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Efeitos Narcissus e Gain em Câmeras

Tanto sistemas ópticos infravermelhos (IR) quanto câmeras DSLR (reflex digital de lente única) usam luz para criar imagens. Sistemas IR capturam imagens usando energia eletromagnética radiada em bandas infravermelhas, invisíveis ao olho humano, enquanto DSLRs capturam em bandas de luz visível. O efeito narcissus é um problema a controlar em sistemas IR. Gain na fotografia DSLR não é problema, mas também deve ser controlado. O controle de ambos influencia a qualidade das imagens produzidas.

Infravermelho e o Efeito Narcissus

Ao gravar imagem com câmera infravermelha, reflexos dispersos e variações de temperatura causam distorções. Reflexo de janela, superfície interna da lente ou outro objeto reflexivo pode fazer a câmera detectar e gravar sua própria imagem. Resultado: mancha escura (fria) ou clara (quente) na imagem, dependendo de como a câmera detecta a temperatura do objeto capturado. O efeito narcissus pode ser eliminado mudando o ângulo de visão para evitar reflexo disperso, usando revestimentos antirreflexo em elementos ópticos e garantindo que qualquer superfície reflexiva interna esteja fora de foco e não detectada pela câmera.

Sensores DSLR

Para explicar o conceito de gain em DSLR, entenda o básico do sistema. DSLRs usam sensores de silício para amostrar luz dirigida através da lente. Sensor comum: CCD (dispositivo de carga acoplada). Sensor CCD é grade de elementos de imagem (pixels). Sensor DSLR tem milhões de pixels.

Formação e Armazenamento de Elétrons

Quando o obturador abre, luz (fótons) entra e atinge o sensor CCD. Fótons são absorvidos pela grade de pixels de silício e liberados, via efeito fotoelétrico, como elétrons, armazenados no "poço de potencial" (potential well). O poço tem capacidade máxima — "capacidade de poço cheio" (full-well capacity). A "faixa dinâmica" do sensor é determinada pelo tamanho dessa capacidade e afeta o detalhe capturado.

Conversão de Elétrons para Tensão

Após exposição completa, elétrons no poço são convertidos em pequena tensão analógica. Essa tensão deve ser amplificada para ficar forte o suficiente para a próxima etapa: conversão por conversor analógico-digital (A/D). O conversor A/D transforma dados analógicos em série de números binários.

Gain e ISO

O conversor A/D gera "unidades analógico-digitais" (ADUs), também "números digitais" (DNs). O "gain" do sistema é a razão entre elétrons por pixel e ADUs por pixel. Isso afeta a sensibilidade à luz (ISO) da exposição. Ao alterar ISO na DSLR, altera-se o gain. Aumentando ISO, gain aumenta e elétrons convertidos por ADU diminuem. Menos da capacidade do poço é usada, diminuindo faixa dinâmica e detalhe na imagem resultante. A relação ISO-gain não é padronizada; cada fabricante usa seus próprios ajustes de gain.