Muchos factores de la cámara digital, y por lo tanto de la fotografía, dependen del sensor de la cámara. Dicho sensor es considerado el corazón del dispositivo.
El sensor de imagen de una cámara digital convierte la luz proveniente del sujeto u objeto en una señal electrónica que finalmente se transforma en un archivo de imagen digital. Los sensores son chips de silicio de tamaño muy reducido, los cuales están formados por millones de elementos fotosensibles, conocidos como fotocélulas. Las fotocélulas se encargan de transformar la luz que reciben a través del objetivo, en señales eléctricas. Dichas señales procesan y forman la imagen en dos dimensiones de la escena que hemos de plasmar.
Las fotocélulas están dispuestas en una matriz bidimensional, en la cual inciden los fotones, los cuales son convertidos en una carga eléctrica. Cada una de las fotocélulas transforma la luz de un punto de la imagen en electrones. Aunque existen varios tipos de sensores, los más frecuentes en nuestras cámaras digitales son dos: los sensores CCD y los sensores CMOS.
Figura 4.1. Sensores CCD y sensores CMOS
Sensores CCD
Las siglas CCD, traducidas al español, significan dispositivo de carga acoplada. Dicho dispositivo fue desarrollado a finales de los años 60 y, en 1970, se incorporó por primera vez a una videocámara. En los sensores CCD, la interpretación de la intensidad eléctrica de cada pixel, es decir, la conversión de esta carga en voltaje, se lleva a cabo en un amplificador común situado en los bordes del sensor.
Los fotodiodos que reciben la luz son los encargados de convertirla en una carga de electrones y almacenarla. La carga de cada pixel se transfiere, una a una, a los registros de desplazamiento, tanto vertical como horizontal. Finalmente, el amplificador de salida convierte la carga en voltaje analógico. El conversor analógico digital será el que transforme la carga en código binario.
Sensores CMOS
Las siglas CMOS, en español, significan semiconductor complementario de óxido metálico. Su nombre hace referencia a la tecnología usada para fabricarlos, la cual es la misma que se emplea en la actualidad, para cualquier tipo de chip o microchip. A diferencia de los CCD, los sensores CMOS tienen un dispositivo electrónico que convierte la carga creada por la luz en un voltaje analógico, en el mismo sensor. Al igual que en el CCD, esta señal analógica será traducida a señal digital por un conversor A/D
El color en fotografía digital
Los sensores, por definición, solo miden la cantidad de luz que incide en cada una de sus fotocélulas o pixeles. No tienen la capacidad de distinguir entre uno y otro color. Para suplir esta carencia, se le coloca un filtro, el cual mide la cantidad de rojo, de verde y de azul (RGB). Dichos filtros se colocan de una manera determinada, siguiendo el patrón conocido como Mosaico de Bayer. En este mosaico, encontramos la mitad de este compuesta por fotosensores verdes; una cuarta parte, azules, y otra cuarta parte, rojos. La interpolación de cuatro pixeles juntos da como resultado un pixel de color.
Figura 4.2. Mosaico de bayer
La resolución fotográfica
La resolución puede hacer referencia al tamaño del sensor de la cámara o al tamaño de una fotografía. Los términos resolución y tamaño, a menudo, son confundidos cuando hablamos de fotografía digital. Es cierto que tienen mucha relación y que no podríamos conocer la resolución sin saber el tamaño, pero no son lo mismo.
En fotografía, la resolución es la capacidad que tiene un sistema de registro, como por ejemplo una cámara, un escáner, etc., para distinguir entre dos puntos adyacentes en una imagen. Además, el término resolución también se utiliza para medir la capacidad de registro de detalle de ese sistema. La resolución de una imagen se suele indicar en megapixeles. El prefijo mega significa millón, por lo que 1 megapixel equivale a 1 millón de pixeles. Para calcular la resolución de una imagen, necesitamos saber su tamaño. Cuando hablamos de tamaño, nos referimos a la cantidad de pixeles que forman la imagen, tanto en su ancho como en su largo.
Si tenemos una imagen con un tamaño de 4000 x 2500 pixeles, esto significa que su resolución será de 10.000.000 de pixeles, es decir, 10 megapixeles. A mayor resolución, mayor detalle y definición, ya que se almacenará más cantidad de información para reproducir fielmente la realidad. Cuantos más megapixeles tenga la imagen, más podemos ampliarla, sin perder calidad.
A su vez, se puede hablar de resolución como una medida de distancia o de superficie. En este caso, hacemos referencia a la cantidad de pixeles que hay, por una cierta medida de longitud. Dicha medida suele ser en centímetros o pulgadas. Estas últimas son las más usadas, por lo que en este tipo de resoluciones es más común hablar de pixeles por pulgada, o ppp. Los ppp tienen una relación directa con la impresión de una imagen digital. Se refieren a los pixeles que pueden ser impresos en un tamaño determinado de soporte. A menudo, los términos “resolución de la imagen” y “resolución de impresión” también son confundidos.
Figura 4.3. Ppp
La función del sensor es transformar la luz en señal electrónica, la cual a su vez se convierte en imagen digital. De los sensores depende la cantidad de pixeles que tendrá la imagen y, en mayor parte, su resolución final. Todas las cámaras digitales tienen un sensor electrónico.
