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Câmeras Digitais: Alta Resolução, Memória e Substituição Analógica, Notas de aula de Engenharia Agronômica

Este documento discute a evolução das câmeras digitais, com ênfase na melhoria da resolução e capacidade de armazenamento, que permitiu a produção de fotos de alta qualidade em grandes números. O uso de câmeras digitais na internet também contribuiu para aumentar as vendas, resultando na queda de preços. O texto também aborda a impressão de fotos digitais usando impressoras por sublimação e a transferência de dados para computadores.

Tipologia: Notas de aula

2010

Compartilhado em 28/10/2010

valter-daniel-fantin-6
valter-daniel-fantin-6 🇧🇷

4.7

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Baixe Câmeras Digitais: Alta Resolução, Memória e Substituição Analógica e outras Notas de aula em PDF para Engenharia Agronômica, somente na Docsity! Capítulo 31 Câmeras digitais Câmeras digitais produzem fotos sem utilizar filmes. As imagens captadas são armazenadas na sua memória, podendo ser posteriormente transferidas para um computador. Uma vez sendo recebidas pelo computador, na forma de arquivos gráficos, as imagens podem ser processadas, gravadas em meios de armazenamento permanente e impressas. As primeiras câmeras digitais eram consideradas curiosidades tecnológicas. Muito caras, com baixa capacidade, e as fotos apresentavam resoluções baixas. Com o passar dos anos, a resolução e a capacidade de armazenamento aumentaram, permitindo fazer fotos com alta qualidade e em maior número. Os preços também foram se tornando cada vez mais acessíveis. O uso de câmeras digitais para produzir fotos para serem usadas em páginas da Internet também fez as vendas aumentarem, contribuindo para a queda de preços. Em 1997 as câmeras baratas eram muito limitadas. Muitas geravam fotos com a resolução de 320x240, e sua memória tinha capacidade para pouco mais de 10 fotos. Era preciso pagar cerca de 300 dólares por uma câmera com essas características. Atualmente podemos comprar câmeras com resoluções superiores a 1600x1200, e o número de fotos armazenadas é bem maior, graças à maior quantidade de memória. Os preços também são bastante acessíveis. As câmeras digitais já são capazes de substituir as câmeras convencionais, apesar do custo ainda ser elevado. Para que esta substituição seja feita, é preciso que sejam geradas fotografias em papel, obtidas por meio da câmera digital. A impressão dessas fotografias requer o uso de impressoras de alta qualidade. Impressoras a jato de tinta são capazes de fazer um bom trabalho, mas sua qualidade não é considerada fotográfica, exceto nos modelos de mais alto custo. Existem impressoras que operam pelo processo de dye sublibamation (sublimação de partículas), que produzem fotos impressas com 31-2 Hardware Total qualidade igual à de fotografias convencionais. O custo de uma câmera digital de alta resolução, adicionado ao do computador e ao de uma impressora de alta qualidade resulta em um estúdio fotográfico caro, se comparado ao uso de câmeras convencionais. Caminhamos para o ponto em que a fotografia digital será mais usada que a convencional, mas isto ainda vai demorar alguns anos. Figura 31.1 Uma câmera digital. Por dentro da câmera A imagem em uma câmera digital é captada por um dispositivo chamado CCD (Charge Coupled Device). Este dispositivo é um sensor ótico, formado por uma matriz com centenas de milhares de pontos, localizados em uma área com apenas alguns centímetros quadrados. Nos modelos mais recentes, a matriz do CCD possui alguns milhões de pontos. A figura 2 mostra uma placa interna de uma câmera digital, na qual podemos ver o CCD. Figura 31.2 CCD de uma câmera digital. Capítulo 31 – Câmeras digitais 31-5 Canon, Kodak, Casio e HP. Adicione a esses, todos os demais fabricantes de câmeras convencionais, já que praticamente todos eles estão oferecendo modelos digitais. Vejamos as principais características dessas câmeras, para que você possa entendê-las melhor. Para ilustrar, usaremos como exemplo a câmera Canon Power Shot 600. Resolução Esta é a mais importante característica de uma câmera digital, e está diretamente relacionada com o seu CCD (ou seja, o seu sensor ótico). As primeiras câmeras digitais utilizavam CCDs idênticos aos de câmeras filmadoras VHS, limitados a baixas resoluções, inferiores a 640x480. Hoje encontramos facilmente modelos com resoluções chegando na faixa de 2000x1500. Em geral as câmeras digitais permitem usar resoluções inferiores à sua resolução máxima. A vantagem em usar uma resolução mais baixa é que desta forma é possível armazenar um maior número de fotos em sua memória. Quando a resolução não é um fator importante, podemos ativar na câmera o modo de mais baixa resolução, possibilitando armazenar mais fotos. Quando não é necessário armazenar um número muito elevado de fotos, podemos deixar a câmera operar com a sua resolução máxima. Quando tanto a resolução como o número de fotos são importantes, talvez seja indicado fazer uma expansão na memória da câmera. Número de cores Aqui está um item também bastante importante. As primeiras câmeras digitais geravam fotos em preto e branco. Os arquivos gráficos apresentavam 256 tonalidades de cinza. Com a proliferação de aplicações que exigem cor, as câmeras digitais em preto e branco caíram em desuso. Os modelos atuais produzem fotos com 24 bits, chegando a 16 milhões de cores (True Color). Compressão de imagem Imagens em alta resolução ocupam muito espaço na memória. Uma foto com resolução de 640x480 e 16 milhões de cores ocupa quase 1 MB. Desta forma, a memória da câmera poderia armazenar uma reduzida quantidade de fotos, e o tempo de transmissão para o PC seria extremamente longo. Para evitar esses problemas, as câmeras digitais usam o método de compressão JPEG para armazenar suas imagens. Dependendo da quantidade de detalhes, uma foto de 640x480 pode ser armazenada ocupando entre 50 kB e 100 kB. Mesmo usando a compressão JPEG, as imagens resultantes possuem uma qualidade muito boa para a visualização na tela, e bastante 31-6 Hardware Total satisfatória para a impressão em papel. Digamos que a imagem captada pelo CCD perde um pouco (bem pouco mesmo) da sua qualidade, para que assim possa ocupar um espaço de memória de 10 a 20 vezes menor. As câmeras digitais também podem armazenar e transmitir fotos no modo CCD RAW. Nesta modalidade a imagem é armazenada pixel por pixel, sem compressão de dados, exatamente da forma como é capada pelo CCD. Este modo é útil quando precisamos de fotos com a qualidade máxima permitida pela câmera. Armazenamento e expansão de memória As câmeras digitais possuem alguns MB de memória para o armazenamento de fotos. A quantidade de memória define o número de fotos que a câmera pode armazenar. Este número não é fixo, pois o tamanho dos arquivos JPEG depende do grau de compressão obtido, que varia de uma imagem para outra. Existem câmeras que admitem expansão de memória, outras que podem ter acoplado um cartão de disco rígido PCMCIA, e até modelos que armazenam as fotos em um disquete. A câmera Canon PowerShot 600, por exemplo, permite a instalação de um disco rígido PCMCIA de 170 MB. Com ele a capacidade de armazenamento é aumentada para 900 fotos, usando compressão JPEG, na resolução máxima. Muitas câmeras atuais usam minidiscos Flash para expansão, como veremos mais adiante neste capítulo. Baterias Muitos modelos utilizam pilhas comuns, de preferência alcalinas, alguns usam baterias próprias, do tipo recarregável e outros oferecem um adaptador DC (em alguns casos é opcional, podendo ser adquirido separadamente), através do qual podem funcionar, mesmo sem pilhas, ou então realizar o carregamento de suas baterias. Existem ainda modelos que usam uma ou mais baterias de lítio com tensão de 3 volts, adquirida com facilidade nas lojas de material fotográfico. São as mesmas baterias usadas em muitas câmeras convencionais. Retenção das imagens na memória Nas câmeras digitais modernas, a corrente fornecida pelas pilhas ou baterias é usada para alimentar o flash (praticamente todos os modelos possuem flash) e seus circuitos eletrônicos. A memória na qual as imagens são armazenadas não necessita de corrente para manter seus dados. Usam mmória Flash ROM. Graças a esta memória, a câmera pode reter as imagens Capítulo 31 – Câmeras digitais 31-7 mesmo desligada, e mesmo sem pilhas ou baterias, durante um período ilimitado. Transferência das fotos para o computador As primeiras câmeras digitais eram ligadas ao PC através de interfaces seriais e paralelas. Os modelos atuais usam a interface USB, mais versátil e mais rápida. A transmissão paralela é bem mais rápida que a serial, uma vantagem considerável, levando em conta a elevada quantidade de dados a serem transferidos. Enquanto uma interface serial demora alguns minutos para transferir 1 MB de fotos, a interface paralela permite que esta trans- missão seja feita em apenas alguns segundos. Em uma interface USB, esta transmissão é ainda mais rápida. Existem câmeras que armazenam as imagens em um cartão de memória flash ou disco rígido PCMCIA. Podemos transferir as fotos diretamente para um notebook, ou para um PC que possua um slot PCMCIA. Basta retirar o cartão da câmera, inserir no PC e copiar os seus arquivos. Método de transferência ainda mais simples é o das câmeras que armazenam as fotos em disquetes e podem ser lidas diretamente pelo PC. Zoom O zoom é uma operação ótica muito útil nas câmeras convencionais, e possui utilidade idêntica nos modelos digitais. É usado para fazer fotos de objetivos localizados a grandes distâncias. Considere o zoom como uma característica altamente desejável em uma câmera digital, mesmo que para isto seja preciso pagar um preço um pouco maior. A maioria dos modelos atuais possui zoom, exceto no caso dos modelos mais baratos. Flash A maioria das câmeras digitais possuem um flash, permitindo a realização de fotos em locais onde a luminosidade é precária. Em geral o flash pode ser programado de três formas: desativado, ativado e automático. Ao ser desati- vado, não acenderá, mesmo que a luminosidade seja pequena. Ao ficar ativado, acenderá sempre a cada foto, mesmo que a luminosidade do ambiente seja boa. Em modo automático, o flash acenderá apenas quando o ambiente tiver pouca luminosidade, e ficará apagado em ambientes muito claros. Foco Para que a imagem seja projetada corretamente sobre o CCD, é preciso que seja focalizada. As câmeras mais simples possuem foco “no infinito”. Isto 31-10 Hardware Total A câmera possui um microfone que permite associar anotações de voz para cada foto. Essas anotações podem ser ouvidas ou transformadas em arquivos sonoros, através do programa de controle que a acompanha. Quanto à distância do objeto a ser fotografado, existem duas opções: normal e macro. No modo normal, usado para distâncias superiores a 40 cm, é usado o sistema de focalização automática. Apontamos o objeto e pressionamos o botão (shutter) até a metade, fazendo com que a câmera calcule a distância e focalize o objeto. Um LED acenderá indicando que o objeto está focalizado. Podemos então apertar o shutter até o final, fazendo a fotografia. No modo macro, a focalização é feita para distâncias entre 10cm e 40cm. Podemos fazer excelentes fotografias de objetos pequenos. Esta câmera possui controle automático de exposição, ou seja, ajusta automaticamente a claridade da figura captada, em função da luminosidade do ambiente. A sua alimentação elétrica é feita através de uma bateria de níquel-cádmio, comercializada especialmente para esta câmera. Armazena carga suficiente para fazer uma generosa quantidade de fotos. A tabela que se segue mostra o número de fotos que podem ser feitas com a carga total da bateria em diversas condições. Meio de armazenamento Sem flash Flash em 25% Memória interna de 1 MB 340 300 Expansão de memória de 4 MB 480 400 Expansão de memória de 170 MB 180 150 Por exemplo, usando uma expansão de memória de 4 MB tipo Flash Card, é possível fazer 400 fotos (ou seja, enchendo a memória da câmera diversas vezes), levando em conta que o flash é aceso em 25% delas. Se em todas elas o flash não for usado, podem ser feitas 480 fotos. A bateria é recarregada através de um adaptador AC que acompanha a câmera. O adaptador pode ser ligado diretamente à câmera, ou ligado na Camera Station durante a transferência de fotos para o PC. A Camera Station é uma base na qual a câmera é acoplada, permitindo a ligação com a interface paralela do PC. Características A figura 6 mostra a Canon PowerShot 600 e seus acessórios. A estação (Camera Station) possui um conector tipo Centronics, idêntico ao de uma impressora, próprio para ser ligado em uma interface paralela. Possui ainda uma conexão para o adaptador AC/DC (carregador de bateria). Desta forma, Capítulo 31 – Câmeras digitais 31-11 enquanto a câmera está acoplada à estação, além de não ser consumida carga da bateria, é ainda feito o seu carregamento. Figura 31.6 Câmera e seus acessórios. Na figura 7 vemos a parte frontal da PowerShot 600. Como podemos observar, existem muitos botões e controles, o que torna sua operação um pouco mais complicada que a de outras câmeras mais simples. Figura 31.7 Parte frontal da câmera. Na parte superior da câmera existe um seletor através do qual podemos escolher entre um dos modos especiais de operação. Dois deles fazem o apagamento de fotos da câmera, sendo que um apaga apenas a última foto e os outros dois apagam todas as fotos. Outro modo ativado por este seletor é o CCD RAW, que resulta em fotos da mais alta qualidade. Na maior parte do tempo usamos o modo normal. Ainda na parte superior da câmera existem três botões para selecionar várias operações possíveis. O botão seletor de qualidade permite escolher entre três níveis de compressão de imagem (Fine, Normal e Economy). O melhor modo é o Fine, e melhor ainda que ele, só mesmo o CCD RAW. 31-12 Hardware Total O botão Macro é usado para fazer fotos a pequenas distâncias, de 10 a 40 cm. Este botão também é chamado de F1, e é usado na ativação de algumas outras funções da câmera. O outro botão é o F2/Microfone. Devemos pressioná-lo para fazer anotações de voz (observe o microfone localizado também na parte superior da câmera). Funciona ainda para ativação de algumas funções especiais. Ainda na parte superior existe um display indicador de status e várias informações, tais como o número de fotos que ainda cabem na memória, o modo de compressão utilizado, etc. Na parte frontal da câmera temos o botão F3, usado para controlar o modo de operação do flash (sempre ligado, sempre desligado ou automático). Ainda na parte frontal existe um emissor de luz infravermelha, usado para o cálculo de distância para efeito de focalização. Finalmente, também localizado na parte frontal da câmera, está o shutter, o botão que apertamos para fotografar. Figura 31.8 Parte traseira da câmera. A figura 8 mostra as partes traseira, lateral e inferior da câmera. Ao lado do viewfinder existem dois LEDs indicadores. O LED verde é usado principalmente para indicar que o objeto está focalizado, e o vermelho indica que o flash está carregado. Abaixo do viewfinder existe um seletor Color/Mono. Com ele escolhemos se as fotos devem ser feitas a cores ou em preto e branco. Na parte inferior existe um encaixe para tripé. É útil para manter a câmera fixa sobre uma base, para fazer por exemplo, fotos a curta distância, ou fotos nas quais a câmera precisa ficar absolutamente parada. O tripé pode ser adquirido com facilidade em lojas de material fotográfico. Temos também um conector para o carregador de bateria. Através dele a bateria da câmera pode ser carregada, sem que seja necessário acoplar a câmera na estação. O mais importante de tudo nesta parte inferior é o conector de dados, usado no encaixe com a estação. Fica protegido por uma pequena tampa que é aberta Capítulo 31 – Câmeras digitais 31-15 Figura 31.13 Instalando uma expansão de memória. Softwares que acompanham a câmera Assim como ocorre com todas as câmeras digitais, a PowerShot 600 é acompanhada de dois conjuntos de softwares:  Twain Data Source  Editores gráficos e gerenciadores de álbuns O Twain Data Source (ou Twain Driver) e seu programa de controle são específicos para esta câmera, ou seja, não podem ser usados com outros modelos de câmeras. Esta regra é válida para qualquer modelo de câmera digital ou scanner. Os demais softwares são genéricos, independentes do modelo de câmera. A PowerShot 600 é acompanhada do software PhotoImpact e diversos utilitários. Pode ser usado para criar e gerenciar álbuns, editar fotos, e diversas outras operações. É um software bastante sofisticado, e é fornecido em um CD-ROM que acompanha a câmera. O Twain Data Source desta câmera pode ser executado a partir de qualquer editor gráfico que seja Twain compatível (inclusive o PhotoImpact que a acompanha). Basta usar o comando File/Scan ou File/Acquire. Podemos vê-lo em execução na figura 14. 31-16 Hardware Total Figura 31.14 Programa de controle do driver TWAIN da PowerShot 600. Começamos clicando o ícone da câmera, e será apresentada uma série de thumbnails das fotos armazenadas. O próximo passo é selecionar a foto, ou as fotos a serem transferidas. Depois que as fotos desejadas estão selecionadas, clicamos sobre o botão Acquire. As fotos serão transferidas para o PC e aparecerão como arquivos abertos pelo programa que comandou a execução do driver da câmera. Note que muitos programas não são capazes de transferir várias imagens simultaneamente. Nesse caso, os métodos de selecionamento de múltiplas fotos não funcionarão. Programas gerenciadores de álbuns digitais, como o que acompanha o PhotoImpact, são capazes de transferir múltiplas imagens. Entre os utilitários fornecidos, temos o PhotoImpact Album, mostrado na figura 15. Este programa é capaz de obter um grupo de fotos da câmera (ou mesmo de um CD-ROM ou disco rígido) e formar álbuns. Os álbuns funcionam como índices gráficos para acesso fácil às figuras. O PhotoImpact propriamente dito não se destina à criação e gerenciamento de álbuns, e sim, à edição das fotos. Possui diversos comandos bastante sofisticados encontrados em editores mais famosos, como o PhotoShop. Capítulo 31 – Câmeras digitais 31-17 Figura 31.15 O programa gerenciador de álbuns digitais que acompanha a PowerShot 600. Assim como ocorre com os scanners, podemos utilizar qualquer programa gráfico para comandar a aquisição de imagens de uma câmera digital. Basta usar o comando File/Scan ou File/Acquire. Isto ativará o Twain Data Source da câmera, que fará a aquisição e a transferência da imagem para o programa gráfico usado. Exemplo: Olympus D340-R A Olympus, tradicional fabricante de câmeras fotográficas, também produz atualmente diversos modelos digitais. Para que você fique ainda mais familiarizado com câmeras digitais, apresentaremos agora como exemplo, a câmera Olympus D340R. Esta câmera produz fotos com resolução de até 1280x960. Utiliza um mini-disco de expansão de memória, com 4 MB, 8 MB ou 16 MB (figura 17). Na verdade não se trata de um disco magnético, e sim, um circuito de memória permanente, tipo Flash ROM. Figura 31.16 Câmera Olympus D340-R. 31-20 Hardware Total Figura 31.22 Parte traseira da câmera. A câmera é acompanhada do software Camedia Master, usado para fazer a transferência das imagens. A instalação deste software também faz a instalação do driver TWAIN. É perguntado ao usuário se a instalação deve ser feita no modo Typical, Compact ou Custom. Na opção Custom podemos selecionar os módulos a serem instalados (figura 23). Figura 31.23 Selecionando os componentes a serem instalados. Capítulo 31 – Câmeras digitais 31-21 Figura 31.24 O software Camedia Master. Terminada a instalação podemos reiniciar o computador. O software Camedia Master é mostrado na figura 24. Trata-se de um gerenciador de álbuns, com a função adicional de transferir as imagens da câmera para arquivos no PC. Mantendo a câmera conectada ao computador através de uma das suas interfaces seriais, usamos o comando Edit/Options. Na guia download (figura 25) podemos definir a interface serial a ser usada e a taxa de transmissão. Figura 31.25 Opções da câmera. Com o comando Camera / Camera Settings temos o quadro da figura 26, com várias outras opções de funcionamento da câmera. Podemos selecionar a câmera a ser usada (este programa pode operar com outros modelos de câmera), acertar a data e a hora no relógio interno da câmera, definir o 31-22 Hardware Total brilho do visor LCD e definir parâmetros de auto desligamento para economia das baterias. Figura 31.26 Configurações da câmera. A forma mais simples de transferir as imagens da câmera para o PC é através do comando Camera / Download all images. Será apresentado o quadro da figura 27 para que possamos indicar o drive e o diretório para o qual as fotos serão transferidas. Figura 31.27 Indicando o destino das fotos. Uma outra forma de selecionar as imagens é através de seleção individual. Devemos inicialmente clicar sobre o ícone da câmera na parte esquerda da
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