O fotógrafo e profissional de animação Raymond Sirí criou dois vídeos para explicar como funcionam os sensores das câmeras – seja em modelos profissionais, seja em smartphones.
>>> O que todos devem saber sobre câmeras
Existem dois tipos principais de sensores de imagem para câmeras digitais e filmadoras: CMOS e CCD.
Ambos são feitos de silício, e funcionam de maneira semelhante. Eles dependem do efeito fotoelétrico: isto é, os fótons (partículas de luz) interagem com o silício para mover elétrons no sensor, capturando a imagem.
CMOS
O sensor mais popular é o CMOS (semicondutor metal-óxido complementar), por vezes também chamado de APS (sensor de pixels ativos). Ele está presente na maioria dos celulares, câmeras point-and-shoot recentes, DSLRs e webcams.
Os sensores CMOS contêm fileiras de fotodiodos, que convertem a luz (fótons) em carga elétrica (elétrons). O sensor faz uma varredura, lendo cada fileira de fotodiodos uma a uma, e envia os dados para um processador, que monta a imagem completa. Assim:
O vídeo demonstra que, para capturar as cores, cada pixel é coberto por um filtro – verde, azul ou vermelho. Eles estão organizados no que se chama “matriz de Bayer”: para cada par de pixels vermelho e azul, há dois pixels verdes. (Isso foi inventado por Bruce Bayer, da Kodak.)
Por que isso? Como explica a fabricante de câmeras RED:
Os dois conceitos-chave são: (1) nossos olhos percebem muito mais o brilho do que a cor, e (2) a luz verde contribui cerca de duas vezes mais para a nossa percepção do brilho do que o efeito combinado do vermelho e azul. Alocar mais pixels verdes, portanto, produz uma imagem com aparência muito melhor do que se cada cor fosse alocada igualmente.
Algumas câmeras, no entanto, usam sensores CMOS empilhados que detectam cada cor (verde, azul, vermelho) de forma individual.
A maior vantagem do CMOS é seu custo reduzido, pois pode ser fabricado com métodos semelhantes ao de processadores e outros chips. Além disso, ele consome menos energia.
No entanto, o sensor CMOS leva frações de segundo para ler cada fileira de pixels, em vez de fazer tudo de uma vez. Por isso, certas partes da imagem são capturadas um pouco depois das outras. Isso pode resultar em distorções quando você fotografa um objeto em movimento – é o efeito “rolling shutter”, ilustrado abaixo:
