Como está organizada e funciona uma câmara DSLR

A câmara fotográfica foi criada em 1861 para captar e armazenar imagens fixas. Originalmente, estas imagens eram captadas em placas especiais e, mais tarde, em película. O desenvolvimento da tecnologia digital teve início na década de 1970, o que fez com que as câmaras de filmar tradicionais se tornassem menos populares. Atualmente, as câmaras digitais substituíram quase por completo as analógicas. Estes dispositivos modernos permitem aos utilizadores tirar fotografias de alta qualidade. Os tipos mais comuns de câmaras digitais são os modelos sem espelho e os modelos compactos. Se estiver envolvido em fotografia, recomenda-se a utilização de câmaras sem espelho ou DSLR. No entanto, é importante ter um conhecimento básico do funcionamento das câmaras e dos seus componentes.

O princípio de funcionamento das câmaras fotográficas

• Ao ser premido o botão, o obturador abre-se, permitindo a entrada da luz reflectida pelo objeto através da lente da câmara;
• Esta luz forma uma imagem no componente fotossensível (como uma matriz ou película), capturando efetivamente a fotografia;
• Assim que a fotografia é tirada, o obturador fecha-se e a câmara é preparada para os disparos seguintes.

Todo o processo de captação de uma fotografia ocorre numa mera fração de segundo. Os pormenores específicos deste processo podem variar em função dos elementos de conceção específicos dos diferentes modelos de equipamento fotográfico.

Ao contrário das câmaras de filmar, as câmaras digitais utilizam um método fotoelétrico em vez da preservação fotoquímica das imagens. Isto significa que, em vez de a luz ser utilizada para criar uma reação química na película, é convertida num sinal elétrico e gravada num dispositivo de armazenamento digital.

Uma vantagem deste processo é que a imagem captada pode ser imediatamente visualizada num ecrã de cristais líquidos, permitindo uma avaliação rápida do resultado. Também pode ser facilmente guardada num computador ou portátil para posterior visualização, edição, transmissão (por exemplo, através da Internet) ou impressão em papel fotográfico utilizando uma impressora.

Elementos básicos de uma câmara digital

Uma câmara sem espelho é uma peça de equipamento fotográfico altamente avançada, tanto em termos de design como de funcionalidade. Serve de exemplo útil para compreender o funcionamento interno de outros tipos de câmaras.

Os principais componentes de uma câmara digital sem espelho incluem:

• lente;
• sensor;
• diafragma;
• obturador;
• pentaprisma;
• visor;
• espelhos rotativos e auxiliares;
• caixa estanque à luz.

O diagrama detalhado abaixo ilustra a estrutura da câmara, destacando os principais componentes envolvidos no processo de aquisição de imagem.

O funcionamento da câmara e a capacidade de captar fotografias de alta qualidade dependem de mais do que apenas os componentes principais. Acessórios como unidades de flash, cartões de memória, baterias, ecrãs LCD e uma variedade de sensores também desempenham um papel crucial. No entanto, é importante notar que estes elementos adicionais não fazem parte integrante do funcionamento fundamental do equipamento fotográfico.

Lente da câmara

No enquadramento, existe um sistema ótico conhecido como objetiva, que é composto por lentes. Estas lentes podem ser de vidro ou de plástico, consoante o custo do modelo. Quando a luz passa através das lentes, sofre refração e cria uma imagem na matriz. As lentes de alta qualidade garantem que as fotografias são captadas com precisão e nitidez, sem quaisquer distorções.

As novas objectivas podem agora vir equipadas com circuitos electrónicos que têm a capacidade de controlar várias funcionalidades, como estabilizadores ópticos e definições de abertura. No entanto, esta funcionalidade pode não estar disponível nos modelos de câmaras mais antigos.

As principais características das lentes incluem:

1. Luminosidade – um parâmetro que indica a relação entre o brilho do objeto que está a ser visualizado e a quantidade de luz recolhida pelo sistema de lentes e sensores.
2. A distância focal é a distância, normalmente medida em milímetros, entre o centro ótico da objetiva e o plano focal onde se encontra o sensor. Determina o ângulo de visão e o tamanho da imagem resultante.
3. O zoom refere-se à capacidade de um sistema ótico para ampliar a imagem de objectos distantes. Esta capacidade é determinada pelo rácio das distâncias focais, do máximo ao mínimo.
4. Pode também referir-se a um tipo específico de montagem de objetiva.

No que diz respeito às marcações da objetiva, o primeiro número (ou par de números) indica normalmente a distância focal, enquanto o segundo número (ou par) representa o valor da abertura. A fotografia abaixo ilustra a classificação das objectivas com base na distância focal e no ângulo de visão, sendo o tipo padrão de ótica considerado mais versátil.

Nota: O desempenho das objectivas é fortemente influenciado pela abertura. Um valor de abertura mais elevado significa um equipamento fotográfico superior, o que resulta num preço mais elevado. Uma objetiva com uma abertura maior permite velocidades de obturação mais rápidas do que uma com um valor de abertura menor.

Montagem da ótica

A montagem da lente é utilizada para ligar a lente ao corpo da câmara. Esta ligação é um mecanismo especial de alta precisão, muitas vezes sob a forma de um tipo standard. A unidade de fixação pode ser concebida como uma porca de acoplamento com ranhuras ou saliências na estrutura com ranhuras correspondentes no corpo. Em alguns modelos, a ligação de baioneta é uma rosca grossa com um curso curto.

A baioneta tem várias características principais:

• O diâmetro, que afecta a abertura da objetiva.
• A distância de trabalho, que é representada na fotografia abaixo e determina a gama de distâncias focais.

Um fator essencial a considerar é que a câmara e a objetiva devem ter distâncias de trabalho compatíveis. Isto é crucial porque determina se é possível utilizar ópticas de diferentes sistemas na câmara através da utilização de um adaptador.

Abertura e suas funções

O diafragma é um sistema de abertura que controla a quantidade de luz que chega ao sensor de imagem da câmara digital. Está posicionado no interior da objetiva, entre as várias lentes.

Em termos de estrutura, este componente é constituído por uma série de pétalas sobrepostas, cujo número típico varia entre 2 e 20. Estas pétalas têm várias formas, e o seu grau de sobreposição determina o tamanho e a forma da abertura, que pode ser circular (quando totalmente aberta) ou poligonal (quando parcialmente aberta). Ao abrir e fechar, o diafragma regula a quantidade de luz que entra na câmara. As objectivas de gama alta possuem frequentemente diafragmas multi-lâminas para um melhor desempenho.

A profundidade de campo do espaço fotografado é determinada pelo tamanho da abertura da objetiva. Quanto maior for a abertura, menor será a profundidade de campo. Esta relação permite aos fotógrafos obter vários efeitos nas suas fotografias, como isolar um objeto do fundo.

Para além destes factores, o tamanho da abertura também tem impacto na imagem resultante das seguintes formas:

• Aberração, ou erros na transmissão da imagem, é minimizada quando a abertura é fechada no seu tamanho máximo.
• A difração, que se refere à curvatura das ondas de luz em torno de obstáculos, afecta a capacidade da ótica para reproduzir com precisão objectos próximos (uma medida conhecida como resolução da lente), particularmente quando o tamanho da abertura é reduzido.
• Um problema comum na fotografia é a vinheta, que é a redução da iluminação do centro para as margens da imagem. Este efeito é mais percetível quando a abertura está totalmente aberta.

A abertura é normalmente representada pela letra "f" seguida de um número, que indica o diâmetro da abertura. Números mais pequenos correspondem a aberturas maiores. Atualmente, o diâmetro máximo de abertura na maioria das objectivas é de 2.8. A resolução ideal é normalmente alcançada em aberturas entre f/8 e f/11, quando a difração e a aberração estão equilibradas.

Nas DSLRs contemporâneas, as objectivas vêm com diafragmas de abertura do tipo salto. Estes diafragmas apenas se aproximam de um valor específico durante o momento efetivo de captação da imagem. Para determinar a profundidade de campo de uma imagem num determinado diâmetro de abertura, muitas SLRs estão equipadas com um repetidor, que é um mecanismo que reduz forçosamente a abertura para o valor desejado.

Funcionamento do espelho

Quando a luz passa pelo orifício de abertura do diafragma, é direccionada para o espelho. Neste ponto, a luz é dividida em duas partes. Uma parte é enviada para os sensores de fase, que estão posicionados para refletir no espelho secundário. Estes sensores determinam se a imagem está ou não focada. Com base nesta informação, o sistema de focagem dá instruções às objectivas para se moverem em conformidade, assegurando que o objeto a fotografar é nítido e claro. Este ajuste automático é conhecido como focagem automática de fase e é uma das principais vantagens das câmaras SLR em comparação com as câmaras digitais sem espelho. Se quiser ver o espelho localizado no interior do corpo da câmara, basta retirar a objetiva.

O fluxo secundário incide no ecrã de focagem, normalmente feito de vidro fosco. Isto permite ao fotógrafo avaliar prontamente a profundidade de campo e a precisão da focagem para a imagem seguinte. Posicionada acima do ecrã de focagem, uma lente convexa amplia a imagem resultante. Ao premir o botão do obturador, o espelho recua, permitindo a entrada livre de luz no sensor.

Os modelos equipados com um espelho translúcido fixo constituem uma categoria inteira de equipamento fotográfico. Esta caraterística permite a funcionalidade de focagem automática não só ao captar imagens, mas também ao gravar vídeos em "Visualização ao vivo" modo. Para além disso, a visualização contínua é também uma opção.

Funções e variedades do obturador

Uma vez premido o botão de disparo, é ativado o obturador, que está posicionado entre o espelho e o sensor. O papel do obturador é controlar a quantidade de luz que chega ao sensor. O tempo durante o qual o obturador permanece aberto é conhecido como velocidade do obturador, e é durante este tempo que ocorre o processo de exposição.

Nas DSLRs, existem dois tipos de obturadores:

• Obturadores mecânicos (a opção mais comum)
• Obturadores electrónicos (digitais)

Os obturadores mecânicos consistem em cortinas verticais ou horizontais que são opacas à luz. As principais características destes obturadores são a velocidade e o desfasamento. O atraso refere-se ao tempo que o obturador demora a abrir depois de premido o botão do obturador.

Os obturadores podem abrir e fechar rapidamente, normalmente numa fração de segundo, graças à presença de electroímanes ou molas. A velocidade do obturador refere-se à quantidade de tempo que demora a captar uma imagem após o disparo do obturador. Os obturadores mecânicos têm certas limitações no que respeita à velocidade do obturador. No entanto, com o advento dos obturadores digitais, é atualmente possível atingir velocidades de obturador tão rápidas como 1/8000 de segundo.

Um obturador eletrónico, por outro lado, não existe como um dispositivo separado, mas sim como um método de controlo da exposição pelo próprio sensor. Neste caso, a velocidade do obturador é definida como o intervalo de tempo entre a reposição do sensor e o momento em que a informação é lida. A utilização de obturadores electrónicos oferece a vantagem de obter tempos de exposição mais curtos sem depender de alternativas mecânicas dispendiosas.

Os dispositivos fotográficos que combinam obturadores electrónicos e mecânicos são considerados mais avançados. Neste caso, o obturador eletrónico é utilizado para velocidades mais curtas, enquanto o obturador mecânico é utilizado para velocidades mais longas. Além disso, o obturador mecânico ajuda a proteger o sensor da câmara contra o pó.

A abertura e a velocidade do obturador são factores-chave no controlo da quantidade de luz que entra na câmara e são cruciais para o processo fotográfico. Ao manipular estas definições, os fotógrafos podem obter vários efeitos.

Pentaprisma e visor

Depois de passar pelo ecrã de focagem, o fluxo de luz entra no pentaprisma. No interior do pentaprisma, existem dois espelhos que trabalham em conjunto para manipular a imagem. Inicialmente, a imagem é recebida de forma invertida devido ao espelho rotativo. No entanto, os espelhos do pentaprisma invertem a imagem, permitindo que o visor apresente a imagem final na sua forma correcta e normal.

O visor é uma ferramenta essencial para os fotógrafos, pois permite-lhes pré-visualizar e avaliar a composição das suas fotografias antes de as capturarem. Existem várias características-chave que definem um visor:

• Luminosidade: O brilho do visor depende da qualidade e das propriedades de transmissão de luz do vidro utilizado na sua construção.
• Tamanho: O tamanho ou a área do visor pode ter um grande impacto na capacidade do fotógrafo de avaliar a composição.
• Cobertura: Os visores modernos têm normalmente uma cobertura de 96-100%, o que significa que apresentam quase todo o enquadramento que será captado.

Vale a pena notar que os fotógrafos geralmente acham mais fácil avaliar as suas composições utilizando visores maiores com vidro mais leve. No entanto, este tipo de visor encontra-se normalmente em modelos de câmaras de gama alta.

Diagrama que mostra o percurso da luz no visor da câmara

As câmaras SLR podem ter diferentes tipos de visores:

• Visores ópticos;
• Visores electrónicos;
• Visores de espelho.

Os visores ópticos são os mais utilizados. Estes dispositivos são constituídos por um sistema de lentes colocadas perto da lente da câmara. A sua vantagem é o facto de não necessitarem de energia para funcionar, mas podem introduzir alguma distorção na imagem.

Os visores electrónicos, por outro lado, são pequenos ecrãs de cristais líquidos (LCD). A imagem é transmitida para o ecrã a partir do sensor da câmara. Os visores electrónicos podem ser utilizados mesmo sob luz solar intensa, uma vez que estão localizados no interior do corpo da câmara. No entanto, consomem energia durante a utilização.

Os visores de espelho são amplamente considerados como a escolha superior devido à sua capacidade de oferecer o maior contraste e qualidade no que diz respeito aos contornos dos objectos. Estes dispositivos passaram das câmaras analógicas de filme para o domínio da fotografia digital. O espelho rotativo é responsável pela criação da imagem que o fotógrafo vê.

No entanto, também existem modelos disponíveis sem visor eletrónico. Em vez disso, os fotógrafos confiam num monitor LCD para a composição da imagem. Infelizmente, estes ecrãs têm os seus inconvenientes. Tornam-se extremamente difíceis de ver sob luz solar intensa e a sua resolução também pode ser limitada.

Matriz da câmara SLR digital

A matriz DSLR é um chip, analógico ou digital-analógico, que contém fotossensores. Estes fotossensores são responsáveis pela conversão da energia luminosa numa carga eléctrica, que é diretamente proporcional ao brilho da luz. As matrizes desempenham um papel crucial na tradução da imagem ótica num sinal analógico ou em dados digitais, que passam depois por uma sequência de conversores, processadores e cartões de memória.

Importante! É instalado um filtro de luz à frente do chip para obter imagens coloridas.

As principais características das matrizes incluem:

• Resolução
• Dimensão
• Sensibilidade à luz (ISO)
• A relação sinal/ruído (a presença de grupos de pontos caoticamente dispostos de cores diferentes, resultantes de uma iluminação insuficiente dos objectos)

A resolução é definida como a quantidade de elementos sensíveis à luz num componente, medida nos dispositivos modernos através de megapixéis (equivalente a um milhão de fotossensores). Quanto maior for o número destes elementos, maior será a precisão com que os pormenores de uma fotografia são captados e reproduzidos.

O tamanho do sensor de imagem, medido na diagonal, determina a sua capacidade de captar a luz e a presença de ruído na imagem resultante. Um tamanho de sensor maior é benéfico, pois permite uma captação de luz mais eficaz e reduz o ruído. Em modelos populares de câmaras, o tamanho do sensor varia normalmente entre 1/1.8 a 1/3.2 polegadas.

As matrizes têm uma gama de sensibilidade de 50-3200. Valores de sensibilidade mais elevados permitem fotografar em condições de pouca luz, como ao anoitecer ou à noite, mas também resultam em níveis de ruído mais elevados. Considera-se que o nível ISO ótimo se situa entre 50 e 400, uma vez que o aumento da sensibilidade conduz a mais ruído.

As câmaras SLR têm normalmente dois tipos de matrizes:

• full-frame, que é o mesmo tamanho de um fotograma de filme de 35 mm;
• truncado, com uma diagonal reduzida.

Estas matrizes diferem nos seus formatos:

• Full Frame – quadro completo (35×24 mm);
• APS-H – matrizes de câmaras profissionais (29×19-24×16 mm);
• APS-C – utilizado em modelos de câmaras de consumo (23×15-18×12 mm).

Os sensores full-frame são maiores do que os sensores cropados. São fornecidos com modelos de câmaras de nível profissional.

Sistemas de estabilização de imagem

Mover a câmara durante a captura de fotografias ou ter as mãos trémulas pode levar à captura de imagens desfocadas. Para combater este problema, algumas câmaras estão equipadas com um estabilizador de imagem, embora nem todos os modelos tenham esta caraterística. Existem três tipos de estabilizadores de imagem disponíveis:

• Estabilizador ótico;
• Estabilizador de matriz móvel;
• Estabilizador eletrónico (digital).

O primeiro tipo, o estabilizador ótico, consiste num conjunto de lentes integradas na objetiva da câmara, que são controladas por sensores especiais. Sistemas com um estabilizador de matriz móvel, como o "Anti-shake", envolvem a fixação do sensor da câmara numa plataforma móvel. No entanto, estes sistemas são considerados menos eficazes em comparação com a estabilização ótica.

A estabilização eletrónica da imagem, também conhecida como supressor de vibrações, depende apenas do processamento da imagem pelo processador da câmara. Este tipo de estabilização pode ser utilizado com qualquer objetiva.

Uma breve descrição das outras partes do equipamento fotográfico

A presença de um flash fotográfico permite ao fotógrafo iluminar objectos que estejam próximos em primeiro plano. Normalmente, estes dispositivos incorporados têm capacidades de baixa potência. Assim, as câmaras semi-profissionais e profissionais vêm equipadas com um conetor que permite a ligação de unidades de flash adicionais.

A câmara tem várias funções que aumentam a sua capacidade de utilização, uma das quais é a possibilidade de utilizar flashes para minimizar o efeito de olhos vermelhos. Adicionalmente, oferece vários modos de funcionamento principais:

• automático;
• forçado;
• sincronização lenta;
• sem flash.

Para tirar auto-retratos ou reduzir a vibração da câmara, existe uma função de temporizador. Esta função introduz um atraso entre o momento em que o botão do obturador é premido e o momento em que a câmara tira efetivamente a fotografia.

Por outro lado, para sessões de fotografia prolongadas, recomenda-se que certos modelos DSLR sejam alimentados com um adaptador ligado através de um conetor de entrada DC, em vez de utilizar pilhas recarregáveis. Esta opção só funciona se tiver acesso a uma fonte de alimentação de 220V.

O processador da câmara é responsável pelas seguintes funções:

• controlando o flash, a interface da câmara e a focagem automática;
• O processador calcula o nível de exposição de uma fotografia.
• Processa os dados que são captados pelo sensor da câmara.
• O processador ajusta vários parâmetros da imagem, tais como nitidez, sensibilidade à luz, contraste, equilíbrio de brancos e ruído.
• Após o processamento, a imagem é guardada num cartão de memória através da compressão dos ficheiros.
• O processador também permite a comunicação com dispositivos externos, como um computador.

Depois de os dados digitais serem processados pelo processador da câmara, são armazenados na memória RAM do dispositivo. Para garantir o armazenamento permanente, a informação pode ser guardada em cartões de memória amovíveis, como o formato SecureDigital (SD).

Com a utilização de botões de controlo, tem a capacidade de manipular manualmente uma série de definições. Isto inclui o ajuste da velocidade do obturador e da abertura, bem como a definição da sensibilidade à luz do sensor e do equilíbrio de brancos. Este nível de controlo dá-lhe o poder de supervisionar todo o processo fotográfico e de dar vida aos efeitos desejados.

Conclusão

As câmaras SLR são a escolha favorita dos fotógrafos profissionais e dos entusiastas da fotografia devido à sua capacidade de captar imagens de alta qualidade. As matrizes de grandes dimensões presentes nestas câmaras contribuem para a sua excecional qualidade de imagem. Além disso, a popularidade das câmaras SLR pode ser atribuída às suas ópticas intermutáveis, que permitem uma vasta gama de opções de fotografia. Com a capacidade de anexar lentes como as concebidas para telescópios, endoscópios ou microscópios, as câmaras SLR oferecem uma grande versatilidade na captação de imagens únicas e especializadas.