Uma lente de câmera é um sistema óptico de precisão que coleta raios de luz de uma cena e os redireciona para convergir em um único plano — o sensor ou filme — formando uma imagem real, invertida e reduzida. Aqui está a física passo a passo.
Luz de cada ponto do assunto irradia para fora. O diafragma de abertura (íris ajustável) seleciona um cone de raios de cada ponto. Abertura maior (f-number menor) = cone mais largo = mais luz, menor profundidade de campo.
O corpo da lente contém múltiplos elementos (grupos) de vidro/plástico óptico com curvaturas, índices de refração e dispersões (número Abbe) específicos. Cada elemento dobra (refrata) raios segundo a Lei de Snell:
n₁ sen θ₁ = n₂ sen θ₂
Combinando elementos positivos (convergentes) e negativos (divergentes), projetistas corrigem as sete aberrações de Seidel (esférica, coma, astigmatismo, curvatura de campo, distorção, cor lateral, cor axial).
Após o último elemento, raios de um único ponto do assunto convergem para um ponto de foco no plano focal (distância = distância focal para foco no infinito). Todos os pontos formam uma imagem 2D contínua — real, invertida, lateralmente invertida.
Para focar mais perto que infinito, a lente deve se mover para longe do sensor (aumentar distância da imagem). Métodos:
A imagem focada incide no sensor de imagem (CMOS/CCD). Cada fotossítio (pixel) integra fótons durante a exposição, gerando carga proporcional à iluminância local. Mosaico filtro Bayer atribui R/G/B por pixel.
Fechar diafragma (f-number maior):
Obturador mecânico/eletrônico controla tempo de integração.
Lente = computador óptico executando transformada de Fourier em tempo real da radiância da cena. Sensor = amostrador espacial. Processador = reconstrói imagem colorida do mosaico. Cada decisão fotográfica (abertura, foco, obturador, ISO, escolha da lente) manipula essa cadeia.
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