FOTOGRAMETRIA-Apostila-Deise.pdf

UNICENTRO FOTOGRAMETRIA Elaborao: Deise R. Lazzarotto 2010. Pgina 1

UNICENTRO - Apostila de FOTOGRAMETRIA

Prof. Dr. Deise Regina Lazzarotto

2010

A mente que se abre a uma nova idia, jamais voltar ao tamanho original (Albert Einstein)


Planejamento "Um planejamento cuidadoso capaz de vencer quase todas as

dificuldades." (Amiano Marcelino)

"A maioria das pessoas no planeja fracassar, fracassa por no

planejar." (John L. Beckley)

UNICENTRO IRATI PR. FOTOGRAMETRIA E FOTOINTERPRETAO (010-DEF/I) C/H 51 Introduo. Histrico. Conceitos e elementos de fotogrametria. Processo fotogrfico. Geometria da fotografia area vertical e inclinada. Recobrimento aerofotogramtrico. Estereofotogrametria. Restituio. Mosaicos. Softwares aplicativos. Elementos e equipamentos de fotointerpretao. Aplicaes na rea Ambiental. Amostragem em fotografias areas. Custos em fotointerpretao.

CONTEDO

*FONTES:

1- Fotogrametria. Autor: J. Bittencourt de Andrade, Ph.D. Curitiba; SBEE, 2Edio. 274p. 2003.

2- www.esteio.com.br/imagens/so_captacao_02.jpg. Acessado em Fev/2010.

3- Noes Bsicas de Fotogrametria e Fotointerpretao. Apostila do CEFETES Curso Tcnico de Geomtica. 2002.

4- Introduo a Cor. Autor: Marcelo Gattass. 2006. Estudos em Computao Grfica.

5- Fotogrametria Digital: Autores: Luiz Coelho & Jorge Nunes Brito. UERJ. Rio de Janeiro. 2007.

6- Cmeras Digitais: http://educar.sc.usp.br/licenciatura/trabalhos/camera.htm Acessado em Mar/2010.

7- Cmeras Digitais: http://www.novacon.com.br/digicam.htm , Acessado em Mar/2010.

8- Fotointerpretao e Sensoriamento Remoto Professor: Ricardo T. Zaidan. LGA Laboratrio de Geoprocessamento Aplicado. Dep. de Geocincias Instituto de Cincias Humanas (ICH) Universidade Federal do Juiz de Fora (UFJF). Acessado da Internet em mar/2010.

JENSEN, JOHN R. Sensoriamento Remoto do Ambiente Uma perspectiva em recursos terrestres. Traduo: Jos Carlos Neves Epiphanio, et al. (Pesquisadores do INPE). So Jos dos Campos. SP. Ed. Parntese. Segunda edio. 2009.

http://www.esteio.com.br/imagens/so_captacao_02.jpghttp://educar.sc.usp.br/licenciatura/trabalhos/camera.htmhttp://www.novacon.com.br/digicam.htm


Instrumento para Desenho de Perspectiva.

INTRODUO (1)*

Fotogrametria a cincia e tecnologia de obter informaes confiveis atravs de processos de registro, interpretao e mensurao de imagens.

Pode-se entender ainda que Fotogrametria a cincia e tecnologia de se reconstruir o espao tridimensional, ou parte do mesmo(espao-objeto), a partir de imagens bidimensionais, advindas da gravao de padres de ondas eletromagnticas (espao-imagem), sem contato fsico direto entre o sensor e o objeto ou alvo de interesse. (5)*

As principais aplicaes da Fotogrametria encontram-se na elaborao de mapas e na contribuio de cincias como Geodsia, Sensoriamento Remoto, Cartografia e at em Topografia.

As imagens fotogrficas so utilizadas para o posicionamento de pontos da superfcie terrestre, ou mesmo de outros astros, e para reconhecer e mapear temas do objeto fotografado, tais como: rede de drenagem, florestas, culturas, redes virias, feies geolgicas, tipos de solo, etc..

O posicionamento de pontos realizado atravs de mtodos da Triangulao Fotogramtrica ou Fototriangulao, ou ainda conhecido por Aerotriangulao.

A transferncia de informaes temticas para o mapa feita segundo os mtodos de Restituio, ou Compilao Fotogramtrica.

A parte da Fotogrametria que trata das fotografias areas conhecida como Aerofotogrametria e engloba o maior nmero de aplicaes da rea.

Fotogrametria a Curta Distncia (terrestre ou area) tem encontrado aplicaes em problemas de laboratrio e principalmente no controle genrico de processos industriais.

A Microfotogrametria oferece um potencial mais amplo s tcnicas de microscopia, permitindo a medida precisa e o mapeamento de objetos microscpicos.

RESUMO HISTRICO (1; 2)*

Antes do advento do desenvolvimento das tcnicas de fotogrametria, era necessria a realizao de uma srie excessiva de mensuraes de campo a fim de determinar a posio dos acidentes geogrficos que se desejava representar. Era tambm fundamental preparar uma enorme quantidade de desenhos, feitos da observao direta do terreno, a fim de completar as informaes necessrias para a confeco do mapa.

Renascena muito antes do advento da fotografia surgiram as primeiras idias sobre perspectivas grficas concebidas pelo gnio de Leonardo da Vinci e outros.

1726 Carpeller se utilizava de perspectivas centrais, feitas mo, a partir de dois pontos cuja distncia ele media. Desta forma, valendo-se do mtodo das interseces, podia determinar a posio dos acidentes geogrficos que desejava representar.

1759 Livro intitulado: Freie Perspektive, por J. H. Lambert, discute pela primeira vez o problema da resseco espacial (reconstruo dos raios luminosos que formaram a imagem para a obteno da terceira coordenada z).

1838 O ingls Wheatstone inventou o estereoscpio, uma das ferramentas mais importantes usadas em Fotogrametria


Cmara aerofotogramtrica antiga.

Tomada de aerofotos

atravs de pombos.

Carl Pulfrich

Imagem area oblqua no vertical.

Tomada de aerofotos em balo.

Aeronave adaptada para a tomada de

fotos areas..

A fotografia - Em 1727 o mdico alemo Johann Schulze descobriu o fenmeno do escurecimento dos sais de prata quando expostos luz. Baseados nesses conhecimentos, o francs Joseph Nicphore Nipce, em 1826, conseguiu registrar uma imagem numa chapa de estanho polida e revestida com betume da Judia pulverizado numa soluo com petrleo branco. Em 1837, Louis-Jacques Daguerre consegue imprimir imagens sobre papel, muito ntidas, utilizando sais de prata, vapor de mercrio e hipossulfito de sdio. No ano de 1839, o inventor da fotografia foi divulgado.

Na Cartografia Com a fotografia tornou-se possvel registrar instantaneamente, em perspectiva, um conjunto de feies do terreno. Quem aplicou as fotografias em levantamentos cartogrficos pela primeira vez foi o oficial francs chamado Laussedat, valendo-se do mtodo das interseces, como fazia Carpeller com as perspectivas feitas mo.

1901 Carl Pulfrich, baseando-se em princpios estabelecidos por Stolze, introduziu a marca estereoscpica, que

permite mensuraes num modelo

estereoscpico formado por um par de imagens homlogas observadas atravs e um estereoscpio. Pulfrich pertencia ao grupo Zeiss e apresentou o seu invento denominado estereocomparador na 73 Conferencia de Cientistas Naturais e Fsicos, em Hamburgo.

Apesar dos desenvolvimentos j conquistados, a fotografia ainda no oferecia grandes possibilidades devido aos chamados ngulos motos, a impedirem que todas as feies do terreno fossem imageadas, por falta da verticalidade na tomada das fotos. A soluo seria elevar a cmera fotogrfica. Com esse objetivo foram utilizados o pombo e o balo.

Alberto Santos Dumont, inventor do avio, participa da histria da Fotogrametria, pois o seu invento tornou-se a plataforma mais utilizada no transporte da cmera fotogrfica para a tomada de

fotografias verticais.

O uso do avio na Fotogrametria teve incio na Primeira Guerra Mundial, quando foram construdas cmeras fotogrficas especiais para a tomada de vistas areas.

A dcada de 1930 foi marcada pelos desenvolvimentos tericos conhecidos por Otto Von Grber, que trabalhou no problema da resseo espacial e no desenvolvimento

de frmulas diferenciais para a orientao relativa.

Earl Church, da Universidade de Syracuse, nos Estados Unidos da Amrica, publicou inmeros trabalhos nas dcadas de 1930 e 1940, fazendo importantes contribuies nas reas da resseco, orientao e interseco. Nas mesmas dcadas, Max Zeller e seus associados desenvolveram muitos aspectos tericos e prticos que


Aparelho Restituidor Analgico de Restituio.

resultaram numa sistematizao dos conhecimentos da Fotogrametria apresentada numa primorosa obra denominada Trait de Photogrammtrie editada pela Socit de vente H. Wild, H. Wild, Heerbrugg em 1948.

1899 e 1932 Sebastian Finsterwalder, numa srie de trabalhos, estabeleceu os fundamentos da Fotogrametria Analtica. Seus trabalhos versaram sobre resseco e orientao relativa e absoluta de pares de fotografias.

Anos 50 O Ordenance Survey Organization do Reino Unido desenvolveu o primeiro sistema de aerotriangulao analtica, usando uma cmera com reseau para o controle da deformao do filme. No mesmo perodo, G. H. Schut, do National Research Council do Canad, usou, pela primeira vez, a condio de coplanaridade em Fotogrametria. O primeiro livro de Fotogrametria Analtica foi publicado em 1958 por Everett Merrit.

A contribuio mais notvel da dcada de 50 foi a de Helmut Schmid que, utilizando a condio de colinearidade, estabeleceu o Bundle Method, aplicando o princpio de mnimos quadrados para ajustar observaes de um bloco de fotografias e propagar as suas varincias para os parmetros incgnitos. Seus trabalhos foram escritos em notao matricial, que hoje considerada padro em Fotogrametria.

Duane C. Brown, desde a dcada de 50, tem emprestado importantssimas colaboraes para o desenvolvimento da Fotogrametria Analtica. Seus trabalhos cobriram a rea dos erros sistemticos, dados auxiliares, calibrao de cmeras e resoluo de grandes sistemas de equaes e, ainda, o desenvolvimento de instrumentos fotogramtricos. O ano de 1957 marca a inveno do restituidor analtico por U. Helava.

Curiosidade: Restituio Fotogramtrica - aoperao que visa obter o mapa atravs de fotografias. Consiste em, atravs de instrumentos e tcnicas especficas, transformar a projeo

cnica do fotograma (par fotogrfico) em uma projeo ortogonal (mapa), onde sero desenhados os pormenores planialtimtricos do terreno, aps ter sido restabelecida a equivalncia geomtrica entre as fotografias areas, no instante em que foram tomadas, e o par de diapositivos que se encontra no projetor. Esta transformao pode ser: Grfica / Analgica / Analtica ou numrica / Digital. Restituidor Analgico - As transformaes analgicas e analticas envolvem as seguintes etapas de operao do aparelho restituidor: Orientao interior: este o momento em que os pontos principais do fotograma so determinados, atravs das marcas fiduciais, e, em que realizado o ajuste da distncia focal do projetor (que deve ser proporcional da cmara utilizada). Orientao exterior ou relativa: o momento em que so determinados os principais movimentos (num total de seis) que afetaram a fotografia no instante de sua tomada. Trs destes, so movimentos de translao e os outros trs, movimentos de rotao. nesta fase, tambm, que se elimina a paralaxe (distores) dos pontos fotografados. Orientao absoluta: o momento em que se determina a escala do modelo estereoscpico (imagem 3D), formado pelas duas imagens projetadas, e, em que se determina a altura deste modelo, segundo o nvel de referncia pretendido.


Estao Fotogramtrica Analtica.

Estao Fotogramtrica Digital.

Em 1974, Dean C. Merchant publicou os resultados de experincia prtica com Mixed Range Method, que desenvolveu para calibrar cmeras dentro do conceito moderno de calibrao de instrumentos.

No Brasil A Fotogrametria foi introduzida em 1922, na elaborao da carta do ento Distrito Federal Rio de Janeiro na escala de 1: 50.000. Esses trabalhos tiveram a superviso do austraco Emlio Wolf, que construiu um aparelho restituidor para o Exrcito Brasileiro o esteregrafo.

Pioneiro no Brasil e entusiasta da Fotogrametria, o Professor Placidino Machado Fagundes exerceu todas as funes na rea da Aerofotogrametria e divulgou, com o maior empenho, esta Cincia em inmeros estabelecimentos brasileiros.

O primeiro curso universitrio formal de Fotogrametria e Fotointerpretao foi oferecido em 1965 como parte do currculo de Engenharia Florestal na Universidade Federal do Paran, o qual foi implantado pelo renomado paranaense e mundialmente reconhecido, Professor Ph.D., Jos Bittencourt de Andrade, cujo trabalho gerou duas apostilas para este curso: Andrade (1965 e 1968). Ainda autor de diversos outros trabalhos, principalmente, nas reas de Fotogrametria e Geodsia.

Em 1971, foi criado o Curso de Ps-Graduao em Cincias Geodsicas, incluindo a opo Fotogrametria, pelo eminente brasileiro, Professor Camil Gemael. Esse curso viria a se transformar no maior centro de pesquisa nas reas da Geodsia e da Fotogrametria em territrio brasileiro. Em 1977 foi criado o curso de Engenharia Cartogrfica.

SNTESE DA EVOLUO DO MAPEAMENTO (1)*

Antes da Fotogrametria os mapas apresentavam suas informaes visuais, ainda sem rigor geomtrico, exigindo intensos levantamentos geodsicos para melhorar a qualidade dos mapas.

A entrada da Fotogrametria no processo veio substituir as informaes visuais com evidentes vantagens. Apesar das qualidades geomtricas oferecidas pelas fotografias, o desconhecimento das transformaes entre a Fotogrametria e a Cartografia impediam a qualidade geomtrica deseja para os mapas. Em 1961, Hugo Bartorelli desenvolveu um trabalho bem elaborado, visando a soluo desse problema. Bartorelli (1961) desenvolveu as transformaes entre um referencial fotogramtrico de mquina (restituidor) para o sistema de projeo Gauss-Boaga, em ambos os sentidos. Contudo ainda assim, era necessrio trabalho idntico para cada um dos sistemas de projeo cartogrfica existentes.

Andrade (1973), convenientemente, demonstrou ser possvel uma soluo diferente trabalhar com transformaes entre referenciais geodsicos e fotogramtricos ao invs de desenvolver transformaes entre um referencial fotogramtrico e centenas de sistemas de projeo cartogrfica. Como a posio de pontos pode ser expressa, tanto em Fotogrametria como em Geodsia, com coordenadas tridimensionais, basta utilizar as transformaes entre referenciais tridimensionais, conhecidas e simples, para estabelecer a comunicao completa entre Fotogrametria, Geodsia e Cartografia, nos dois sentidos.


Camadas de Informaes Grficas Digitais.

NOES BSICAS DE FOTOGRAMETRIA (3)*

OBJETIVO a Fotogrametria tem como objetivo realizar medies sobre fotografias para a elaborao de mapas topogrficos/geodsicos planialtimtricos.

DIVISO - Fotogrametria Mtrica - realiza medidas precisas e computaes para a determinao da forma e tamanho dos objetos fotografados.

Fotogrametria Interpretativa - lida com o reconhecimento e a identificao destes mesmos objetos. A capacidade de reconhecer e identificar elementos de uma imagem fotogrfica , com freqncia, to importante quanto a capacidade de deduzir a sua posio a partir de fotografias. neste aspecto que a fotogrametria passa a atender, no apenas, aos profissionais da rea de geomtica, mas a uma extensa srie de tcnicos ou especialistas, no amplo campo da fotointerpretao, dentro do qual, o engenheiro, o urbanista, o gelogo, o gegrafo, o oceangrafo, o meteorologista, o agrnomo, o militar, o economista, etc.

CLASSIFICAO - A classificao da fotogrametria se faz segundo o tipo e posio espacial da cmara e segundo a sua finalidade:

Fotogrametria Terrestre - Utiliza-se de fotografias obtidas de estaes fixas sobre a superfcie do terreno, com eixo tico da cmara na horizontal.

Topogrfica: utilizada no mapeamento topogrfico de regies de difcil acesso.

No topogrfica: utilizada em atividades policiais, na soluo de crimes e de problemas de trnsito, na medicina, na industria, na construo de plataformas e navios ou no estudo das deformaes de uma estrutura.

Fotogrametria area - Utiliza-se de fotografias obtidas de estaes mveis na atmosfera (avio ou balo), com o eixo tico da cmara na vertical (ou quase).

Fotogrametria espacial - Utiliza-se de fotografias obtidas de estaes mveis fora da atmosfera da Terra (extraterrestres) e das medies feitas com cmaras fixas (tambm chamadas Cmaras balsticas) na superfcie da Terra e/ou da lua.

Quando a Fotogrametria (area, terrestre ou espacial) utiliza-se do computador para a elaborao de mapas, ou seja, todo o processo de transformao da imagem fotogrfica em mapa realizado matematicamente pelo computador, diz-se que ela Numrica.

Atualmente, alm do processo de transformao da imagem fotogrfica em mapa ser realizado pelo computador, o produto que gerou o mapa, no caso a fotografia, e o prprio mapa gerado, podem estar armazenados em meio magntico na forma de imagem. Neste caso, a Fotogrametria passa a ser denominada Digital.

O maior avano j ocorrido na Fotogrametria o aparecimento da Fotogrametria Digital .... O avano que ora se iniciou to fantstico e de potencial to ilimitado que eu no estou preocupado com os futuros desenvolvimentos .... O resultado ir ultrapassar qualquer expectativa que ns podamos ter sonhado, simplesmente devido ao poder da tecnologia digital.

Entrevista do Prof. Friedrich Ackermann para a revista Geomatics Info Magazine, 1995.


Demonstrao da Propagao da Luz em Linha Reta.

Relao entre comprimento, velocidade e freqncia da Luz.

Aula 2 - PROCESSO FOTOGRFICO (1; 4)*

A LUZ

Na Interpretao de imagens so importantes os conhecimentos sobre as propriedades da luz assim como sua gerao, e processo. Dentro deste estudo, as cores so um elemento fundamental, portanto devem ser vistas antes de qualquer outro assunto. Apesar disto muitos autores preferem no iniciar o estudo de Interpretao das Imagens por cores porque ele um assunto complexo. Entretanto, a referncia s cores inevitvel.

As cores so normalmente apresentadas como um vetor de trs componentes: vermelha, azul e verde. A principal explicao dada formao de cores, principalmente, em trabalhos feitos atravs de computador, que assim que os monitores emitem e assim que os nossos olhos percebem a luz. Apesar de verdadeiros, estes fatos, porm, merecem ser melhor apresentados. As impressoras, por exemplo, no funcionam nas mesmas bases dos monitores e a reproduo de cor envolve muitas variveis.

As cores so sensaes que temos em resposta luz que incide nos nossos olhos. Por isso, para se entender as cores, preciso antes conhecer algumas propriedades da luz e um pouco de como os olhos e crebro humanos funcionam.

A Fsica estuda a luz segundo modelos como o de partculas ou e de ondas. Para o propsito introdutrio deste assunto a luz pode ser modelada como uma onda eletromagntica que viaja no vcuo a uma velocidade c, de aproximadamente 300.000 km/seg. No ar a velocidade reduzida em cerca de 0,3% e na gua em aproximadamente 25%. Ou seja, mesmo na gua a luz viaja centenas de quilmetros em um milsimo de segundo, portanto para fins prticos ela instantnea.

Uma das propriedades da luz mais importantes na formao de imagens a de que ela viaja em linha reta. Uma comprovao experimental desta propriedade pode ser observada na chamada Cmara Escura. Os chineses descobriram V sculos antes de Cristo que num quarto escuro com um pequeno orifcio na janela a imagem do exterior aparece invertida na parede oposta janela. Na ausncia de outra fonte de luz a parede oposta recebe apenas a luz que atravessa o orifcio. A Figura abaixo ilustra que a posio de cada ponto da imagem da parede corresponde a radincia externa com a luz viajando em linha reta.

Analisando a luz como uma onda, pode-se relacionar o comprimento de onda e a freqncia f com a velocidade v, atravs de:

v = f

como ilustra a figura abaixo. Nesta figura, o comprimento de onda a distncia percorrida pela onda em um ciclo. Como a f medida em ciclos por segundo (Hertz), a distncia percorrida pela onda em um segundo f, da a equao acima.


Espectroeletromagnetico

Prisma da decomposio da Luz Branca Comprimento de ondas

As ondas ainda so classificadas pela freqncia ou pelo comprimento de onda. interessante nota a pequena largura do espectro de freqncias que excitam os olhos humanos, o chamado espectro visvel. Ele vai do vermelho (4.3x1014Hz), passando pelo laranja, amarelo, verde e azul, at chegar ao violeta (7.5x1014Hz). Este espectro de cores o mesmo que se observa no arco-ris.

Newton, no sculo XVII, observou o fenmeno da decomposio da luz branca, que composta de todas as outras cores, atravs de um prisma de vidro colocado em uma janela. A propriedade fsica que permite decompor a luz branca est relacionada com a refrao diferenciada de cada componente, ou seja, no vidro de um prisma as componentes de menor comprimento de onda refratam mais.

A figura a seguir ilustra o caso da luz branca decomposta por um prisma, e ao lado uma tabela com as sensaes de cores produzidas nos seres humanos por fontes que emitem luzes de comprimentos de onda especficos escritos em nanmetros (109m) e em milimicrons aproximados.

A luz, integrando-se com a matria, gera fenmenos tais como: a absoro, a emisso, a transmisso, a difuso, e a reflexo de ftons. O conhecimento de tais fenmenos importantssimo para a boa compreenso do processo fotogrfico. Entre outras conseqncias dos fenmenos citados, temos as diferentes cores com as quais os objetos se apresentam. A sensao de cor determinada pelo comprimento de onda que atinge a retina dos olhos.


Verde Azul Ciano

Magenta Amarelo

Vermelho

Tringulo das cores

Essas cores podem ser reproduzidas a partir de dois conceitos muito interessantes: o modelo de cores subtrativas e o modelo de cores aditivas.

O modelo de cores subtrativas baseado em trs cores chamadas de subtrativas primrias amarelo, magenta e ciano. Da luz branca, retirando a luz azul, resulta a amarela.

As cores aditivas primrias vermelha, verde e azul.

Fica fcil visualizar esse conceito colocando-se; as cores aditivas primrias no vrtice de um tringulo; e as cores subtrativas primrias nos lados do tringulo, conforme mostra a figura a seguir:

A obteno de cores a partir do tringulo das cores:

Obteno da Cor por Subtrao:

Vermelha = branca verde azul

Azul = branca verde vermelha

Verde = branca vermelha azul

Magenta = branca verde

Ciano = branca vermelha

Amarela = branca azul

Preta = branca verde azul vermelha (ausncia de luz)


Caracterstica de Espectros Luminosos

As cores dos pigmentos funcionam com o processo subtrativo com as cores magenta, ciano e amarelo, possvel reproduzir o verde, o vermelho e o azul, por subtrao.

Assim, para reproduzir o verde, por exemplo, o pigmento amarelo 9menos azul) misturado com pigmento ciano (menos vermelho). Tais pigmentos absorvem juntos as componentes azul e vermelha da luz branca, refletindo apenas a componente verde. Exatamente o mesmo raciocnio aplicvel para os filtros: fazendo a luz branca incidir sobre um filtro amarelo e outro ciano, o primeiro segura a luz azul e o segundo a luz vermelha, deixando, o conjunto, passar apenas a componente verde.

Obteno da Cor por Adio:

Projetando numa tela as cores aditivas primrias e sobrepondo as projees, resulta:

Ciano = verde + azul

Magenta = vermelha + azul

Amarela = verde + vermelha

Branca = verde + azul + vermelha.

CARACTERSTICAS FSICAS DE UMA FONTE LUMINOSA (4)*

As trs caractersticas bsicas do espectro de uma fonte de luz, matiz, brilho e saturao, podem ser determinadas a partir do seu espectro. A figura a seguir procura ilustrar a relao dos espectros de diversas fontes luminosas com estas grandezas.

A matiz (hue em ingls) definida pelo comprimento de onda predominante no espectro visvel. A primeira figura (a) mostra os espectros luminosos de duas fontes de luz idealizadas com mesma distribuio e diferentes matizes. Nos espectros mais complexos como os da Figura (c) esta caracterizao um pouco mais difcil.

O brilho, exemplificado nos dois grficos da (b), representa a intensidade da fonte, que pode ser medida pelas reas de cada um dos grficos. Espectros com maior rea tem mais brilho.

Finalmente, a saturao ou pureza definida pela predominncia da componente da matiz (Figura c). Quanto mais concentrado o grfico do espectro da fonte, maior a saturao. Inversamente, quando a luz se aproxima da luz branca, ela tem baixa saturao. As cores pastis, usadas em quartos de bebs, so exemplos de cores pouco saturadas.


Esquema do Olho Humano

Absoro de Energia Luminosa no Olho Humano pelos cones RGB em funo de

Aula 3 - PERCEPO VISUAL (4)*

Apesar dos animais serem providos de percepo de cores, as cores estudadas neste captulo so sensaes humanas em resposta luz que incide em nossos olhos. Ou seja, no trata apenas das medidas fsicas da luz, mas sim de como a luz percebida pelos seres humanos.

O nosso olho recebe, atravs de um sistema de lentes, os raios de luz que incidem diretamente sobre ele, como ilustra a Figura a seguir

Um modelo simples para os olhos humanos. Na retina dos olhos existem duas classes de sensores que captam luz. Devido sua forma geomtrica, estes sensores recebem os nome de cones e bastonetes. Os bastonetes nos permitem enxergar em ambientes muito pouco iluminados, como numa noite com apenas luz de estrelas, e no transmitem sensao de cor, ou seja, so cegos para as cores. Com toda a iluminao artificial que nos cerca este tipo de viso , atualmente, muito pouco utilizada. Este fenmeno tambm pode ser observado ao estudarmos os olhos dos animais. Os pombos, por exemplo, no possuem bastonetes e por isso s enxergam com bastante luz. As corujas, por outro lado, possuem apenas bastonetes e tm uma excelente viso noturna.

Os cones, por outro lado, so fundamentais para a sensao de cor. Existem trs tipos diferentes de cones, cada um respondendo melhor a uma determinada faixa de freqncia da luz como ilustra a Figura a seguir. Esta figura mostra resultados experimentais de sensibilidade de cada um destes cones denominados de s, m el que respondem mais ou menos em funo do comprimento de onda predominante ser curto(s -short), mdio (m), ou longo (l). Cada um destes cones possui um pigmento que consiste de uma protena que muda de forma quando atingida pela luz. Mais precisamente quando ftons de uma determinada freqncia incidem sobre ela. Esta mudana dispara uma seqncia de eventos em nvel celular que ativam neurnios da retina que disparam impulsos no nervo ptico para o crebro.


Sensibilidade do Olho Humano aos Diferentes Comprimentos de Onda ()

O fato de termos apenas trs tipos de sensores cromticos explica por que normalmente definimos as cores atravs de um modelo tri-cromtico, ou seja, definindo cada cor atravs de trs nmeros. Dadas as curvas s(), m() e l(), e a distribuio espectral de uma fonte luminosa, E(), podemos criar uma medida da sensao de cor que ela produz atravs de um modelo matemtico simples, dos trs vetores, que procura modelar a absoro de ftons pelos neurnios e os pulsos emitidos pelos nervos pticos para o crebro:

s = , m = , l =

onde (, , ) seria uma medida da sensao da cor.

LUMINOSIDADE (4)*

Observando as diferentes capacidades de absoro de luz dos trs cones podemos notar que o mdio, m( ), tem melhor absoro, seguido pelo curto, s( ), e por ltimo o longo, l(). Assim, por exemplo, mesmo que uma fonte azul emita a mesma quantidade de energia luminosa que uma fonte verde, vamos perceber a luz verde como sendo mais intensa. Isto porque a fonte azul tem uma distribuio mais prxima da sensibilidade do cone l(), enquanto que a verde se aproxima mais de, m(). Esta percepo humana do brilho de uma fonte denominada de luminosidade. A luminosidade, Y, da combinao de trs fontes das fontes de luz: vermelha, verde e azul, pode ser estimada pela equao:

Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B

Dependendo da caracterizao mais precisa do que sejam as fontes de luz vermelha verde e azul que estamos utilizando como podemos encontrar na literatura valores levemente diferentes para os coeficientes da equao acima. Nos monitores de tubos de raios catdicos modernos, por exemplo, os coeficientes so:

Y = 0.2126R + 0.7152G + 0.0722B

Note a diferena entre luminosidade e brilho: o brilho uma propriedade fsica da fonte de luz e a luminosidade depende da percepo humana. Ou seja, o brilho uma intensidade de energia emitida pela fonte e medida atravs de aparelhos em Watts, enquanto a luminosidade a parcela desta energia que um ser humano normal percebe e medida em candelas ou em lumens. Pelas equaes anteriores podemos notar que a luminosidade depende da freqncia da fonte. Uma luz verde, por exemplo, produz mais lumens que outra azul de mesmo brilho.

As equaes acima relacionam o brilho das fontes vermelha, verde e azul com a luminosidade percebida por um ser humano. Para fontes luminosas puras de outras matizes a prxima Figura mostra outra curva experimental que relaciona a capacidade relativa do olho humano de perceber a luz em funo do seu comprimento de onda da fonte. Devemos notar que esta curva compatvel com as curvas dos cones, nas quais o cone azul est numa ponta do espectro e tem menor sensibilidade que o cone verde, que fica na regio central. Um outro ponto interessante que a sensibilidade do olho humano varia suavemente com a freqncia comeando em zero, chegando a um mximo no meio do espectro e depois retornando a zero.


Percepo Relativa da Luminosidade

A converso de brilho para lumens se faz atravs da multiplicao do espectro luminoso da fonte por uma curva do tipo da ilustrada na Figura anterior.

Outro aspecto importante do olho humano sua capacidade de se adaptar a diferentes nveis de luminosidade do ambiente que nos cerca. A Tabela abaixo mostra a quantidade de lumens por metro quadrado que incide nas superfcies que nos rodeiam. Para entendermos melhor como nosso sistema de viso funciona, consideremos duas situaes cotidianas: entrar num tnel e observar o cu de dia e de noite.

Quando entramos num tnel em um dia ensolarado, por exemplo, a quantidade de luz que penetra nos nossos olhos cai em mais de cem vezes. Por alguns instantes no vemos nenhuma luz, mas logo em seguida nossos olhos se adaptam e passamos a enxergar dentro do tnel. como se tivssemos trocado nossos olhos por outros mais sensveis luz.

O mesmo fenmeno ocorre quando estamos olhando para o cu. No perodo noturno enxergamos a Lua e as estrelas, mas no perodo diurno no conseguimos mais v-las, apesar delas estarem l. como se noite tivssemos olhos mais sensveis, capazes de perceber intensidades mais baixas.

O que ocorre que a quantidade de luz que penetra nos nossos olhos administrada pela nossa retina sem um controle consciente. Ou seja, ela se abre e se fecha de forma a manter o fluxo de luz constante. Como no controlamos nem sentimos este processo de abrir e fechar, a intensidade luminosa para ns uma grandeza relativa. Num ambiente com diversas superfcies brancas, por exemplo, percebemos a superfcie de maior luminosidade como branca e as outras como cinza. Se introduzirmos uma superfcie mais brilhante na cena, ela se torna a branca e anterior vira cinza. Isto tambm pode ser observado se numa sala escura com uma tela branca iluminamos um crculo, como mostra a prxima Figura. Se em seguida acrescentarmos outra luz no centro do crculo, gerando um espectro mais brilhante, vamos interpretar este como sendo o branco e o anterior se torna cinza. Podemos continuar este processo. Sempre que um crculo mais brilhante for acrescentado, para ns ele se torna o branco e dos demais ficam cinza. Ou seja, a nossa percepo de luminosidade relativa.


Escala Logartmica da Viso

Contrastes Simultneos

Alm de ser ajustvel a quantidade de luz que o olho humano recebe tem uma outra caracterstica importante. Observando uma cena com reas emitindo diferentes luminosidades no percebemos esta luminosidade de forma proporcional com a energia emitida. Esta relao no linear com de nossa percepo da luminosidade relativa ilustrada na Figura a seguir. Na Figura a vemos retngulos com intensidades luminosas que variam linearmente, mas que percebemos como se fosse uma escala no uniforme. Na Figura b vemos o mesmo conjunto de retngulos variando de forma logartmica e nele, normalmente, percebemos como sendo uma escala linear.

Outro experimento que ilustra esta percepo relativa mostrado na prxima Figura. A impresso que temos que o quadrado central da esquerda mais claro que o da direita, quando na verdade eles so da mesma cor. O contexto de cada um faz com que o crebro. O contexto de cada um faz com que o crebro deduza a diferena erroneamente.


Processo Aditivo de cores Soma de Espectros

PROCESSOS DE FORMAO DE CORES (4)*

Em nossa discusso at agora estamos entendendo que a luz vem de uma fonte com uma determinada distribuio espectral. Ocorre, entretanto, que normalmente os raios de luz que nossos olhos recebem vm de diversos processos de interao com os meios pelos quais eles passam. Quando a luz sai de um meio para outro, parte dela refletida na superfcie de interface, parte absorvida pelo novo material e parte refrata e continua.

Podemos dizer, por exemplo, que a luz solar, que predomina durante o dia, refrata na atmosfera terrestre e reflete na superfcie de pisos, paredes e da natureza que nos cerca antes de atingir nossos olhos. Apesar de nosso olho s captar os raios de luz que incidem diretamente sobre ele, somos capazes de ver a luz solar mesmo quando no estamos olhando diretamente para o Sol.

As superfcies nossa volta refletem a luz de acordo com as propriedades de seus materiais e, conseqentemente, a luz normalmente chega at ns bastante modificada depois de muitas reflexes e refraes. Grande parte dos trabalhos de sntese de imagens realistas lida com o desenvolvimento de modelos e algoritmos para simular estas interaes.

Existem diversos processos de formao de cores mas, neste trabalho, abordaremos os dois mais importantes para a os trabalhos baseados em Computador: o processo aditivo e o processo subtrativo. O primeiro usado em monitores e projetores e o segundo em impressoras.

PROCESSO ADITIVO

A Figura a seguir ilustra a idia bsica do processo aditivo de cores com duas lanternas de luz com espectros diferentes e incidindo sobre uma parede branca. A regio comum reflexo de ambas as lanternas tem um espectro correspondente soma dos espectros de cada lanterna. Ou seja:

+ () = () + ()

como seria de se esperar. Acontece que nossos olhos no so capazes de identificar que o espectro resultante veio de uma soma de duas componentes. Ao contrrio do que ocorre com a audio, que capaz de identificar a combinao de duas vozes como sendo um conjunto de dois, a nossa percepo visual v a luz resultante como sendo uma nova luz. neste princpio que se baseiam os projetores de trs canhes (RGB). Cada canho projeta numa tela uma imagem em uma das suas trs cores primrias e ns percebemos a imagem como colorida. A menos que os canhes estejam desalinhados, no conseguimos notar a separao de cores.


Formao de Cores em Monitores

Cubo RGB

Os monitores tambm so baseados em um processo aditivo de cores, mas para compreend-lo precisamos ver mais uma caracterstica do olho humano. Se a superfcie de um determinado objeto possui diversas cores e este objeto continuamente reduzido ou afastado de nossos olhos, a partir de um certo tamanho percebido no somos capazes de diferenciar as cores individualmente, mas vemos um ponto com uma nova cor correspondente soma dos espectros de cada cor original. Isto permite que, na tela de um monitor, possamos ter pequenas clulas, denominadas pixels (picture elements), compostas de partes vermelhas, verdes e azuis. A prxima Figura ilustra este processo.

Considerando as cores RGB (vermelha, verde, azul) como primrias, podemos combin-las aditivamente produzindo outras cores. A soma de vermelho e verde, por exemplo, produz o amarelo (Y para Yellow), a soma de verde e azul o ciano (C para Cyan) e a soma de vermelho com azul o magenta (M para Magenta). Se somarmos todas as componentes bsicas teremos o branco (W para White) e se no somarmos nada teremos o preto (K para Black). Uma maneira mais organizada de apresentarmos este processo o cubo RGB mostrado na Figura a seguir. Note que neste cubo arbitramos os valores de cada componente para variar de 0 a 1 (0% e 100%). Devido a aspectos de implementao comum termos dispositivos em que as componentes variam de 0 a 255 (0% e 100%). Assim elas ocupam apenas um byte de memria cada.


Uso de Filtro para Exemplificar o Processo Subtrativo de Cores

Reflexo Difusa com Filtro

PROCESSO SUBTRATIVO

O processo subtrativo funciona como ilustra a prxima Figura 15: um facho de luz branca de uma lanterna passa por um filtro verde (um papel celofane verde, por exemplo) e projeta uma luz verde. O que ocorre neste processo que a luz que atravessa o filtro tem cada uma de suas componentes espectrais reduzida

pela transparncia do filtro. Ou seja:

=

Note que o prprio fato de vermos o filtro como verde j uma demonstrao deste fenmeno. Se levarmos este filtro para um ambiente iluminado apenas com luzes vermelhas e verdes, veremos o filtro como sendo preto (opaco). claro que para esta experincia funcionar perfeitamente so necessrios luzes e filtros com propriedades garantidas. Provavelmente o celofane da papelaria no vai atender a este requisito, mas mesmo assim podemos observar o fenmeno.

Se colocarmos um filtro ciano sobre um papel branco tambm vamos perceber a cor ciano. Isto porque, como ilustra a prxima Figura, os raios de luz branca que normalmente temos no nosso ambiente atravessam o filtro duas vezes, uma vez atingindo o papel e outra sendo refletidos por ele. Imaginando que a luz branca seja produzida por trs projetores RGB, na primeira passada a componente vermelha absorvida e a reflexo na superfcie do papel j ciano. Este tipo de reflexo, denominado reflexo Lambertiana ou difusa, muito importante no s para a impresso em papel, mas para praticamente todas as reflexes que ocorrem no nosso cotidiano.


Processo Subtrativo - CMY

O modelo matemtico mais simples adotado na Computao Grfica para calcular as componentes ( , , )

da luz refletida :

=

=

=

onde ( , , ) so os coeficientes de reflexo difusa do material da superfcie onde a luz reflete e (

) so as componentes da luz incidente. O ngulo o ngulo entre a luz incidente e a normal superfcie no ponto em que ela incide. Como cos sempre menor que 1, este fator corresponde a uma atenuao para levar em conta a direo em que a luz incide. Portanto, as componentes RGB da luz incidente so reduzidas (filtradas) pela superfcie.

Continuando nosso experimento com o papel, podemos agora colocar um filtro amarelo entre o filtro ciano e o papel branco da Figura anterior. Assim como o ciano retirou a componente vermelha da luz branca, o filtro amarelo vai retirar a componente azul do ciano, restando apenas a cor verde. A proxima Figura ilustra este processo subtrativo atravs de trs crculos, um ciano, um magenta e outro amarelo (CMY). A interseo do amarelo com o ciano produz o verde; a interseo do ciano com o magenta o azul e a interseo do amarelo com o magenta o vermelho. Na interseo dos trs temos o preto e a ausncia dos trs filtros mantm o papel branco.

Um problema tecnolgico deste processo de gerao de preto para impresso em papel a qualidade e o custo do preto produzido. O preto resultante gasta muita tinta e fica meio amarronzado. Para agravar ainda mais este problema, muitos so os trabalhos impressos em preto e branco. A soluo adotada para a maioria das impressoras de jato de tinta atuais foi acrescentar um cartucho de tinta preta e tratar a reproduo de cores como uma combinao subtrativa de ciano, magenta, amarelo e preto (CMYK).


Aula 4 - CMERAS DIGITAL (*6 e 7)

Premissa: A Fotografia, junto com a Escrita so as mais importantes de todas as invenes humanas. A fotografia como imagem, vale mais que mil palavras, segundo os antigos chineses. Mais importante que a roda, o parafuso e alavanca, foi o primeiro modo que utilizando a energia latente em determinado momento, a dirigiu para um registro permanente. Este registro relacionado com a viso, o mais importante dos sentidos humanos. Antecedeu-se ao registro do som e serviu de base para estudo dos fenmenos fsico-qumicos que nos cercam. A Escrita e a Fotografia, influenciaram a mudana na forma de testemunho, permitindo a perpetuao e o registro da Histria.

Fotografia: A palavra FOTOGRAFIA composta de FOTO-Luz e GRAFIA-desenho.- impresso. fato sabido que desde a mais remota antiguidade o homem sempre quis registrar a imagem de um acontecimento qualquer que lhe fosse importante. Por isto, atravs da pintura, e do desenho ele registrou os eventos desde as mais remotas civilizaes (pinturas rupestres), mas foi somente na primeira metade do sculo XIX que se conseguiu um processo de auto-registro. Na verdade os pesquisadores procuravam inicialmente um processo grfico mais simples, e isto pode-se ver tanto nas pesquisas de Hercules Florence como as de Nicephore Nipce. Finalmente Daguerre conseguiu o grande tento, o registro direto da imagem pela luz. O primeiro trabalho fotogrfico publicado por Fox Talbot chamava-se The Pencil of the Nature, com uma clara nfase ao desenho. Desenvolvimento: O processo de Daguerre caiu em domnio publico e dede ento foi largamente utilizado. As casas de ptica no davam vazo aos pedidos. A introduo dos primeiros processos alternativos, com posterior simplificao e diminuio das perigosas qumicas, difundiram-se para mais pessoas o processo fotogrfico, sendo o Daguerre ptico substitudo pelos processos do Ambrtipo ou Talbtipo o Ferrtipo, Pantipo e o Processo de Albumina ou Coldio mido e outros, que se sucederam at a comercializao das placas fotogrficas de gelatino brometo em 1875.

Difuso: Finalmente a introduo do filme flexvel (roll-film) na ltima dcada do sculo XIX, alcanou uma nova faixa de usurios, e gerou o Amador de fotografia (snapshooter). At ento, a Fotografia era coisa de Profissionais, e alguns apaixonados, pois o operador fazia sua prpria emulso superfcie sensvel, revelao e cpia. A entrada dos amadores que desejavam algo mais simples e acessvel no campo fotogrfico ampliou largamente o mercado, encorajando muitas empresas a se lanarem no mercado de produtos fotogrficos. No final do sculo XIX, milhares de empresas em todo o mundo produziam e comercializavam produtos fotogrficos. A partir do filme e com a difuso alcanada e com os estudos e experimentaes levadas a efeito chegou-se a uma imensa variedade de proposies e mtodos para se obterem o registro da imagem.

Acreditamos j ser do conhecimento do leitor, o principio bsico da fotografia em pelcula (2), portanto, a partir de agora, vamos discutir e conhecer o principio da formao da imagem digital, tambm conhecida como imagem numrica.

O Principio Digital:

Todas as cmaras fotogrficas no passam de cmaras escuras. Nas cmaras de pelcula o registro de imagem se efetua, controlando-se pelo diafragma e velocidade de obturao a quantidade de energia luminosa externa, para que, a que atinja o filme, tenha sempre um valor constante, unicamente dependente da sensibilidade do filme.

A maioria das cmaras digitais no possuem obturador. Somente diafragma, (no h especificaes de velocidade de obturao nas especificaes destas cmaras. A alta velocidade apenas a do pulso do flash. Aqui se modifica a tcnica de fotografar.

Como praticamente a totalidade das cmaras digitais possuem um programa de toma de cena, o operador no se apercebe deste fato, uma vez que sua funo se limita apenas apertar um boto e ver se cena saiu a contento. Porem quando se usam backs digitais em cmaras profissionais a historia totalmente outra, pois aqui temos o obturador da cmara, que dever ser usado quase sempre em 1/30 de segundo, e a tomada de sincronizao de flash, ser usada para ligar a excitao no substrato sensvel. O obturador no influenciar na exposio da foto.


Sobre a Origem da Fotografia Eletrnica

A idia de fotografia sem filme no nova. Desde 1908 Alan Archibald Campbell Swinton props uma forma de se capturar imagens de forma eletrnica. Em sua poca a tecnologia no se mostrou suficiente para materializar seu projeto, que s pde se tornar realidade aps a Segunda Guerra Mundial. O sistema que Campbell Swinton criou basicamente o mesmo que ainda hoje se usa nas televises, que um meio eficiente de captura de imagens estticas e em movimento (inclusive com som sincronizado) sem filme. A tecnologia de vdeo foi a primeira alternativa quando se pensou em criar um sistema que substitusse as cmeras fotogrficas tradicionais. No incio dos anos 80 a Sony lanou uma cmera fotogrfica que no usava filme e armazenava as imagens em disquetes de 2 polegadas, bem parecido com aqueles usados nos computadores. Na verdade era uma cmera de vdeo que gravava apenas um quadro de cada vez - a tecnologia chamada de Still Video. O sinal de vdeo era gravado no disquete em formato analgico e necessitava de acessrios de converso Analgico/Digital para que as imagens fossem utilizadas em computadores. Esta tecnologia produziu alguns modelos e acessrios de sada que ainda hoje esto no mercado.

Vamos agora detalhar o princpio e funcionamento do digital; Iniciaremos explicando a cmara digital integrada, que o equipamento mais comum que se encontra no comrcio.

No lugar do filme, estas cmaras, sempre em construo unificada, possuem uma unidade foto sensvel, que na tecnologia atual compartilhada por dois sistemas: o CCD (Charge Coupled Device) e o CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Estes princpios so herdados das cmaras de vdeo portteis e das de amadores e so tcnica comum desde os anos 70.

Ambos recebem sinais de luz existente na parte interna da cmara, (depois do diafragma) e somente se tornam sensveis quando so eletricamente ativados por um pulso que ser tanto mais forte ou mais fraco de acordo com a necessidade de sensibilizao, ajustando-se automaticamente quantidade de luz interna (dentro da cmara formadora de imagem) que banha a superfcie eletricamente sensibilizada que formar a imagem eletro-fotogrfica.

Da numa mesma chapa, que tecnicamente denomina-se de substrato, pode-se ter uma variedade de sensibilidades fotogrficas. Paradoxalmente, quanto mais luz, menor a sensibilidade (lgico) e quanto menos luz, maior a sensibilidade, (tambm lgico); mas se a luz for muito pouca e a grande sensibilidade no for suficiente, nenhum trao da imagem ser registrado. Este fenmeno se deve existncia de um patamar energtico a ser rompido entre o ponto sensvel (pic) e a chapa (substrato), e esta propriedade inerente a todos os elementos semicondutores (silcio) usados para a fabricao das unidades sensveis. A cmara digital, portanto, somente faz fotografias em instantneo e a luz nela no exerce o famoso efeito cumulativo, sendo descartada as possibilidades de fotografias noturnas e astronmicas.

Este processo de preparao da chapa para tomada de cena, atravs do um sistema de carga anteriormente descrito, tambm demora uma frao de segundo, mas esta no ultrapassa o 1/50 de segundo, tornando invivel a fotografia em grande velocidade, e usando-se flash, alguns ainda reclamam a borrosidade das fotos (pela luz ambiente em primeiro plano) e o excesso de enegrecimento do fundo.


O Funcionamento das Unidades Sensveis:

Nenhum dos dois sistemas vigentes, CCD e CMOS pode ser considerado superior. Na verdade cada um deles possui melhor desempenho em campos diferentes. Ambos no primeiro instante transformam a luz em sinais eletrnicos Analgicos (no digital).

No CCD, cada pic (ponto), transfere um sinal de luz, transformado em um sinal eltrico (pixel), que seriado, armazenado num sistema (chip) de memria digital.

No CMOS, cada pic, se confunde com um pixel, pois possui sua prpria converso carga-voltagem e este sensor produz sinais Digitais.

NOTA: Pic -vem a ser o sinal eltrico gerado no ponto da placa sensvel (substrato) pela excitao de um fton advindo da luz ambiente que forma a imagem. Este apenas varia em amplitude, dimenso, (intensidade, altura do pulso).

Pixel vem a ser o sinal eltrico gerado pelo pic quando processado pelo circuito integrado - CI digitalizador. Este tem sempre a mesma amplitude e apenas varia em durao, largura (perodo, pulso de tempo maior ou menor).

O que 1 bit: informao nica, 0 ou 1, ligado ou desligado, banco ou preto, sim ou no.

O que byte: 2 bits = 256 x 256 x 256 = 16,7 milhes de cores.

A analogia para os conhecedores do principio do radio: O pic seria semelhante amplitude modulada, o pixel, freqncia modulada. Os pixels se assemelham aos di, da da telegrafia. (respectivamente pontos e traos - sinais longos e curtos). O sinal digital na verdade uma modalidade de sinal telegrfico. Esta formatao escolhida, para que haja diminuio do rudo natural que gerado em todos os componentes eletrnicos. Peca pela perda de possibilidades de transmitir sinais sutis (muito dbeis) porque para que haja sinal, preciso haver um inicio de patamar de excitao. Os sinais mais fracos que o patamar mnimo so simplesmente eliminados. Esta a razo pela qual os msicos, por exemplo, preferem o LP com um pouco de chiado, ao CD sem rudo de fundo, mas tambm, sem a coloraco exata que o msico quis transmitir, ou deseja ouvir.

Comparativamente, o CCD exige um chip extra para digitalizao enquanto isto no necessrio para o CMOS, pois o substrato do mesmo constitudo do mesmo material que os circuitos integrados (chips), sendo a decodificao inclusive mais fcil, pois, o sinal j sai digital no primeiro estagio: porm o primeiro (CCD) produz imagens mais uniformes, ainda que com mais consumo de energia, enquanto o segundo (CMOS) proporciona construo de aparelhos mais compactos e com mais economia de consumo de energia. O rudo e os custos finais de ambos so intercompetitivos.

Uma outra diferena que o CCD por ser de mais simples execuo torna-se apto a ser fabricado em formatos maiores, enquanto o CMOS por sua complexidade inicial limita o nmero de pontos possveis, pois os pontos que se tornarem defeituosos no processo de fabricao, inutilizaram toda a chapa (transdutor). Quanto aos custos de produo, estes crescem exponencialmente proporcionais rea do transdutor, com perdas e rejeitos tambm exponencialmente maiores para reas maiores. Cumpre aqui observar algo bem interessante: Na fotografia convencional vamos para formatos maiores quando necessitamos de grandes detalhes e definio. Na fotografia digital, devido aos custos de fabricao o nmero de pontos (pics) quase sempre o mesmo em mquinas de formatos miniatura, mdio ou grande, no trazendo essencialmente a melhoria pronunciada de qualidade da foto em si, que nos proporciona o sistema analgico. S se utilizam adaptaes s cmaras de formatos maiores devido a manobrabilidade que estas cmaras oferecem; Troca de objetivas, rebatimentos etc, o aumento de pontos eletro-sensveis nas chapas maiores no significativamente proporcional ao aumento da rea da chapa.

A regra geral que cmaras para uso mdico, cientfico e industrial, costumam usar CCD; e cmaras de segurana, de PC, e perifricos, utilizam CMOS. Todo o processo de fabricao destas unidades utiliza um processo alternativo da Fotografia, onde se depositam e evaporam atravs de raios Laser os materiais na placa de substrato.(?)


Dois tipos de CCD

Existem dois tipos de CCD que podem ser utilizados em funo da aplicao da cmera:

O primeiro tipo o CCD linear, que nada mais que uma fileira com milhares de elementos fotossensveis que varrem a rea onde a imagem se forma na cmera, desta forma, captura uma coleo de linhas que formam a foto. As cmeras que usam este tipo de CCD so usadas, em geral, em estdios fotogrficos para fotos estticas de alta definio. No so cmeras indicadas para objetos em movimento, e podem apresentar resultados ruins quando se utiliza iluminao piscante, como lmpadas fluorescentes. Este tipo de CCD captura 7.000 X 7.000 pontos.

O segundo tipo o CCD do tipo Array que uma matriz com milhares de elementos fotossensveis que capturam os pontos da imagem na cmera de uma vez s.

Esta tcnica quase equivalente a foto comum no tempo captura, mas normalmente produz imagens de qualidade inferior s conseguidas com o CCD linear ( em geral, capturam 1.000 X 1.000 pontos ). As cmeras que utilizam este tipo de CCD so as mais populares do mercado porque so mais acessveis, de fcil uso e portabilidade. Podemos destacar tambm que, at o momento, no se produziu nenhum CCD que reproduza a qualidade ou resolues de imagem da fotografia comum.

Outro tipo de sensor Super CCD

A principal diferena entre um Super CCD e CCD padro a orientao dos fotosites. Em um Super CCD eles so orientados em uma formao octogonal ou em favo de mel, como a Fujifilm gosta de denominar. Para gerar os resultados em pixels, em imagem quadrada, requer um processo que gera uma quantidade maior de pixels.

Uma cmera profissional da fujifilm com um Super CCD de 3.4 megapixel gera uma imagem de 6.13 megapixel. Isto significa que sistemas internos destas mquinas fotogrficas esto processando esses pixels diagonalmente orientados para gerar a imagem maior, atravs da interpolao.

Resoluo

Resoluo a quantidade de pontos que formam a imagem e a sua distribuio no espao por ela ocupado, normalmente medida em pixels por polegada ( ppi ). Quanto maior a resoluo, mais informao a imagem possui. A resoluo das cmeras atuais varia de acordo com os modelos. Nas mais simples podemos ter uma resoluo, por exemplo, de 320x240 pixels por polegada. Em modelos mdios esses valores so de 640x480


1280x960 pixels/pol. E nos modelos profissionais podem chegar a mais de 4096x4096 pixels/pol. Quanto maior o nmero de pixels, maior o tamanho da imagem e melhor a sua qualidade.

Aula 5 - A Tcnica:

Conforme vimos, a formao da imagem digital inicia-se com uma srie de pontos dispostos na superfcie do substrato sensvel e ali gerada a imagem em pixels. A sucesso de sinais, em linha, tal como se forma a imagem na tela de televiso, (varredura) ento armazenada num circuito de memria para posterior decodificao e impresso de algo que possa ser visto como uma imagem fotogrfica. No sistema, a cena subdividida em trs imagens similares formadas pelas trs cores bsicas: o azul, o verde e o vermelho (atravs de filtros coloridos), que numa sucesso organizada nos do a composio final da imagem. importante que o nmero de pixels especificados para cada aparelho, nos d o nvel de qualidade do equipamento, e logicamente da foto em si: 2 Megapixels, 6 Megapixels, etc.

As melhores e carssimas cmaras atingem 14 Megapixels, est-se estudando 16 megapixels e aparentemente est cada vez mais difcil alcanar nmeros maiores com a tecnologia que hoje utilizada.

As adaptaes de backs digitais em mdio formato alcanam atualmente um mximo de 22 Megapixels.

Como termo de comparao, um filme de 35mm moderno a cores, com ISO 400 possui no menos que 28 Megapixels em linguagem digital. O filme preto e branco, tambm de ISO 400 possui algo em torno de 88 Megapixels.

Quando vamos para o mdio formato (6X7) temos algo em torno de 110 Megapixels para o filme a cores e 280 Megapixels para o filme P/B (se usar ISO 25, por exemplo, ter 1000 Megas, ou 1 Gigapixel !).

Da mesma forma quando usamos um 4X5 polegadas, mais que dobramos estes valores, chegando aos 240 e 600 Mega respectivamente (sempre ISO 400), que correspondem a Milhes de pontos na imagem, Giga, significa Bilhes de pontos. Portanto, com a tcnica usual, dificilmente ultrapassaremos em 20 ou 30 anos a qualidade da fotografia qumico-analgica que hoje temos. Aqui ressaltamos o fato que h apenas pontos de cores na formao da imagem digital. A saturao cromtica nos proporciona imagens agradveis, apesar das cores distorcidas, tambm o rudo, interfere no detalhe fino e na sutileza de variaes tonais.

Ao se fazer imagens preto e branco, l estaro as trs cores para a formao do preto. O preto nunca formado em sua plenitude, usa-se ento o recurso do spia ou algo similar, porm a chapa digital possui apenas a capacidade de registro de sete nveis de preto contra onze do filme analgico. A imagem P/B ficar sempre pobre no sistema digital. Este outro problema, que no poderemos fotografar um noivo de preto e uma noiva de branco juntos, nem um gato preto numa mina de carvo ou um urso polar num banco de gelo, isto, porque o equilbrio do branco que a cmara proporciona automaticamente fica sem referncia, exigindo grandes manipulaes posteriores. Convm lembrar uma vez mais, que a quantidade de pontos no sistema digital no proporcionalmente dependente da superfcie da chapa (substrato), conforme explicamos anteriormente, tampouco dependem da sensibilidade a que imposta chapa. Em linguagem fotogrfica, diramos que o gro sempre o mesmo.

Armazenamento

Os meios de armazenamento das imagens captadas pela cmeras digitais esto como para os filmes nas cmeras convencionais.

Imediatamente aps a sensibilizao do CCD os impulsos analgicos so convertidos para digitais

e transferidos para a memria interna do equipamento, que na seqncia, so transferidos para um dos meios de armazenamento utilizados pelo mesmo.

Ou seja, a memria interna trata-se apenas de um dispositivo de transio para os meios de armazenamento, visto que sozinha no possui a habilidade para armazenar dados.


Na linguagem popular tais meios vm sendo chamados de filme digital.

Como tais dispositivos no possuem partes mveis, dificilmente ocorrem problemas de perda de

dados quando caem ou sofrem algum impacto.

Por fora da existncia de inmeros fabricantes de cmeras digitais, existem no mercado diversos

tipos de meios de armazenamento.

Com a disseminao do uso dos mesmos surgiu naturalmente uma predominncia de alguns em detrimentos de outros.

Obviamente, quanto maior a capacidade do meio (medida em Megabytes - Mb ), maior o nmero de imagens que conseguimos armazenar.

Deve-se levar ainda em conta que os meios utilizados no so volteis, ou seja, no perdem as

informaes armazenadas quando desconectados da fonte de energia que os alimentou no

instante da captura.

MEIOS:

FLASH CARDS

Com a introduo do padro PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)

h alguns anos, a maior parte dos computadores portteis passaram a contar com tal interface e consequentemente ler os flash cards ou PC cards.

Originalmente existiam trs tipos de PC Cards, todos com o mesmo comprimento: 85,6 mm e

largura: 54 mm, variando apenas em sua espessura: Tipo I com 3,3 mm, Tipo II com 5 mm e

Tipo III com 10,5 mm.

Atualmente o Tipo II lidera o mercado com diferentes capacidades de armazenamento, indo de

128 a 400 Mb. Mas infelizmente poucas cmeras digitais aceitam tal padro atualmente, sendo que prevalece o uso dos CompactFlash (CF).

COMPACT FLASH CARDS

Os Compact Flash Cards usam os mesmos princpios de armazenamento dos PC cards, apenas so menores, com: 36,4 mm de comprimento e 42,8 mm de largura.

So disponveis em dois tipos:

Tipo I, com 3,3 mm de espessura e capacidades de

2 , 4 , 8 , 16 , 20 , 24 , 48 , 64 , 128 , 192 e 224

Mb .

Tipo II, com 5,0 mm de espessura e capacidades de 4 a 512 Mb .


Smart Media

Tratam-se de pequenos cartes, com dimenses menores e com

espessura de apenas 0,7 mm, utilizados normalmente em cmeras de pequeno porte, face seu reduzido tamanho.

Possuem capacidade de armazenamento de 2 , 4 , 8 , 16 , 32 , 64

e 128 Mb .

Para transferir os dados dos smart medias para os computadores

existe um dispositivo da forma de um disquete com um espao

para encaix-lo . Em seguida o " disquete " pode ser introduzido no computador e os arquivos baixados para o disco rgido .

Outra forma de transferncia a de encaix-los e um card reader ou conectar a cmera por um

cabo especial na porta serial ou USB do computador.

Micro Drive

Trata-se de um minsculo HD produzido pela IBM, compatvel com os slots Tipo II dos CFs e capacidades de 512 Mb e 1 Gb.

SONY MEMORY STICK

Trata-se de um Compact Flash exclusivo

para cmeras Sony com 21,5 mm de

largura , 50,0 mm de comprimento e

2,8 mm de espessura . Disponvel nas capacidades de 4 a 512 Mb .

Sadas Modos de compactao

O modo como salvamos os arquivos de imagem determina o grau de compactao da informao. Alguns formatos mais utilizados so os seguintes:

RAW formato sem compresso utilizado em algumas cmeras digitais para gravao, ao transferir imagens neste formato para o computador deve-se optar por um dos formatos abaixo:

TIFF Formato sem compactao, ou seja, gera arquivos grandes sem perda de qualidade ou informao.

FPEG formato capaz de compactar ao mximo um arquivo de imagem, mantendo seu aspecto visual satisfatrio. O JPEG de compactao mnima e resoluo alta utilizado pelos ampliadores fotogrficos digitais. O JPEG de compactao mdia ou mxima e resoluo baixa utilizado em pginas na internet.


BITMAP formato que cria um mapa de bits, gerando um arquivo de tamanho mdio e tambm mdia qualidade.

TARGA uma variao do BITMAP, de mdia compactao utilizado especialmente em televiso, onde se quer alta qualidade visual e menor tamanho de arquivo.

GIF formato de alta compactao, mais utilizado em desenhos em que a cor chapada, em imagens sem gradao tonal.

Utilizao dos diferentes formatos de arquivo:

De acordo com a aplicao final da imagem, determina-se o formato de arquivo em que deve ser gravada.

Internet JPEG para fotos, e GIF para desenhos de cores chapadas.

Impresso fotogrfica TIFF ou JPEG (mais utilizado).

Televiso TARGA ou BITMAP.

Impresso:

De acordo com o trabalho final desejado, a resoluo da imagem pode ser maior ou menor:

Internet e televiso 72 dpi.

Jornal 100 dpi.

Impressora jato de tinta e laser: 300 dpi.

Impresso fotogrfica: 400 dpi.

Com essas informaes pode-se scanear a imagem com maior ou menor resoluo, facilitando ou dificultando o trabalho no computador, pois quanto maior o tamanho fsico da imagem e a resoluo definida, maior ser o arquivo, ou seja, mais pesado para o computador.

Modos de cor

Ao tratar uma imagem necessrio pensar, prioritariamente, em como ser a sua sada final. Alis, mesmo na hora de se obter a imagem digital necessrio pensar nisso. H duas maneiras de se tratar a cor: a cor da luz e a cor da tinta, ou seja, o sistema RGB e o sistema CMYK.

Para sadas com fontes de luz (televiso, internet e papel fotogrfico, deve-se manter as fotos em formato RGB.

Para sadas impressas como jornais, revistas, impressoras domsticas e em grficas, utiliza-se o formato CMYK. As imagens podem ser convertidas de um formato para o outro se utilizando programas de tratamento de imagens.

O Futuro:

Recentemente, avanos no sistema tm sido realizados, todos visando melhoria na qualidade final da imagem. So eles: o Afinamento de gro (Fine-pix) e o processo X3. Fala-se tambm do Filme de Silcio. O Afinamento de gro realizado por um circuito que gera novos pontos intermedirios entre os pontos existentes na chapa. Este sistema realizado por um micro-processador que inventa pontos similares mdia do anterior e posterior, cobrindo o rudo dos semicondutores, na verdade colocando pontos que no existem na cena real. Este processo nos d uma agradvel visualizao da imagem, todavia gera sombras e brilhos inexistentes em cenas que possuam superfcies quadriculadas (em xadrez) ou que contenham linhas paralelas (em listas) ou em detalhes finos. Estas caractersticas deturpam a cena original porque as sombras de interferncia (e brilhos) so aleatrias e sempre diferentes a cada cpia que tomamos do mesmo original. Aqui surge uma interessantssima peculiaridade: Todos os conhecimentos sobre resoluo e qualidade das


objetivas que conhecamos, sobre resoluo e qualidade das pticas caem por terra. O que interessa o conjunto ptica-substrato.

Eis que este conjunto com a capacidade de processamento do chip digitalizador, que formar a qualidade visual final da imagem. Esta propriedade uniformiza o centro e as bordas da imagem que na da cmara analgica convencional facilmente visvel. Obviamente, isto significa na cmara digital a perda de definio no centro da imagem, e falsificao da imagem a medida que ela vai para os cantos.

O processo X3 realmente muito interessante, pois se eliminam os filtros e a necessidade de trs sensores. Numa mesma placa so realizados trs tipos de micro cavidades cilndricas ao longo de todos os pics existentes, em profundidades diferentes equivalentes a do comprimento de onda do azul, do verde e do vermelho. Este processo cria o sinal eltrico, por ressonncia nas cavidades e alm de oferecer cores mais naturais, sem problemas de ajuste de superposio, torna de imediato, o equipamento mais miniaturizado. Para o prximo futuro espera-se a introduo do filme de silicon (contnuo) sobre cermica, substituindo o principio de disposio discreta de pontos. Neste processo, os pics e pixels sero gerados nas micro molculas do filme. Com a viabilizao do sistema, se possvel, voltaremos ao principio da fotografia fsica, semelhante ao primitivo Daguerre ptico em que se formava uma imagem a partir das reaes nos tomos de prata, e no se falava em gro. Tnhamos uma definio total at o mximo da resoluo das objetivas de ento.

O Equipamento:

Conforme vimos, a quase totalidade dos aparelhos digitais so integrados, isto , possuem a unidade sensvel j embutida no aparelho, e poucos possuem pticas cambiveis. Isto se deve ao fato que a unidade sensvel extremamente sujeita a atrair poeira, (pelas suas caractersticas eletrostticas) e a poeira lhe destrutiva. Na tentativa de limpa-la, pode o usurio danificar-la irremediavelmente, esta que a parte mais cara do conjunto. Outro detalhe que a maioria destes equipamentos possui uma unidade sensvel comparvel a rea existente nas antigas cmaras filmadoras de 8 mm, as melhores, com reas prximas ao 16 mm, e conseqentemente pticas equivalentes s mesmas, como sabido, a resoluo destas sempre bastante limitada, mormente tambm pela no intercambiabilidade das ticas, teremos sempre presente uma distoro nas fotos de close e de detalhes, por exigirem outros aditamentos pticos complementares.

Durante anos os fabricantes sempre atraram os compradores com inovaes e mais inovaes, aumentando a gama e o escopo das cmaras analgicas, destinando-as inclusive a objetivos que talvez jamais usaramos com a inteno de oferecer algo que estivesse preparado para as mais difceis ou raras situaes. Subitamente com a introduo da novidade digital, so oferecidas cmaras bem limitadas. Nesta premissa, esto tambm includas as cmaras ditas profissionais que desceram de nvel tanto na qualidade construtiva do produto final, como quanto versatilidade de uso.

Outras limitaes so verificadas:

Uma das mais importantes, todas as fotos com grande angular vinhetam enfaticamente. Isto se agrava na tcnica X3. Como as unidades sensveis so produzidas em cilindros ressonantes a de comprimento de onda, espalhados na placa, na grande angular os raios molham a placa perpendicularmente no seu centro e com fortes ngulos nos cantos. Como as unidades sensveis ficam no fundo dos cilindros eles recebem pouca ou nenhuma excitao luminosa.

Outra propriedade inerente aos CCD ou CMOS a total insensibilidade s radiaes atmicas, sendo intil sua utilizao em registros de trajetria de ionizao de partculas alfa e beta.

Outras caractersticas peculiares so: A no prontido de disparo, pois uma vez que o equipamento tem que ler e interpretar a situao da cena, esta demora um tempo. A carga e descarga da unidade sensvel para formatar o sistema digital para o armazenamento na memria tambm consomem um tempo que dependendo


dos modelos existentes, pode ser de 2 a 9 segundos inviabilizando cenas cndidas e a seqncia fotogrfica, sendo esta uma das razes pela qual a fotografia digital tem dificuldades em ser aceita em percias judiciais ou policiais como prova documental definitiva.

As Limitaes:

Conforme vimos no texto, apesar das qualidades alardeadas, existem limitaes no sistema digital. Estas limitaes inclusive esto presentes nas cmaras profissionais e se assemelham s existentes nas cmaras point and shoot para amadores, que mesmo assim, possuem um espectro mais amplo na fotografia em geral. No sistema digital, estas limitaes esto no mago da sua concepo, restringindo seriamente a fotografia tcnica e cientifica. Sem enunciarmos as sucessivas alteraes de processos de formao da imagem nos ltimos 20 anos (softs e hards). Atualmente temos limites que no permitem sua aplicao em vrios usos. Citamos aqui 25 casos mais comuns:

a) Fotografia noturna (em B). b) Fotografia em baixas luzes. c) Fotografia astronmica. d) Fotografia de registro atmico (insensibilidade a radiao). e) Fotografia de micro detalhes (pelo rudo inerente ao principio). f) Fotografia em tempo real (h uma demora varivel entre a ativao e o disparo). g) Fotografia rpida e ultra rpida. (paralisao de movimentos). h) Fotografia seqencial e burst. (esportiva e de movimentos). i) Fotografia estroboscpica (com flash seqencial). j) Fotografia estereoscpica (com cmaras sincronizadas). k) Fotografia em grande angular (devido a vinhetao). l) Fotografia panormica por varredura. m) Fotografia P/B (com riqueza de tons). n) Fotografia a cores com meios tons. o) Fotografia em pster. (com alta definio). p) Fotografia pontual. (Dot photo). q) Fotografia pericial. (jurdicas e periciais). r) Fotografia de reconhecimento. (para uso militar). s) Fotografia de mapeamento geodsico (aerofotografia). t) Fotografia de modas (pela dificuldade em reproduzir padres finos). u) Falta de lgica evidente para quem est acostumado a fotografia convencional. v) Eterna dependncia de baterias ou pilhas. w) Falhas causadas por tilts e jammings (emperramento eletrnico eventual). x) Durabilidade limitada do equipamento. y) Incerteza na permanncia dos cards, soft, e hards necessrios para perpetuao do registro.

Vantagens da Fotografia Digital:

a) As cmeras digitais no necessitam de filmes e revelao dos mesmos. b) Ns mesmos podemos fazer todo o processo fotogrfico: tirar as fotos descarreg-las no computador e

se necessrio imprimi-las na sua impressora domstica. Todo este processo muitssimo mais rpido do que o convencional que utiliza filmes de base qumica. Sem contar a poluio ambiental causada pelos mesmos no seu processamento.

c) possvel ver as fotos da cmera digital em uma TV comum, bastando para isto lig-la com um cabo na mesma.

d) As cmeras digitais so capazes de tirar de dezenas a milhares de fotos, dependendo de sua memria. Muitos modelos atualmente so capazes de tambm gravar som durante alguns segundos ou at mais de uma hora.

e) Tambm podem capturar seqncias de imagens por at quase um minuto, caracterizando-se a um pequeno clip.


f) Para aqueles que no gostam ou no querem utilizar o computador, j existem cmeras digitais que dispensam o seu uso e imprimem as suas fotos ligadas diretamente numa impressora. Ou conectadas diretamente a um telefone celular enviam suas fotos via e-mail na Internet para qualquer lugar do planeta. Como se v as potencialidades das cmaras digitais parecem no ter fim.

g) Depois do investimento inicial - computador e cmera - , as fotos tero um custo bem reduzido.

11- Conjecturas:

A fotografia digital iniciou-se em 1970 e a partir de ento ela foi sempre sendo re-estudada e aperfeioada. Em 1980 j havia certa maturidade tcnica, e equipamentos deste tipo passaram a ser utilizados inicialmente em aparelhos mdicos, onde no se exigia elevada qualidade do produto final. Assim como o Vdeo, nos ltimos trinta anos, a mesma passou por varias modificaes e as fotos armazenadas em chips de 1970 e 1980 no podem mais ser decodificadas pelos equipamentos atuais, perdendo-se o arquivo eletrnico ento formado. Por isto, as entidades que passaram a ter arquivos digitais, tm como norma bsica, em cada cinco anos migr-lo para no perd-lo. Apesar das perdas econmicas e de memria propriamente dita que o processo acarreta.

O grande consumidor, incentivador e financista das pesquisas no campo digital, a NASA que os desenvolve para utilizao nas naves sonda para pesquisa do espao exterior. Estas se caracterizam por serem naturalmente caras e descartveis, e estas propriedades, so tambm repassadas ao consumidor comum. No inicio da fotografia, este problema de alterao da tecnologia tambm era comum, mas as tcnicas novas, como as anteriores estavam sempre ao alcance de laboratoristas experientes e ainda hoje existem muitos aficionados amadores e profissionais que seguem operando com estes Processos Alternativos. Hoje porm as tcnicas de utilizao fabricao e reparo, quando existem, esto muito alm do cidado, mesmo dos mais experientes e conhecedores, exigindo grande quantidade de equipamentos.

Outro problema que se evidenciou a partir das cmaras tipo point and shoot (apontar e disparar), a vida extremamente limitada do equipamento, propositalmente feito para que o usurio em pouco tempo o troque por um novo. Neste ponto, os Ecologistas j iniciaram um srio movimento contra a obsolescncia e vida limitada destes produtos que alm de se criarem um lixo no reciclvel, agredindo a natureza, voltam a agredi-la com retirada de matrias primas, com a poluio e o proporcional grande consumo de energia presentes no processo produtivo.

Outro ponto de vista importante que deve ser abordado lembrar que quando a fotografia digital comeou, a fotografia analgica j contava com 179 anos de muita pesquisa e desenvolvimento! E a fotografia analgica que produz de imediato? - Uma FOTO! - Enquanto a imagem digital intrinsecamente bem mais complexa que a televiso! Pois no h o in time do momento em que se expe o filme ou se toma a cena de televiso. - Na foto digital, o sensor ativado, em seguida varrido (escaneado), os dados so organizados e armazenados, somente depois so salvos e imigram para um novo sistema que os coleta, ordena e imprime ou sejam, oito operaes para cada quadro! No mnimo, pois com sistemas extraordinrios de afinamento de gro etc, aumentam ainda mais a quantidade de operaes!

Para os lojistas e laboratrios fotogrficos, vemos a necessidade de investirem de uma s vez grandes fortunas em equipamentos, com retorno bastante lento e at duvidoso.

Comparando-se uma mesma faixa de preo:

Uma modernssima maquina de revelao de filmes (1 HORA) produz de 2000 at 5000 copias por hora; as reprodutoras digitais neste mesmo espao de tempo no produzem mais do que 30 copias no mesmo espao de tempo (em Laser). Se usarem papel fotogrfico, podem fazer neste mesmo espao de tempo algo em torno de 1000 copias apenas. Esta peculiaridade do processo acarreta invarivel perda da memria fotogrfica das


famlias, perda do prazer em fotografar e perda de clientes na rea de servios fotogrficos. O cliente se afasta do servio de reproduo e copias.

O que se v na verdade uma macia propaganda em torno do digital, omitindo-se suas limitaes que no so poucas. Lembro que no primeiro ano de lanamento do produto nos Estados Unidos, 1996, 80% das cmaras digitais compradas foram devolvidas aos lojistas! A partir de ento o investimento em propaganda de cmaras digitais em relao s de filme esteve num patamar de 38.000% ! (380X) a favor das primeiras! O que acontece? O comprador fica sem opo! O verdadeiro conhecedor esmagado! O lojista sem saber o que fazer! O mercado mundial encolhe, se retrai! A indstria e o comrcio tm prejuzos! Aumenta o desemprego etc. etc.

Em termos de faturamento global, o mercado fotogrfico internacional se retraiu. Diminuiu seu faturamento global. Quando voltar a se equilibrar, ele ser menor, porque o consumidor vai sentir que foi enganado. Assim como vieram e desapareceram em relativamente pouco tempo, os formatos 126, 110, super 8, disc, APS, os quatro primeiros j desaparecidos e o ltimo, com anunciada aposentadoria para o final deste ano, o sistema digital, que a nosso ver apenas mais um processo alternativo, o que garantir sua presena no mercado, est atualmente na crista da onda mas dever achar seu nicho num futuro de acomodao de mercado.

As tecnologias na verdade no tem obsolescncia, mas aplicaes especficas em determinadas reas. A propaganda e a desinformao gerada por aqueles que dizem saber, provocam grande confuso e obsolescncia comercial. Sempre foi comum na rea fotogrfica espalhar falsas verdades e erros de conceito. Aqui podemos citar uma serie de tcnicas que no se obsoletaram. Entre elas: A roda, o parafuso e a alavanca j citados, a engrenagem, o motor a pisto, o tear o fsforo e o palito no foram substitudos. Os talheres com que se come so sempre iguais. Assim tambm o foguete interplanetrio e o primitivo busca-p tiveram a mesma origem. O ultraleve e o dirigvel continuam em uso, No campo da eletrnica, o diodo semicondutor de 1903 continua com o mesmo principio, e construo semelhante, e hoje est sendo largamente usado. O lpis, a bssola, o compasso, o telescpio e os culos seguem os mesmos princpios h sculos. Os amplificadores a vlvula continuam insuperveis tanto para som, como transmisso de rdio freqncia e at na tela da imensa maioria dos monitores e aparelhos de televiso.

Sem nenhuma dvida, a fotografia digital tem suas origens na antiga Radiofoto usada a partir da 2 Guerra Mundial, para informao aos correspondentes de imprensa. Utiliza exatamente o mesmo principio de varredura, modulao e transmisso, s que hoje realizada via Internet (que naquela poca no existia). Compartilha dos mesmos princpios de modulao da onda portadora, hoje viajando em linha reta (por usar retransmisso dos satlites), no ficando a merc das condies de reflexo das camadas da atmosfera e estratosfera. Hoje o processo de modulao em freqncia modulada (FM) em bandas de freqncia mais elevada, em lugar das antigas transmisses em amplitude modulada AM. a evoluo, mas sem mudanas de princpios.

O que vemos? O que hoje se usa como fotografia digital apenas parte de uma tecnologia maior onde os conhecimentos se entrelaam. E como a parte no pode nunca ser maior que o todo, tambm a foto digital no poder tecnicamente superar a analgica. o principio natural.

Veja a natureza. - As plantas, os animais e o homem tm a mesma estrutura bsica desde o inicio dos tempos. Como na verdade no existem a tcnica, a certeza e a verdade absoluta, haver sempre uma complementao entre elas.

A busca do equilbrio e das boas idias o que realmente nos faz progredir. As bases no podem ser destrudas.

(Fonte: http://www.novacon.com.br/digicam.htm , Acessado em Mar/2010.)

http://www.novacon.com.br/digicam.htm


Um comparativo das Cmeras do Mercado.

Apresentamos um quadro comparativo das principais cmeras fotogrficas digitais do mercado internacional. O quadro est dividido em 3 categorias distintas:

Portteis- Cmeras que podem ser levadas a qualquer lugar Camera Backs & Sistemas - Cmeras que no podem ser levadas a qualquer lugar Still Video - Cmeras baseadas em sinal de vdeo

A verdadeira posio do estado da arte (data?) na tecnologia digital e desmistificar a macia propaganda que gira em torno desta novidade tecnolgica, e as invenes desinformativas em torno do tema esclarecendo ao fotografo, ao potencial usurio, e aos lojistas, o verdadeiro estado da arte nas tecnologias e concepo, orientando-se na correta utilizao e destino destes equipamentos.

Aqui no citaremos marcas, mas apenas princpios tcnicos, sem fazer aluso a nomes ou propagandas. Usamos a linguagem tcnica corrente com subseqentes explicaes e definies no prprio texto, com intuito de tornar acessvel e claro tanto para os que se iniciam, quanto aos j usurios do sistema.

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http://educar.sc.usp.br/licenciatura/trabalhos/camera.htm#Handheldhttp://educar.sc.usp.br/licenciatura/trabalhos/camera.htm#Backshttp://educar.sc.usp.br/licenciatura/trabalhos/camera.htm#StillVideo


Aula 6 - Cmaras Aerofotogramtricas

Figura da cmera Digital Aerofotogramtrica - Leica ADS80

(Fonte: http://www.aeroimagem.com.br/v2/component/content/article/77.html)


Cmeras Fotogramtricas (*8)

CMERAS

As cmeras fotogramtricas diferem das cmeras convencionais por gerarem imagens fotogrficas com estabilidade geomtrica, atravs de um processo de tomada passvel de calibrao para um melhor resultado.

As cmeras fotogramtricas baseiam-se no princpio da cmera escura, onde h uma caixa em forma de paraleleppedo oco com as paredes internas pretas. Uma das paredes possui um orifcio, onde passa a luz da imagem capturada. A parede oposta ao orifcio branca para refletir qualquer comprimento de onda e formar a imagem da realidade o mais fiel possvel, figura abaixo.

Representao da Cmara Escura de uma Cmera Fotogrfica.

No entanto, a imagem projetada fraca, exigindo o auxlio de uma lente convergente para concentrar a luz e formar uma imagem muito mais luminosa e definida. Observem que a concentrao da luminosidade realizada atravs da utilizao de uma lente convergente. Figura abaixo.

Representao da utilizao de lentes convergentes na cmara escura de uma cmera fotogrfica.

Observa-se que, quando um filme colocado junto parede branca da caixa onde a imagem formada, e este exposto luz por um determinado perodo de tempo, esta imagem poder ser registrada no filme.

Observa-se tambm que, existem algumas caractersticas que vo influenciar na formao desta imagem na parede branca da cmara escura. Dentre estas caractersticas podemos destacar a distncia entre o orifcio e o alvo a ser fotografado. Quanto maior esta distncia, maior o espalhamento da luz na parede branca, maior ser a imagem e menos luminosa ser a imagem (Fator de Brilho). Isto se corrige com a aplicao de lentes convergentes especficas.


Outra caracterstica importante o dimetro da(s) lente(s) que ocupa o orifcio da cmera escura, ou seja, o melhor ajuste entre seu dimetro e a distncia a ser fotografada (Profundidade de Campo) poder gerar imagens mais ntidas.

Observa-se ento que a profundidade de campo inversamente proporcional ao fator de brilho, gerando maior contraste e maior dificuldade de se distinguir objetos na superfcie.

Devido a grande profundidade de campo, pequenas alteraes provocam alteraes insignificantes no foco e no ajuste do dimetro da lente. Figura abaixo.

Representao da Distncia Focal de uma Cmera Fotogrfica e a Profundidade de Campo.

Por isso, nestes tipos de cmeras o dimetro do orifcio da caixa escura fixo e pode ser regulado por uma pea que se chama diafragma. Alm do diafragma, as cmeras fotogramtricas possuem um dispositivo regulador do tempo de exposio, chamado obturador, para regular a luminosidade da imagem formada na cmera escura. Portanto, o fluxo luminoso que atinge o filme depende:

Da iluminao da superfcie a ser fotografada;

Da distncia da cmera (altura do vo);

Da abertura do diafragma;

Estas caractersticas juntas determinaro o tempo de exposio para permitir a formao de uma imagem com densidade normal.

Outra caracterstica importante o ngulo de abertura da lente (relativo convexidade). Quanto maior o ngulo, maior a rea fotografada. Da, a altura do vo poder ser menor para fotografar a mesma rea (grandes oculares).

O projeto de construo das lentes muito complicado. Devido s dificuldades para se projetar e construir lentes perfeitas, os fabricantes optam por associ-las para diminuir seus defeitos, criando assim as chamadas objetivas.

Para finalizar, as partes que compem uma cmara aerofotogramtrica so o magazine e o cone. Figura abaixo.


Representao das partes componentes de uma cmera aerofotogramtrica.

No cone esto:

A objetiva (lentes);

O diafragma (abertura);

O obturador (tempo);

O suporte de filtros;

A esquadria de registros (data, nmero, etc.).

No magazine esto:

O porta filme;

A placa do plano focal;

A cmara de vcuo;

O servo-motor.

TIPOS DE FOTOGRAFIAS AREAS - Geometria da Foto.

As fotografias areas so classificadas segundo diversos critrios. Para os objetivos aqui propostos, s ser utilizada a classificao quanto geometria, ou seja, orientao do eixo da cmera. Nesta classificao apontam-se as fotografias verticais e oblquas.

FOTOS AREAS VERTICAIS

Nesta fotografia, o eixo tico da cmera coincide com a vertical do lugar fotografado, no momento da tomada da foto. As fotografias verticais so largamente usadas na confeco de bases de dados digitais para Geoprocessamento.

Representao da tomada de uma fotografia area vertical.


Suas vantagens sobre as fotos obliquas so a obteno de medidas facilmente atravs das relaes geomtricas e a deteco e o reconhecimento de objetos facilitados pelo fato de a forma da imagem estar mais prxima do real.

A desvantagem que as fotos no apresentam uma perspectiva ortogonal, como no caso das cartas topogrficas.

Coordenadas Fotogrficas - Fotos Verticais e Oblquas

As coordenadas de fotografias areas tomadas com cmeras cartogrficas e determinadas com boa preciso atravs de aparelhos tipo monocomparadores produzem resultados altamente confiveis se se determinar a inclinao do eixo-tico destas fotos (tilt t), bem como a direo desta inclinao (swing s). Hoje, com o uso de GPS determina-se as coordenadas de 3 pontos do campo e, com as coordenadas destes 3 p

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