Câmera digital: compacta ou DSLR? - Parte II

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No primeiro post dessa série, falamos sobre os formatos mais comuns de câmeras digitais atuais: compactas, bridge, mirrorless e DSLR. Agora, vamos falar de um dos componente mais importantes de uma câmera, que está presente em todos os formatos: o sensor digital.

Comparação dos tamanhos dos sensores digitais mais comuns (Wikipedia)

Outros posts da série:

• Câmera digital: compacta ou DSLR? - Parte I: formatos de câmeras
• Câmera digital: compacta ou DSLR? - Parte III: qual a câmera ideal

Tamanho É documento!

A figura acima demonstra claramente a grande diferença de tamanho de um sensor de câmera compacta e um sensor de DSLR, isso sem falar nos sensores de médio formato. E nesse quesito, tamanho é documento: quanto maior o sensor, melhor é a qualidade da imagem gerada. Mas veja bem! Qualidade da imagem não é a mesma coisa que qualidade da fotografia! Isso depende do fotógrafo, não tem mágica.

Outro ponto importante: estamos falando de tamanho físico, em mm², não número de pixels. Existem sensores de 12MP, por exemplo, de todos os tamanhos. Quantidade de pixels não quer dizer nada em relação a qualidade de imagem.

A imagem abaixo mostra a área de cada sensor. O sensor da maioria das DSLR Nikon (APS-C) é de 8,6 a 14,8 vezes maior que o sensor de uma compacta.

Área dos sensores (Wikipedia)

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Como o tamanho influencia a qualidade de imagem, exatamente?



A grande maioria das câmeras atuais tem entre 10MP e 16MP. Como pode a mesma quantidade de pixels caber em dois sensores diferentes, sendo que um é 15 vezes maior que outro? Obviamente, só há uma resposta possível: os pixels de cada sensor têm tamanhos diferentes. Então, supondo dois sensores de mesmo tamanho mas com número diferente de pixels,

se o mesmo número de fótons atinge cada sensor,

então menos fótons alcançam cada pixel do sensor com mais pixels

Como consequência, temos que um pixel menor tem que se virar com muito menos luz para registrar a imagem, o que resulta em menor amplitude dinâmica (Dynamic Range) e mais ruído:

• Amplitude dinâmica é a faixa de tons que um pixel pode capturar sem que fique completamente branco ("estourado") nem completamente preto. Um pixel maior tem maior capacidade de absorver fótons, por isso possui maior amplitude dinâmica;
• Ruído digital é o equivalente ao granulado do filme, ou ao chiado por trás da música. Sinal é a luz que atinge o pixel. A razão sinal/ruído é usada universalmente para avaliar aparelhos eletrônicos. No caso dos sensores digitais, a pouca luz que atinge cada pixel de um sensor pequeno exige que o processador amplifique muito o sinal para formar a imagem, o que resulta na amplificação do ruído. É um processo equivalente a aumentar o ISO utilizado, ou seja, um sensor de pixels pequenos trabalha como se estivesse sempre em ISO muito alto, no limite da iluminação (é por isso que as compactas sofrem com pouca luz).

Ruído em imagem gerada por pixel maior

Ruído em imagem gerada por pixel menor

Conclusão: tudo o mais permanecendo constante, quanto maior o sensor, melhor a imagem. Outros fatores que devem se considerados, entretanto, são:

1. a qualidade do sensor varia de fabricante para fabricante
2. câmeras mais caras usam sensores de melhor qualidade
3. as gerações mais novas de sensores são melhores que as gerações anteriores
4. a tecnologia dos sensores Foveon (na qual pixels de cores diferentes são empilhados) é melhor que a tecnologia dos sensores Bayer (na qual pixels de cores diferentes são colocados lado a lado)

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Profundidade de campo



Outra característica influenciada pelo tamanho do sensor, mas não relacionada diretamente à qualidade da imagem, é a profundidade de campo: quanto maior o sensor, menor a profundidade de campo. Ou seja, nas mesmas condições, menos coisas estarão focadas em um sensor grande. A definição é a seguinte:

• profundidade de campo é a faixa de distâncias sobre as quais as imagens não estão inaceitavelmente menos focadas do que a área mais bem focada da imagem

Essa é uma definição mais precisa do que a tradicional "faixa em que a imagem está focada", pois, na verdade, foco perfeito só existe em um único plano. Não vou entrar em detalhes sobre o motivo que leva a um sensor menor ter maior profundidade de campo. Para isso, leia aqui e aqui. Na prática temos os seguintes efeitos de uma maior profundidade de campo:

• Efeitos bons
• em fotografia de paisagem, na qual tudo deve estar em foco
• em fotografia macro, na qual a profundidade de campo pode ser minúscula em sensores grandes
• Efeitos ruins
• em fotografias que requerem fundo desfocado, como retratos

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Exemplos de tamanhos de sensores (câmeras do primeiro post)

Câmera	Tamanho nominal	Área real (mm²)	Tipo	Melhor preço
Canon PowerShot S95	1/1.7"	41	CCD	R$960
Canon PowerShot SX210	1/2.3"	28	CCD	R$720
Canon G12	1/1.7"	41	CCD	R$1.113
Sony DSC-HX1	1/2.4"	28	CMOS	R$1.050
Sony DSC-HX100V	1/2.3"	28	CMOS	R$1.360
Olympus PEN E-PL1	Four Thirds	225	CMOS	R$2.250
Sony Alpha NEX-3	APS-C	365	CMOS	R$1.436
Nikon D3100	APS-C	356	CMOS	R$1.480
Nikon D90	APS-C	373	CMOS	R$2.050
Nikon D7000	APS-C	370	CMOS	R$3.000
Nikon D3x	Full Frame	862	CMOS	R$21.500
Canon T1i/500D	APS-C	332	CMOS	R$1.630
Canon T3i/600D	APS-C	332	CMOS	R$1.820
Canon 60D	APS-C	332	CMOS	R$2.700
Canon 1D Mk IV	APS-H	519	CMOS	R$14.500
Canon 1Ds Mk III	Full Frame	864	CMOS	R$19.665