uma série de eventos que acontecem um após o outro dentro da câmera, todos acionados pelo pressionar do botão de disparo. É como um efeito dominó — suave e eficiente.
Já se perguntou o que exatamente acontece dentro de uma câmera durante esse processo de criação de imagem? Já quis saber como uma câmera captura uma imagem? Hoje, aprenderemos tudo sobre isso e mais.
A câmera é uma caixa à prova de luz com um pequeno orifício em uma extremidade. A luz entra na câmera através desse orifício, e uma imagem é formada em um meio fotográfico. Esta é a explicação mais simples das funções internas de uma câmera. No entanto, além desta explicação simples, cerca de cem processos diferentes acontecem como um relógio.
Graças à chegada de smartphones poderosos com sistemas de câmera embutidos, há uma câmera capaz em quase todas as mãos ao redor do globo. Se o Kodak Brownie trouxe a fotografia para o consumidor médio, os smartphones definitivamente trouxeram a fotografia ao alcance de todos.
Independentemente da marca ou modelo da câmera que você olhe, ela é essencialmente composta por três partes principais. Podemos separá-las em: a lente, o corpo da câmera e o meio sensível à luz, que converte sinais ópticos em informações eletrônicas.
Os raios de luz entram na câmera através da lente. Eles passam pelo corpo da câmera e atingem o sensor na parte traseira da câmera, onde a imagem é formada.
Vamos dar uma olhada mais de perto em cada um desses componentes para descobrir exatamente o papel que cada um desempenha no processo de criação de imagem.
A primeira parte da câmera lida com os raios de luz entrando na câmera. Ela faz isso através do barril da lente.
O barril da lente tem elementos de vidro óptico. O trabalho desses elementos de vidro é acumular os raios de luz dispersos e direcioná-los para o filme ou sensor de imagem na parte traseira da câmera para produzir uma imagem.
Além disso, existem outros elementos de vidro que ajudam a focar a imagem.
Sobre estes, há muitos outros elementos, cada um com papéis específicos. Estes incluem elementos ED que ajudam a corrigir aberrações cromáticas, elementos VR para contrabalancear tremores de imagem, e assim por diante.
Uma das características essenciais da sua lente é a função de zoom. Nem todas as lentes têm essa funcionalidade. Lentes que não dão zoom são conhecidas como lentes prime (fixas).
Quando você gira o anel de zoom no corpo da lente, certos elementos dentro do barril da lente se movem para frente e para trás. Este movimento tem um efeito de ampliação na imagem. Então, quando você dá zoom in, o assunto aparece maior, e quando dá zoom out, o assunto aparece menor.
O sensor digital é o aspecto mais essencial da sua câmera. É o sensor digital que captura a luz e a transforma em sinais elétricos. Nos velhos tempos, havia filme fotográfico no lugar do sensor digital.
Discutirei o filme fotográfico logo após esta seção.
O sensor digital é composto por uma placa fina. Em um lado da placa, há uma matriz de fotodiodos sensíveis à luz. O outro lado do sensor tem a fiação.
Em alguns sistemas de câmera mais antigos, a fiação ficava no mesmo lado dos fotodiodos. Isso era fundamentalmente um design ruim. Isso levava a muita desordem e resultava em perda de luz e aumento de ruído.
Sensores de câmera modernos são projetados melhor. Eles usam uma arquitetura empilhada que reduz ainda mais o ruído e melhora a qualidade das imagens. Além disso, o design de iluminação traseira (backside-illuminated) garante que os fotodiodos consigam coletar muito mais luz e, como resultado, produzam imagens mais limpas.
Discutirei em detalhes como um sensor de imagem típico funciona em um tópico subsequente abaixo.
Antes do sensor digital, havia o filme fotográfico. O filme fotográfico foi popularizado e produzido em massa na época de George Eastman. Mas nos primeiros dias do filme fotográfico, ele não era feito de material plástico. Em vez disso, era feito com papel. Filme transparente à base de nitrocelulose começou em 1889.
O filme fotográfico moderno é uma tira fina de base de filme transparente com um lado revestido com uma camada de emulsão de gelatina. Cristais de haleto de prata são usados nessa emulsão. Este cristal de haleto de prata determina a sensibilidade à luz da superfície revestida, a resolução e a qualidade geral da imagem.
A câmara escura está associada ao revelação e impressão de filme fotográfico. É um processo antigo que agora foi tornado inútil devido ao advento de sensores digitais e processamento de imagem na câmera.
Uma câmara escura é um quarto à prova de luz usado para revelar os rolos de filme fotografados.
Uma série de banhos químicos são preparados, e o negativo é banhado naquelas soluções para iniciar o revelado e, quando o processo de revelação termina, para interromper o desenvolvimento adicional. A primeira solução é conhecida como Revelador e a segunda como Banho de Parada.
Uma vez que os rolos de filme são revelados, eles são impressos usando papel fotográfico. Um ampliador é usado para transferir luz através dele e para um papel fotográfico contendo haleto de prata sensível à luz.
O corpo da câmera forma a unidade principal do seu equipamento fotográfico.
Existem muitos tipos diferentes de sistemas de câmera em uso. Não entrarei em muitos detalhes sobre esses aspectos aqui.
Em um sentido amplo, os sistemas de câmera podem ser divididos em dois segmentos: (a) aqueles com sistema de lente intercambiável e (b) aqueles com sistema de lente fixa.
Ambos são populares e ambos têm vantagens e desvantagens. Mas o primeiro (lentes intercambiáveis) tornou-se o mais dominante.
Esses sistemas de câmera têm uma montagem de lente, o que significa que você pode trocar lentes e escolher qual lente usar em uma determinada situação de fotografia. Daí o nome câmeras de lente intercambiável.
Existem dois tipos principais de sistemas de câmera de lente intercambiável atualmente em uso: (a) DSLRs e (b) Mirrorless.
Vamos ver a física de como uma imagem é formada dentro de um desses sistemas de câmera. Tanto DSLRs quanto sistemas mirrorless têm uma coisa em comum: o sensor digital na parte traseira da câmera. Eles também têm uma grande diferença: o espelho reflexo. DSLRs têm, e câmeras mirrorless não. Isso também explica por que uma DSLR tem visor óptico e uma mirrorless tem visor eletrônico.
Ambos os sistemas de câmera sendo bastante semelhantes, usarei uma DSLR para explicar o processo real de criação de imagem em um desses sistemas.
Como já explicado, DSLR significa digital single-lens reflex (reflexo digital de lente única). A palavra reflex refere-se ao espelho reflexo dentro da câmera. Quando você olha pelo visor de uma câmera DSLR, a visão que você vê é a produzida pela luz entrando na câmera e sendo refletida pelo espelho reflexo.
Até agora, você sabe que o barril da lente permite a luz entrar na câmera. A lente tem uma pequena abertura conhecida como abertura. O tamanho desta abertura pode ser controlado usando controles mecânicos e eletrônicos na câmera.
Quanto maior a abertura da abertura, maior a quantidade de luz que entra na câmera e vice-versa.
Após entrar no barril da lente, a luz atinge um espelho reflexo. Este espelho é posicionado em um ângulo de 45 graus para facilitar a reflexão da luz para cima em um ângulo de 90 graus.
Após ser refletido pelo espelho reflexo, a luz é refletida novamente por um pentapeslho ou pentaprisma, dependendo do tipo de câmera DSLR. Após a reflexão, a luz é direcionada através do visor na parte traseira da câmera. Esta é a visão que você vê ao olhar pelo visor.
Mas não é só isso. Quando você pressiona o botão do obturador, o espelho reflexo na frente do sensor de imagem se move para cima e para fora do caminho da luz incidente. A luz agora tem um caminho livre em direção ao sensor na parte traseira da câmera.
Mas antes que isso aconteça, as cortinas do obturador precisam abrir. Existem duas cortinas do obturador em qualquer câmera DSLR. A primeira abre para permitir a entrada de luz e atingir o sensor. A segunda segue logo após para fechar a abertura. Após o processo de criação de imagem ser concluído, ambas as cortinas são resetadas e prontas para o próximo disparo.
O processo final acontece quando os raios de luz atingem o sensor de imagem. Cada fotodiodo no sensor de imagem pode ser comparado a um balde coletando água. Exceto que, neste caso, os fotodiodos estão coletando fótons.
Os fótons são convertidos em informação eletrônica. É pertinente mencionar que cada fotodiodo é coberto com um filtro que permite apenas uma das três cores primárias passar. O resto das cores é descartado.
Os fotodiodos são arranjados em uma matriz onde as três cores primárias — azul, verde e vermelho — são coletadas. Curiosamente, há o dobro de filtros verdes que vermelhos ou azuis. A razão é que o olho humano é mais suscetível a ver a cor verde que vermelho ou azul. Ter o dobro de pixels verdes permite uma imagem mais limpa e natural.
O processo de autofoco é uma tecnologia relativamente nova em câmeras. Não tenho escopo para discutir tudo sobre autofoco e sua história aqui. Posso dizer que o autofoco em sistemas DSLR iniciais dependia do mecanismo da lente onde um divisor de feixe era usado para dividir os feixes de luz entrando na câmera e atingindo o espelho reflexo principal.
Após atingir o espelho reflexo principal, a luz era redirecionada para um sensor de autofoco na parte inferior da câmera. O feixe dividido atingia um espelho secundário antes de alcançar aquele sensor de autofoco. Esta é uma tecnologia muito complexa que depende da eficiência mecânica do design da câmera.
O único grande revés do mecanismo tradicional de autofoco por detecção de fase é que, com a câmera no modo live view, ele não funciona. Fabricantes de câmeras tiveram que depender do mecanismo mais antigo e lento de detecção de contraste para travar foco no modo live view.
Sistemas DSLR modernos usam tecnologia de detecção de fase aprimorada. A tecnologia usa um design de detecção de fase on-chip construído no chip do sensor principal.
A Canon foi a primeira marca de câmera com essa nova tecnologia de autofoco. Eles a chamaram de Dual Pixel Auto Focus. Hoje, a maioria dos fabricantes usa a mesma tecnologia em diferentes formas. Você pode encontrar tecnologia semelhante em smartphones.
O processo interno de uma câmera é um testemunho da ingenuidade da mente humana. Desde seus humildes começos há cerca de 2000 anos, quando a câmara escura foi descoberta, até a maravilha moderna que é uma câmera mirrorless, a tecnologia veio longe. E com ela evoluiu o processo de criação de imagem.
No entanto, o que não mudou são os princípios básicos da criação de imagem, as regras e diretrizes. Ainda é a mente humana onde a imagem é formada primeiro antes de uma câmera capturá-la.
A mente humana constantemente empurrou os limites do que é possível com uma câmera. Nova tecnologia simplesmente tornou mais fácil capturar a visão de alguém, mas não conseguiu eliminar os seis centímetros atrás dela.
Achou esta leitura interessante? Quer saber mais sobre como uma lente de fotografia funciona? Confira.
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