Sensores: Microfones de luz

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ndei escrevendo aqui no blog que o tamanho físico do sensor não é um fator muito importante no workflow de produção de uma imagem fotográfica. Como este é um blog de fotografia com uma leve, e nada disfarçada, preferência pelo processo antigo de exposição e revelação de película e papel, fica parecendo implicância com o novo. Não é. Cada processo tem suas vantagens e desvantagens, e é preciso conhecer bem tudo isso para que se faça a escolha da ferramenta certa para um dado projeto.

O sensor funciona como um teste instantâneo (eba!) e também gera a imagem de custo mais baixo para a publicidade (oba!). Mas isso depende de entendermos como funciona esse treco, e como tirar maior vantagem dele.

Pixels

Um sensor digital enxerga luz através de seus milhões de olhinhos (pixels) arrumados no grid.

Um pixel é definido como um conjunto completo de informações para um ponto da imagem: é um ponto no grid. Este conjunto são os valores para Vermelho, Verde e Azul (RGB), em cada ponto do sensor. Acontece que cada pixel, ou olhinho no grid, ou ponto, só consegue enxergar uma coisa: a intensidade de luz chegando nele.

Veja: um sensor é uma coisa analógica, como um microfone, ou um termômetro, ou um fotômetro; quando o som, o calor ou a luz atingem esses aparelhos, eles emitem um sinal, e o sinal será tanto mais forte quanto mais intenso for o estímulo. Os pixels reagem à quantidade de energia (luz) chegando neles. Não reconhecem se a luz é vermelha ou verde ou azul; só sabem que é luz. São monocromáticos!

O que se faz com esses pixels é cobrir cada um com um filtro vermelho, verde ou azul; pinta-se o pixel para que ele reaja a apenas uma dessas cores. Assim a informação faz sentido: o que o pixel de filtro R te informa é a quantidade de luz R que chegou nele.

O detalhe é que não se pode empilhar três pixels, um sobre o outro, para que cada um enxergue o R, o G e o B – mas cada ponto de uma imagem precisa apresentar esses três valores!

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Filme fotográfico: uma camada de pigmento completa para cada cor. Informação completa.

Os scanners, os sensores de grande formato de 30 mil dólares, e o cromo que você ainda compra baratinho no minilab tem sensores completos para R, G e B (no caso do cromo, há uma camada de pigmento para cada cor, cobrindo completamente o quadro). As cameras digitais, não: ao invés de três sensores para as cores primárias, possuem um sensor, com cada pixel filtrado para R, G ou B. Repare: Red ou Green ou Blue.

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Sensor: representação tosca do Padrão Bayer. Cara, cadê meu Azul?

Como se decide a aplicação dos filtros nos pixels? O padrão de arrumação no grid do sensor é chamado de Padrão Bayer, em homenagem ao cientista da Kodak que o inventou. O padrão tem duas vezes mais G do que R ou B pixels. Com a informação fornecida pelo sensor, as câmeras usam algo chamado “algoritmo de interpolação”, que em português significa um programa que interpreta e completa a informação que falta em cada pixel. Para cada 1/3 de informação fornecida, e com base nos pixels vizinhos, o algoritmo inventa os 2/3 de informação faltantes.

Os Bastidores

Cada fabricante formula e patenteia seu algoritmo, e coloca nos chips das suas câmeras. Esses firmwares estão ficando cada vez mais espertos para produzir definições que simulem perfeitamente o que você viu na cena. A partir de um terço da informação necessária conseguem resultados passáveis (ok, pode me chamar de chato, mas veja um cromo ISO 50, mesmo escaneado, e compare com a minha 6D: me diga se não é muito diferente!) sem que você precise usar muito sharpening.

Cada sinal emitido pelo pixel vem acompanhado de ruído, de novo como um microfone. Quando você aumenta o volume do microfone, ele escuta mais som, e também produz mais ruído, certo? Pois bem, quando você aumenta o ISO do seu sensor, também aumenta o ruído. Os firmwares de qualidade já aplicam filtros e trucagens para aumentar a nitidez e reduzir esse ruído, antes mesmo que apareça a imagem na telinha traseira.

Quando você aumenta o tamanho do sensor, colocando mais e mais pixels no grid, também está aumentando a quantidade de ruído produzido, mas em uma taxa um pouco menor do que aumentando o ISO.

Por isso as DSLRs grandonas colocam o ISO inicial em 200, e as de bolso te oferecem ISO 50. Minha 6D oferece ISO mínimo igual a 50, como uma setagem especial. Eu ponho porque sou teimoso, sabendo que o firmware aplica uma tonelada de maquiagem no arquivo.

Este é o meu “limite prático”: mais ou menos 24MP e um ISO 50 honesto. Para obter imagens mais nítidas em ISO alto é necessário um sensor bem maior, e as lentes precisam ser melhores e mais rápidas também.

Portanto, quando vc for procurar uma boa câmera, antes de olhar megapixels, olhe as imagens que ela produz. Teste a de um amigo, olhe resenhas (boas resenhas, que falem de reprodução de cores a.k.a. interpolação), e quando for ler sobre o sensor procure o que importa.

Ah, e veja que o fabricante não tenha o péssimo hábito de fazer software que não seja utilizável nos modelos mais antigos!

 

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