A Câmera de Vídeo - Sistemas Técnicos para Audiovisual

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AULA 1 
A Câmera de Vídeo 
Para que possamos entender a câmera de vídeo, antes de tudo deveremos entender o 
princípio pelo qual ela se baseia: o olho humano. 
- Olho Humano. 
Numa primeira aproximação, podemos trata-lo como resultante de um conjunto de 
processos neuronais que tem lugar no cérebro, interpretando a resposta fisiológica da 
retina sob a ação da luz. 
O sistema visual humano possui capacidade de resolução finita, considerando a 
quantidade limitada de elementos fotossensíveis presentes na retina. A capacidade de 
resolução do olho denomina-se acuidade visual. 
A retina contém dois tipos de elementos sensíveis à luz que são os cones e os 
bastonetes. Através destas células a luz é submetida a um processo de transdução 
vindo a originar impulsos elétricos que são transmitidos ao cérebro por meio de nervos 
ópticos Enquanto os bastonetes são sensibilizados apenas pela luz (são também os 
elementos que caracterizam a visão noturna ou a baixos níveis de iluminação), não 
identificando as cores, os cones são as células que possibilitam a visão diurna além de 
discernirem a gama de cores do espectro considerado. O olho humano possui cones 
vermelhos, azuis e verdes. As células da categoria cones no olho humano são 
constituídas por elementos sensíveis no domínio do vermelho, outros no domínio do 
verde e outros ainda no domínio do azul. O conjunto olho cérebro identifica as demais 
colorações a partir de diferentes níveis de sensibilização de tais elementos. Em outras 
palavras, a percepção das cores de forma geral, é efetuada pela composição das 
excitações simultâneas dos cones. 
A combinação das cores que consideram a projeção de luzes é denominada aditiva. 
Nestas a cor resultante consiste na adição das ações de cada ação luminosa tratada. 
No contexto estão incluídos a televisão e o cinema. 
Quando da percepção dessa mistura pelo sistema visual humano, o olho, em função de 
sua resposta espectral, atenua a importância das componentes de tal modo que o 
vermelho corresponde uma intensidade de 30 % do total, ao verde 59 %, e ao azul 
apenas 11 %. Essa composição o olho interpreta como a luz branca. Ao chamar de Y a 
informação de luminância e de R, G e B os sinais elétricos gerados pelos sensores 
sensíveis ao vermelho, verde e azul respectivamente, tem-se: 
Y = 0.30 R + 0,59 G + 0,11 B 
A tela do monitor de TV emite três tipos de cores, vermelho, verde e azul, 
denominados cores primária do modelo de cores R, G, e B. Através da combinação das 
luzes emitidas pelo monitor nestas três cores, todas as demais cores e tonalidades 
podem ser percebidas pelo olho humano, somando-se diferentes proporções de cada 
uma destas cores primárias. Por este motivo, o modelo de cor RGB é um sistema 
aditivo de cor: uma determinada cor é obtida somando-se diferentes proporções das 
cores primárias, emitidas por fontes de luz. 
 
 
Se para que tenhamos o branco precisaremos das cores R, G e B nas proporções 
citadas acima, o preto será consequentemente a de ausência destas componentes. 
Princípio básico de funcionamento da câmera de vídeo. 
Assim como o olho humano a câmera de vídeo irá captar o que recebe de luz, ou seja, 
a luz refletida de cada objeto ou ser. Esta luz captada passará pela lente da câmera, 
chegando ao prisma. Este irá decompor o sinal luminoso em três componentes ainda 
de luz, componentes que baseados no olho humano serão R, G e B. 
Para que este sinal seja transformado em sinal elétrico ou digital, cada um destes sinais 
de luz passará por um sensor denominado CCD (charge-coupled device - dispositivo de 
acoplamento de carga), ou CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor - 
semicondutor metal-óxido complementar). É um tipo de tecnologia empregada na 
fabricação de circuitos integrados onde se incluem elementos de dispositivo de 
acoplamento de carga. Este é um dispositivo fotossensível, responsável pela 
transformação do sinal luminoso em sinal elétrico. O coração de uma câmera de vídeo é 
o seu dispositivo de formação de imagem. As primeiras câmeras de TV utilizavam tubos. 
As primeiras câmeras coloridas possuíam quatro tubos (vermelho, azul, verde e 
luminância). 
O sensor também é o responsável pela qualidade da imagem da câmera. 
As câmeras digitais foram se tornando mais populares à medida que os preços caíram. 
Um dos motivos por trás dessa queda de preços foi a introdução dos sensores de 
imagem CMOS, que são muito mais baratos de se fabricar que os sensores CCD. 
Os sensores de imagem CCD e CMOS partem do mesmo ponto: precisam converter luz 
em elétrons. Uma maneira simplificada de pensar sobre o sensor usado em uma câmera 
é considerá-lo como tendo uma matriz 2D de milhares ou milhões de pequenas células 
solares, cada uma das quais transforma a luz de uma pequena parte da imagem em 
elétrons. Tanto os dispositivos CCD como CMOS realizam esta tarefa usando diversas 
tecnologias. 
A próxima etapa consiste em ler o valor (carga acumulada) de cada célula na imagem. 
Em um dispositivo CCD, a carga é, na verdade, transportada ao longo do chip e lida em 
um canto da matriz. Um conversor analógico para digital transforma cada valor de pixel 
em um valor digital. Na maioria dos dispositivos CMOS, há vários transistores em cada 
pixel que amplificam e movem a carga usando fios mais tradicionais. A abordagem 
CMOS é mais flexível porque cada pixel pode ser lido individualmente. 
Os CCDs usam um processo especial de manufatura para criar a capacidade de 
transportar a carga ao longo do chip sem distorção. Este processo leva a sensores de 
qualidade muito elevada, em termos de fidelidade e sensibilidade à luz. Os sensores CCD 
criam imagens de alta qualidade e baixo "ruído". Os sensores CMOS são 
tradicionalmente mais suscetíveis ao ruído;