Você já deve ter parado para pensar como as fotografias são capturadas em seu smartphone, não é mesmo? Pois a explicação para isso não é tão complicada quanto muitos pensam. Da mesma forma como acontece em câmeras digitais comuns, as integradas a smartphones interpretam a luz recebida pelas lentes e levam isso até o sensor, que é onde a magia realmente acontece.
Mas como é o processo de interpretação das imagens e salvamento das fotografias? Como a luz que chega ao sensor consegue ser transformada em um arquivo de alta resolução? É o que vamos mostrar neste artigo, que dedicamos para a explicação de como funcionam os sensores das câmeras digitais que estão integradas aos smartphones. Será que você já sabe todas as respostas?
A retina das câmeras
Você já deve ter ouvido falar que os sensores são a retina das câmeras digitais. Isso não acontece por acaso, uma vez que é no sensor que as fotografias são realmente capturadas pelos smartphones. Os sensores — independente da tecnologia empregada — são compostos por circuitos integrados com detectores de luz, amplificadores, transistores e hardware de processamento.
Sensor CMOS
Quando o usuário aciona o software, o hardware é ativado e faz a captura daquele instante para enviar à memória. A grande maioria dos smartphones utiliza sensores CMOS (Complementary Meta-Oxide Semiconductor), que funcionam de um modo bem interessante. Os fotodetectores são responsáveis por cada pixel registrado e é quando a luz chega até eles que ocorre o congelamento da imagem.
No primeiro momento, essa informação de luz ainda é analógica. Por isso, ela precisa ser amplificada e convertida em sinal digital (no hardware chamado ADC, “analog-to-digital converter”), sendo que esse sinal é correspondente ao brilho percebido pelos fotodetectores. Ou seja: a intensidade da luz é convertida em informações que serão levadas como sinal até as etapas seguintes do armazenamento.
A luz (analógica) é transformada em sinal digital para a captura das fotografias
As cores também são geradas nesse processo. Para isso, existe um mecanismo chamado de filtro Bayer sobre o sensor — sem ele, as imagens seriam monocromáticas. Depois de passar por esse filtro, o sinal digital ativa um software de interpolarização que produz o resultado colorido das fotografias.
Filtro Bayer
A diferença básica entre CMOS e CCD é vista no momento da captura. No primeiro tipo de hardware, as informações são capturadas em linha pelos fotodetectores — ou seja, cada linha é lida de uma vez, processada e armazenada para construir uma foto. Já no CCD, o sensor capta a luz de todas as linhas de uma vez e faz a leitura em seguida. Isso quer dizer que esse tipo de sensor é mais eficaz para registrar elementos em alta velocidade.
Quantos fotodetectores existem na câmera?
Você já leu esse termo “fotodetectores” várias vezes. Eles também podem ser chamados de fotossensores e trabalham de um modo bem simples: detectando a luz, é claro. Como dissemos anteriormente, cada um deles é responsável pela captura de um pixel de imagens. Logo, a quantidade de pixels vai refletir diretamente na quantidade de fotodetectores presentes naquele sensor.
Cada pixel é representado por um um fotodetector
Se um sensor de imagens promete fotografias com resoluções de até 13 MP, isso significa que ele possui 13 milhões de fotodetectores presentes em sua estrutura — uma vez que 1 MP representa 1 milhão de pixels.
A importância do ISO
Todo sensor de câmera digital possui um índice de sensibilidade à luz. O valor do ISO significa o quanto o aparelho ele é capaz de transformar luz em imagens estáticas — mostrando também que é mais ou menos capaz de realizar capturas em ambientes com pouca luminosidade. Quanto maior o ISO, maior sua sensibilidade, e por isso é necessário menos tempo de exposição para que as imagens fiquem mais bem iluminadas.
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