Sensores em Câmeras Digitais

No dia 02 de fevereiro o blog de tecnologia do portal de notícias G1 divulgou uma lista de lançamentos de câmeras fotográficas digitais. Alguns dos modelos eu até já comentei por aqui, mas o enfoque da matéria foi no número de megapíxels dos lançamentos (entre 7 e 10 megapíxels) e na idéia de alta tecnologia que esses números passam para o consumidor comum. Eu me manifestei nos comentários dizendo que isso era ilusão e que o número de megapíxels elevado até piorava a qualidade das fotos (não fui o único que se manifestou nesse sentido) e hoje o mesmo blog traz um post sobre esse assunto, dando o braço a torcer aos comentários.
Sempre que realizo a análise de uma câmera fotográfica eu faço questão de colocar o tamanho do sensor da mesma. Pode parecer um detalhe técnico sem importância, mas a qualidade de uma imagem digital (que deveria ser o fator mais importante na avaliação de uma câmera) é determinada pela lente, processador interno da câmera e qualidade do sensor. Dentre os atributos de qualidade de um sensor temos que levar em conta o seu tamanho e o tipo.
Tipos de sensores
Nem todos os sensores de câmeras digitais são iguais. Eles possuem diferenças quanto a sua fabricação e consumo de energia. Veja os principais modelos existentes.
CCD (charge-coupled device) - é o tipo mais comum e equipa a maioria das câmeras compactas e DSLR. Apesar de sua qualidade de captura de imagem ser a melhor que existe ele consome muita energia e sua produção é muito cara.
CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) - sensores mais baratos e com baixo consumo de energia. Seus resultados costumam ser abaixo da qualidade do CCD, mas seu preço faz com que ele equipe a maioria das câmeras de baixa qualidade a venda no mercado (Tekpix, Genius G-Shot), mas é usado com sucesso nas DSLR da Canon, onde os fatores de qualidade da lente e do processador interno fazem a diferença.
Foveon - Sensor desenvolvido pela Sigma para equipar suas câmeras reflex. O Foveon se baseia em uma tecnologia de três camadas, onde cada uma é responsável por capturar uma das três cores primárias (vermelho, verde, azul). Nos sensores comuns as três cores são capturadas em uma única camada em forma de mosaico. Em sua última versão, que equipa a câmera SD14, cada camada possuí um pouco mais que 4 megapíxels somando um total de 14 megapíxels de definição máxima. Ainda não tive a possibilidade de ver a qualidade das imagens geradas por esse sensor por conta do recente lançamento.
O futuro - por mais que a tecnologia avance dia a dia, algumas surpresas ainda estão por vir. A Fuji está trabalhando em uma tecnologia muito parecida com a do Foveon e batizou seu projeto como Sensor Orgânico (CMOS Organic Image Sensor). Ele esta planejado para ser lançado em 2008 e, se fizer metade do que a empresa promete, vai tornar tudo que conhecemos como fotografia digital obsoleto.
Tamanho do sensor
Esse é um fator muito importante. Existem vários tamanhos de sensores no mercado. A norma dita que quanto maior o sensor melhor vai ser a qualidade da imagem. Isso acontece também por conta do tamanho do píxel. Quando dizemos que uma câmera tem 5 megapíxels estamos afirmando que existem 5 milhões de píxels em seu sensor. Quando um fabricante lança um novo modelo com 6 megapíxels, mas com o sensor do mesmo tamanho do modelo anterior, implica em diminuição do tamanho do píxel para que mais um milhão sejam alojados nesse sensor. O píxel é a unidade básica de captação de luz no sensor. Quanto maior for seu tamanho físico melhor será a qualidade da imagem. Veja na figura abaixo a relação de tamanhos de sensores disponíveis no mercado (essa figura foi retirada de um tópico do forum Mundo Fotográfico. Para ver o tópico e a figura em tamanho maior é só clicar aqui).

Existem duas câmeras com sensores do mesmo tamanho que os antigos negativos de 35mm (Fullframe): as Canon Eos 5D (12 megapíxels) e 1Ds Mark (8 e 16 megapíxels). As demais se utilizam de sensores menores que causam distorções nas distâncias focais das lentes (fator de corte,ou crop, mas isso eu trato em outro post). O principal efeito causado pela diminuição constante do tamanho do píxel é o nível de ruído em fotos com pouca luz. O ruído é uma aberração cromática onde o píxel acaba se comportando de maneira errada e apresentando uma cor que não é a real, gerando uma granulação estranha na foto. Isso acontece com fotos onde o ISO é elevado.
Dá próxima vez que for comprar uma câmera fique atento para estes detalhes. O tamanho e o tipo do sensor da câmera podem oferecer um indicativo da qualidade do equipamento. Desconfie de equipamentos compactos com um zilhão de píxels e sensores pequenos. Hoje, 4 megapíxels seriam suficientes para suprir as necessidades de 90% dos usuários domésticos. As vazes, nem tudo que é mais moderno é melhor.

February 7th, 2007 at 4:24 am
excelente artigo… as pessoas em geral nao entendem essas coisas, e caem nakela historia de que qto “mais, melhor”… o problema é competir com a grande midia, que é responsavel por criar essas culturas negativas
February 7th, 2007 at 8:02 am
Ótimo post. Já tô até procurando a caixa da minha câmera (Samsung Digimax S700) pra ver essas coisas.
February 7th, 2007 at 8:10 am
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February 12th, 2007 at 3:07 pm
as cores primárias não são azul , vermelho e amarelo ????
February 12th, 2007 at 10:20 pm
Minha cara Lindalva, esse é um problema um pouco mais complexo. O sistema RGB (Red, Green, Blue) é o sistema de cores primárias utilizados para fontes de luz. No caso monitores de computador, datashow e filmadoras e câmeras fotográficas digitais trabalham com esse sistema de cor. Agora, as cores primárias de pigmentação (conseguido com tintas) o amarelo substitui o verde. Mas, a maioria das gráficas utiliza para impressão o sistema de cores primárias CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black), que resultam todas as outras através de sua mistura. Daria para escrever um post só sobre isso, hehe.
February 20th, 2007 at 8:54 pm
[...] A SD-14 utiliza-se do sensor Foveon desenvolvido pela Sigma onde cada cor primária do sistema RGB (Vermelho, Verde, Azul) são capturadas por uma camada independente do sensor. Nos sensores mais comuns (CCD e CMOS) as cores são capturadas em uma mesma camada em um sistema de mosaico, muito parecido com um tabuleiro de xadrez. Cada camada independente do Foveon possuí um pouco mais do que 4 megapíxels somando 14 quando somadas. [...]
February 21st, 2007 at 8:28 pm
[...] Acho que quase todos os fãs de tecnologia conhecem o Meio Bit. O site se tornou um ponto seguro de informações sobre o mundo da tecnologia nos trazendo informação e opiniões de peso para discussão. Hoje o Leo (um dos redatores do site) colocou uma pequena promoção no ar intitulada Ajude a Melhorar o Meio Bit. Tal promoção visa o recebimento de opiniões e sugestões para serem implementadas no site ajudando-o a ser ainda melhor. Como toda promoção tem uma premiação, vão ser sorteados pendrives de 512 MB e as melhores sugestões vão ganhar um link no Meio Bit (já tive um link lá por conta desse post e garanto que a visitação aumenta bastante por conta disso). Para concorrer só é necessário escrever um post com a sua sugestão no seu blog e criar um link para o Meio Bit e para o post da promoção. [...]
June 4th, 2007 at 10:30 pm
Olá adorei o post… caramba agora sim da pra escolher melhor as nossas cameras..rsrs…
agora será q vc poderia me ajudar?
To pensando em comprar essa camera CÂMERA DIGITAL SONY N2 1O.1MP vc pode analizar ele e me dizer se é um bom negócio, com relação ao tamanho do sensor dela. ok espero uma resposta.
to deixando um link aqui, do mercado livre onde tem dela.,
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-57529487-cmera-digital-sony-n2-1o1mpcarto-1gbbolsasedex-gratis-_JM