Camara digital

Cámara digital

Una cámara digital SiPix junto a una caja de fósforos para mostrar la escala.

Una cámara digital es una cámara fotográfica que, en vez de capturar y almacenar fotografías en películas fotográficas como las cámaras fotográficas convencionales, lo hace digitalmente mediante un dispositivo electrónico, o en cinta magnética usando un formato analógico como muchas cámaras de video.

Cámaras fotográficas electrónicas analógicas

Las cámaras fotográficas electrónicas de mano, en el sentido de un dispositivo hecho para ser llevado y utilizado como una cámara fotográfica de mano de película, aparecieron en 1981 con la demostración de Sony Mavica (cámara de vídeo magnética). Este modelo no debe ser confundido con las cámaras fotográficas más modernas de Sony que también usan el nombre de Mavica. Esta era una cámara fotográfica analógica basada en la tecnología de televisión que grababa en un "diskette de vídeo" de una pulgada x 2. Esencialmente era una cámara de vídeo que registraba imágenes fijas, 50 por disco en modo de campo y 25 por disco en modo del marco. La calidad de la imagen era considerada igual a la de televisiones de la época.

Las cámaras fotográficas electrónicas analógicas no parecen haber alcanzado el mercado hasta 1986 con la Canon RC-701. Canon mostró este modelo en las Olimpiadas de 1984, imprimiendo las imágenes en periódicos. Varios factores retrasaron la adopción extensa de cámaras fotográficas análogas: el coste (arriba de $20.000), calidad pobre de la imagen en comparación a la película, la carencia de las impresoras de calidad. La captura e impresión de una imagen requirió originalmente el acceso a equipo como un framegrabber, que estaba más allá del alcance del consumidor medio. Los discos de vídeo tuvieron después varios dispositivos lectores disponibles para ver en una pantalla, pero nunca fueron estandardizados al impulso de las computadoras.

Los primeros en adoptarlas tendieron a ser del medio noticiario, donde el coste fue superado por la utilidad y la capacidad de transmitir imágenes por líneas telefónicas. La calidad pobre de la imagen fue compensada por la resolución baja de los gráficos de periódico. Esta capacidad para transmitir imágenes sin recurrir a satélites era útil durante las protestas de Tiananmen de 1989 y la primera guerra del Golfo en 1991.

La primera cámara fotográfica analógica para venta a los consumidores pudo haber sido la Canon RC-250 Xapshot en 1988. Una cámara fotográfica análogica notable producida en el mismo año era el Nikon QV-1000C, que vendió aproximadamente 100 unidades y registraba imágenes en escalas de grises, y la calidad de impresión en periódico era igual a las cámaras fotográficas de película. En aspecto se asemejaba a una cámara fotográfica digital moderna réflex.

La llegada de cámaras fotográficas digitales verdaderas

La primera cámara fotográfica digital verdadera que registraba imágenes en un archivo de computadora fue probablemente el modelo DS-1P de Fuji, en 1988, que grababa en una tarjeta de memoria interna de 16 MB y utilizaba una batería para mantener los datos en la memoria. Esta cámara fotográfica nunca fue puesta en venta en los Estados Unidos. La primera cámara fotográfica digital disponible en el mercado fue la Dycam Model 1, en 1991, que también fue vendida con el nombre de Logitech Fotoman. Usaba un sensor CCD, grababa digitalmente las imágenes, y disponía de un cable de conexión para descarga directa en la computadora.^{[3] [4] [5]}

En 1991, Kodak lanzó al mercado su modelo DCS-100, el primero de una larga línea de cámaras fotográficas profesionales SLR de Kodak que fueron basadas, en parte, en cámaras para película, a menudo de marca Nikon. Utilizaba un sensor de 1.3 megapixeles y se vendía en unos $13.000.

La transición a formatos digitales fue ayudado por la formación de los primeros estándares JPEG y MPEG en 1988, que permitieron que los archivos de imagen y vídeo se comprimieran para su almacenamiento. La primera cámara fotográfica dirigida a consumidores con una pantalla de cristal líquido en la parte posterior fue la Casio QV-10 en 1995, y la primera cámara fotográfica en utilizar tarjetas de memoria CompactFlash fue la Kodak DC-25 en 1996.

El mercado para las cámaras fotográficas digitales dirigidas al consumidor estaba formado originalmente por cámaras fotográficas de baja resolución. En 1997 se ofrecieron las primeras cámaras fotográficas para consumidores de un megapixel. La primera cámara fotográfica que ofreció la capacidad de registrar clips de vídeo pudo haber sido la Ricoh RDC-1 en 1995.

En 1999 con la introducción del Nikon D1, una cámara fotográfica de 2.74 megapixeles, que fue una de las primeras SLR digitales, la compañía se convirtió en un fabricante importante, y, con un costo inicial de menos de $6.000, era asequible tanto para fotógrafos profesionales como para consumidores de alto perfil. Esta cámara fotográfica también utilizaba lentes Nikon F, lo que significaba que los fotógrafos podrían utilizar muchas de las mismas lentes que ya tenían para sus cámaras de película.

En el 2003 se presentó la Digital Rebel de Canon, también conocida como la 300D, una cámara fotográfica dirigida a consumidores de 6 megapixeles y la primera DSLR que tenía un costo inferior a $1.000.

En el 2008 se presentó en la Feria de Alemania, una cámara LEICA de medio formato con una resolución de 37 Megapixeles.

Resolución de imagen

La resolución de una cámara fotográfica digital está limitada por el sensor de la cámara (generalmente un CCD o un Sensor CMOS) que responde a las señales de luz, substituyendo el trabajo de la película en fotografía tradicional. El sensor se compone de millones de “cubos” que se cargan en respuesta a la luz. Generalmente, estos cubos responden solamente a una gama limitada de longitudes de onda ligeras, debido a un filtro del color sobre cada uno. Cada uno de estos cubos se llama un píxel, y se utiliza un algoritmo de mosaicismo e interpolación para unir la imagen de cada gama de longitud de onda por pixel en una imagen del RGB donde están las tres imágenes por píxel para representar un color completo.

Los dispositivos CCD transportan la carga a través del chip hasta un conversor analógico-digital. Éste convierte el valor de cada uno de los píxeles en un valor digital midiendo la carga que le llega. Dependiendo del número de bits del conversor obtendremos una imagen con mayor o menor gama de color. Por ejemplo, si se utilizase un sólo bit tendríamos valores de 0 y 1, y sólo podríamos representar presencia o ausencia de luz, lo que supondría una imagen en blanco y negro puro.

Por otro lado, los aparatos CMOS contienen varios transistores en cada píxel. El proceso de conversión digital se produce en la propia estructura del sensor, por lo que no se necesita un conversor añadido. Su proceso de fabricación es más sencillo, y hace que las cámaras que utilizan esta tecnología resulten más baratas.

La cantidad de pixeles resultante en la imagen determina su tamaño. Por ejemplo una imagen de 640 pixeles de ancho por 480 pixeles de alto tendrá 307,200 pixels, o aproximadamente 307 kilopixeles; una imagen de 3872 pixeles de alto por 2592 pixeles de ancho tendrá 10.036.224 pixeles, o aproximadamente 10 megapixeles.

Calidad de la imagen

La cuenta de pixeles comúnmente es lo único que se muestra para indicar la resolución de una cámara fotográfica, pero esta es una idea falsa. Hay varios factores que afectan la resolución de un sensor. Algunos de estos factores incluyen el tamaño del sensor, la calidad de la lente y la organización de los pixeles (por ejemplo, una cámara fotográfica monocromática sin un mosaico de filtro Bayer tiene una resolución más alta que una cámara fotográfica de color típica). A muchas cámaras fotográficas compactas digitales se las critica por tener demasiados pixeles en relación al pequeño tamaño del sensor que incorporan.

Los pixeles excesivos pueden incluso conducir a una disminución de la calidad de la imagen. Pues cada sensor del pixel es tan pequeño que recoge muy pocos fotones, y así el cociente señal-ruido disminuirá. Esta disminución conduce a cuadros ruidosos, calidad pobre en sombras y generalmente a imágenes de pobre calidad.

Se estima que el mejor compromiso entre número de megapixels y la calidad de imagen en cámaras compactas se consigue con sensores de 6 megapixels.^[6]

Pixeles por dólar

Mientras que la tecnología ha mejorado, los costos han disminuido dramáticamente.

Midiendo los "pixeles por dólar" como medida básica de valor para una cámara fotográfica digital, ha habido un continuo y constante aumento del número de pixeles comprados por dólar en las cámaras fotográficas nuevas que concuerda con los principios de la ley de Moore. Esta previsibilidad de los precios de la cámara fotográfica primero fue presentada en 1998 en la conferencia australiana de PMA DIMA por Barry Hendy y designada la "Ley de Hendy".^[

METODOS PARA CAPTURAR IMAGENES

En el corazón de una cámara digital hay un sensor de imagen CCD

Desde que las primeras cámaras digitales fueron introducidas al mercado, han existido tres métodos principales de capturar la imagen, según configuración de hardware del sensor y de los filtros de color.

El primer método se denomina de disparo único, en referencia al número de veces que el sensor de la cámara fotográfica se expone a la luz que pasa a través de la lente. Los sistemas de disparo único utilizan un CCD con un filtro de Bayer, o tres sensores de imagen independientes (uno para cada uno de los colores primarios aditivos: rojo, verde, y azul) que se exponen a la misma imagen mediante un sistema óptico de separación de imagen.