Fotografia ontem e hoje: princípios da fotografia e fotografia digital

Fotografia ontem e hoje: princípios da fotografia e fotografia digital.
Princípios da fotografia.
A câmera e o filme são usados há mais de 100 anos, tanto para fotografias como para o cinema, e há algo
mágico nesse processo: as pessoas são criaturas visuais e uma foto realmente diz mais que mil palavras!
Apesar de sua longa história, o filme continua sendo a melhor maneira de capturar imagens estáticas e em
movimento por causa de sua incrível capacidade de registrar detalhes de uma forma muito estável.
O que realmente significa quando você "tira" uma foto com uma câmera? Ao acionar o obturador, você congela
um momento no tempo, registrando a luz visível refletida dos objetos no campo de visão da câmera. Para fazer
isso, a luz refletida provoca uma mudança química no filme fotográfico dentro da câmera. O registro químico
é muito estável, e pode ser posteriormente revelado, ampliado e modificado para produzir uma
representação (uma impressão) daquele momento - uma representação que poderá ser colocada no seu álbum de
fotos ou carteira, ou ser reproduzida milhões de vezes em revistas, livros e jornais. Você pode até mesmo
escanear a foto e colocá-la em uma página de internet.
Para entender todo o processo, você vai aprender a ciência por trás da foto: expondo, processando e revelando
uma imagem. Tudo começa com uma compreensão da porção de espectro eletromagnético a que a visão
humana é sensível: a luz.
Luz e energia
A energia do sol chega à Terra em porções visíveis e invisíveis do espectro eletromagnético. A visão humana é
sensível a uma pequena porção desse espectro, que corresponde às cores visíveis - dos comprimentos de
onda maiores da luz (vermelha) aos comprimentos de onda menores (azul).
A luz não é somente uma onda nem somente uma partícula, mas tem as propriedades de ambas. A luz pode ser focada
como uma onda, mas sua energia é distribuída em pacotes separados chamados fótons. A energia de cada fóton está
inversamente relacionada ao comprimento de onda da luz: a luz azul é mais energética, enquanto a luz vermelha tem a
menor energia por fóton de exposição. A luz ultravioleta (UV) é mais energética, mas invisível para os olhos humanos. A
luz infravermelha também é invisível, mas podemos detectá-la se for forte o bastante, simplesmente porque nossa pele
esquenta sob exposição.
É a energia em cada fóton de luz que provoca a mudança química nos detectores fotográficos presentes no filme. O
processo por meio do qual a energia eletromagnética causa mudanças químicas é conhecido como fotoquímica. Tendo
cuidado ao lidar com materiais, eles podem ser quimicamente estáveis até que sejam expostos à radiação (luz). A
fotoquímica apresenta-se de muitas formas diferentes. Por exemplo, plásticos especialmente fabricados podem ser
curados pela exposição à luz ultravioleta, mas a exposição à luz visível não tem efeito. Quando você se bronzeia, uma
reação fotoquímica deixa os pigmentos na sua pele mais escuros. Os raios ultravioleta são particularmente perigosos à
pele porque são muito fortes (muito energéticos).
Ao abrir o obturador da câmera por uma fração de um segundo, você formou uma imagem latente da energia visível
refletida dos objetos no visor. A porção mais brilhante da sua foto expôs a maioria dos grãos de haleto de prata nessa
No interior de um rolo de filme
Se você abrir um rolo de filme colorido de 35 mm, encontrará uma longa tira de plástico de várias camadas. O elemento
essencial do filme é chamado de base e começa como um material plástico transparente (celulóide) com 2 a 4 milésimos
de centímetro de espessura. A parte de trás do filme (em geral, brilhante) tem várias camadas, ncessárias para o
manuseio do filme durante as etapas de fabricação e processamento.
Mas é no outro lado do filme que estamos mais interessados, pois é onde a fotoquímica acontece. Aqui há vinte ou mais
camadas individuais que, juntas, somam menos do que três milésimos de centímetro de espessura. A maior parte desta
espessura é ocupada por um aglutinante especial que mantém os componentes da imagem juntos, chamado gelatina.
Uma versão especialmente purificada da gelatina comestível é usada para fotografia - sim, a mesma coisa usada para
fazer gelatina mantém o filme compacto, e já é assim há mais de 100 anos! A gelatina vem da pele e dos ossos dos
animais. Portanto, há uma conexão importante entre uma vaca, um hambúrguer e um rolo de filme que você
provavelmente nem imaginava.
Algumas camadas sobre o filme não produzem imagens. Elas estão lá para filtrar a luz ou controlar algumas reações
químicas nas etapas de processamento. As camadas formadoras da imagem contêm grãos de tamanho menor que um
mícron de cristais haleto de prata que agem como detectores de fótons. Esses cristais são a alma do filme fotográfico.
Eles passam por uma reação fotoquímica quando expostos a várias formas de radiação eletromagnética, como a luz.
Além da luz visível, os grãos de haleto de prata podem ser sensíveis à radiação infravermelha.
Os grãos de haleto de prata são industrializados combinando nitrato de prata e sais halóides (cloreto, brometo e iodeto)
de maneiras complexas que resultam em uma série de tamanhos, formas e composições de cristais. Em seguida, esses
grãos primitivos são quimicamente modificados na sua superfície para aumentar a sensibilidade à luz.
Os grãos não modificados são sensíveis apenas à porção azul do espectro e não são muito úteis em filme de câmera.
Moléculas orgânicas conhecidas como sensibilizadores espectrais são adicionadas à superfície dos grãos para tornálos mais sensíveis à luz azul, verde e vermelha. Essas moléculas devem absorver (anexar) para a superfície do grão e
transferir a energia de um fóton azul, verde ou vermelho para o cristal de haleto de prata como um fotoelétron. Outros
materiais químicos são adicionados internamente ao grão durante o processo de formação ou na sua superfície. Esses
materiais afetam a sensibilidade do grão à luz, também conhecida como sua velocidade fotográfica (classificação ISO
ou ASA).
Se você chegou até aqui, está de parabéns! A fotografia não é tão fácil quanto parece, mas, novamente, é isso que a faz
ser tão marcante. A capacidade de capturar e registrar fótons individuais de luz e transformá-los em uma memória
duradoura requer muitas etapas. Se qualquer uma delas dá errado, todo o processo é perdido. Por outro lado, quando
tudo funciona, os resultados são surpreendentes.
Fotografia digital
Nos últimos 20 anos, a maioria das grandes inovações tecnológicas nos produtos eletrônicos fez parte de um mesmo
processo básico: a conversão de informações analógicas convencionais (representadas por uma onda variável) em
informações digitais (representadas por uns (1s) e zeros, ou bits). CDs, DVDs, HDTVs, MP3s e DVRs são todos feitos de
acordo com esse processo. Essa mudança fundamental na tecnologia alterou totalmente a maneira como lidamos com
as informações visuais e de áudio: ela redefiniu completamente o que foi possível.
A câmera digital é um dos exemplos mais marcantes dessa mudança porque é bem diferente de sua predecessora. As
câmeras convencionais dependem totalmente de processos químicos e mecânicos: você nem precisa de eletricidade
para utilizá-las. Por outro lado, todas as câmeras digitais possuem um computador embutido e todas elas registram
imagens eletronicamente.
As câmeras digitais não substituíram completamente as câmeras convencionais. Mas, à medida que a tecnologia de
geração digital de imagens avança, as câmeras digitais se tornam cada vez mais populares.
Compreendendo os fundamentos
Digamos que você queira tirar uma foto e enviá-la por e-mail para um amigo. Para isso, precisará que a imagem seja
representada em uma linguagem que o computador reconheça: bits e bytes. Essencialmente, uma imagem digital é uma
longa seqüência de 1s e 0s que representam todos os minúsculos pontos coloridos, ou pixels, que compõem a imagem
(para informações sobre a amostragem e representações digitais de dados, veja esta explicação da digitalização de
ondas sonoras). Digitalizar ondas de luz funciona de forma similar.
Se você quiser tirar uma foto desta forma, terá duas opções:
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pode tirar uma fotografia usando uma câmera de filme convencional, processando o filme quimicamente,
imprimindo-o em papel fotográfico e depois usando um scanner digital para digitalizar a impressão (gravar o
padrão de luz como uma série de valores de pixels);
pode digitalizar diretamente a luz original refletida pelo seu objeto, decompondo imediatamente esse padrão de
luz em uma série de valores de pixels. Em outras palavras, você pode usar uma câmera digital.
Em seu nível mais básico, uma câmera digital, assim como uma câmera convencional, possui uma série de lentes que
focaliza a luz para criar a imagem de uma cena. Mas em vez de focalizar essa luz sobre um pedaço de filme, ela o faz
sobre um dispositivo semicondutor que grava a luz eletronicamente. Um computador então decompõe essas
informações eletrônicas em dados digitais. Todo o divertimento e os recursos interessantes das câmeras digitais vêm
como um resultado direto desse processo.
Nas próximas seções, vamos descobrir exatamente como a câmera faz tudo isso.
Fatos interessantes
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Com uma câmera de 3,2 megapixels, você pode tirar uma
foto com resolução maior do que a maioria dos monitores
é capaz de exibir.
Você pode usar seu navegador web para visualizar fotos
digitais usando o formato JPEG.
As primeiras câmeras digitais voltadas aos consumidores
comuns foram vendidas pela Kodak e pela Apple em
1994.
Em 1998, a Sony inadvertidamente vendeu mais de 700
mil câmeras de vídeo com capacidade limitada de ver
através das roupas.
Uma câmera sem filme
Em vez de um filme, uma câmera digital possui um sensor que converte luz em cargas elétricas.
O sensor de imagem utilizado pela maioria das câmeras digitais é um CCD, charge coupled device. Em vez disso,
algumas câmeras usam a tecnologia de CMOS - complementary metal oxide semiconductor. Ambos os sensores de
imagem CCD e CMOS convertem luz em elétrons. Uma maneira simplificada de pensar a respeito destes sensores é
imaginar uma matriz bidimensional de milhares ou mesmo milhões de minúsculas células solares.
Resolução
A quantidade de detalhes que a câmera pode capturar é chamada de resolução e é medida em pixels. Quanto mais
pixels uma câmera possui, mais detalhes ela pode capturar e fotos maiores podem ser feitas sem granulação ou perda
de nitidez. Veja abaixo algumas resoluções.
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256 x 256 - encontrada em câmeras muito baratas, essa resolução é tão baixa que a qualidade da foto quase
sempre é ruim. Isso corresponde a um total de 65 mil pixels.
640 x 480 - essa resolução é ideal para fotos enviadas por e-mail ou publicação de fotos em sites.
1216 x 912 - este é um tamanho de imagem "megapixel": 1.109.000 pixels totais. Bom para fotos impressas.
1600 x 1200 - com quase 2 milhões de pixels, essa é uma alta resolução. Pode-se imprimir uma foto de 10 cm x
13 cm tirada com essa resolução com a mesma qualidade obtida em um laboratório fotográfico.
2240 x 1680 - encontrada em câmeras de 4 megapixels, permite fotos impressas ainda maiores, com boa
qualidade para impressões de até 40 cm x 51 cm.
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4064 x 2704 - uma câmera digital top de linha com 11,1 megapixels tira fotos com esta resolução. Nessa
configuração, podem-se criar fotos impressas de 35 cm x 23 cm sem perder qualidade de imagem.
Foto cedida Morguefile
Tamanho de uma imagem obtida com resoluções diferentes
As câmeras para consumidores de produtos de alto desempenho podem capturar mais de 12 milhões de pixels. Algumas
câmeras profissionais suportam acima de 16 milhões de pixels ou 20 milhões de pixels nas câmeras de formato grande.
A Hewlett Packard estima que a qualidade do filme de 35 mm é de cerca de 20 milhões de pixels.
Quantos pixels?
Você pode ter notado que o número de pixels e a resolução
máxima não são exatamente iguais. Por exemplo, uma câmera
de 2,1 megapixels pode produzir imagens com uma resolução de
1600 x 1200, ou 1.920.000 pixels. Mas "2,1 megapixels" significa
que deveria haver pelo menos 2.100.000 pixels.
Isso não é um erro de arredondamento ou uma trapaça da
matemática binária. Existe uma discrepância real entre estes
números porque o CCD precisa incluir os circuitos para o
conversor A/D para medir a carga. Esses circuitos são tingidos de
preto, de modo que não absorvem a luz e distorcem a imagem.
Texto elaborado pela Professora Deise para auxiliar nas aulas de artes. O dito texto foi adaptado dos artigos:
Artigo1: Como funciona uma câmera digital
Autores: Tracy V. Wilson, K. Nice e G. Gurevich
Artigo 2: Como funciona o filme fotográfico
Autores: Charles Woodworth