PROCESSO FOTOGRÁFICO E IMAGEAMENTO ELETRÔNICO

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CAPÍTULO 3 
 
 
 
 
PROCESSO FOTOGRÁFICO E IMAGEAMENTO ELETRÔNICO 
 
 
 
3.1 INTRODUÇÃO 
 
 Os dados utilizados na Fotogrametria e Sensoriamento Remoto são 
oriundos de sensores que captam radiação eletromagnética, transformando 
esta radiação em uma imagem que pode ser analisada, tanto por um 
operador humano, quanto automaticamente pelo computador. 
 Na Fotogrametria convencional, o meio mais utilizado de aquisição 
de informação é a fotografia convencional. Mais recentemente, têm sido 
utilizadas imagens digitais, obtidas diretamente da cena por meio de uma 
câmara digital ou através da digitalização em “scanner” de uma foto 
convencional. 
 
3.2 FORMAÇÃO DA IMAGEM 
 
Para entender o processo de formação da imagem em uma câmara, 
pode-se recorrer ao modelo de câmara de furo (ou buraco de agulha). Esta 
câmara é constituída de uma caixa escura, na qual é feito um pequeno orifício 
por onde passará a luz. Na face oposta ao orifício pode ser colocado um 
negativo fotográfico, que será impressionado pela luz proveniente do orifício 
(Figura 3.1). 
 
 Como a quantidade de luz que penetra no orifício é muito pequena, 
a emulsão é sensibilizada lentamente. Se o orifício for ampliado, para 
aumentar a quantidade de luz, a imagem sofrerá um borramento (Figura 3.1 
b). A maneira de evitar este borramento é substituir o orifício por uma lente, 
podendo-se, então aumentar a abertura mantendo-se a imagem focalizada. 
 No caso da câmara de furo as distâncias objeto são irrestritas. Isto 
não ocorre nas câmaras de lentes, cujo processo de formação de imagens é 
baseado na equação das lentes: 
 
fqp
111
=+ (3.1) 
 
 
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 Quando a distância objeto tende ao infinito, então q ≅ f. É o caso das 
câmaras aéreas, que são fabricadas com a focalização no infinito. 
 
 
Objeto 
Imagem 
 
 
(a) 
 
Objeto Imagem 
(b) 
 
Figura 3.1 Câmara de Furo. 
 
 
3.3 O PROCESSO FOTOGRÁFICO 
 
 O processo fotográfico consiste em expor uma emulsão fotográfica 
sensível à luz, através das lentes de uma câmara e, posteriormente, 
processar esta emulsão em soluções químicas para produzir um negativo e, 
finalmente, usar este negativo para gerar um positivo fotográfico. No negativo 
as áreas claras de uma cena aparecerão escuras e vice-versa. 
 As emulsões fotográficas podem ser usadas para produzir tanto 
fotografias preto e branco quanto fotografias coloridas. Atualmente, na 
maioria dos projetos fotogramétricos são usadas coloridas, embora no 
passado (até a década de 1980) fossem predominantes fotografias preto e 
branco. 
 
 
MATERIAL FOTOGRÁFICO 
 
 O material fotográfico usado para preparar um negativo fotográfico 
preto e branco tem, normalmente, 3 níveis que são: a base, a emulsão 
fotográfica e um nível antihalo (Figura 3.2). 
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 EMULSÃO 
BASE 
NÍVEL 
ANTIHALO 
 
 
 
Figura 3.2 Elementos do material fotográfico preto e branco. 
 
 A base é responsável pelo suporte da emulsão e pode ser feita de 
vários materiais. Os mais comuns são o vidro (em desuso) e materiais 
sintéticos, como o acetato e o poliéster. O poliéster tem um grau de 
estabilidade em relação às variações de temperatura e umidade maior que o 
acetato. Estima-se que as deformações do acetato sejam da ordem de 30 μm 
e as do poliéster da ordem de 5 μm. O vidro praticamente não se deforma, é 
uma superfície plana e rígida, mas é pesado, frágil e de difícil manuseio. Foi 
utilizado como base para emulsões destinadas à Fotogrametria Terrestre, 
mas seu uso em Aerofotogrametria é inviável por razões óbvias. Para obter 
uma cópia do negativo, normalmente utiliza-se uma emulsão com base de 
papel, ao invés de acetato. Neste caso, não é necessário que a base seja 
transparente, ao contrário dos negativos. Para Fotogrametria, são produzidas 
cópias tanto em papel quanto em transparência ou vidro, que são os 
diapositivos. 
 O nível antihalo é uma camada que impede que os raios sofram 
reflexão interna na base e produzam imagens “fantasmas” na emulsão. 
 A emulsão é um nível composto de gelatina com cristais de haleto 
de prata suspensos. Quando a energia luminosa atinge o cristal de prata 
suspenso na emulsão as ligações do haleto de prata são quebradas. O 
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número de cristais afetados em uma determinada porção da emulsão será 
uma função da quantidade de luz que atinge a área. O conjunto de cristais 
expostos à luz forma uma imagem latente, que se tornará visível através de 
um processo químico, chamado revelação. 
 
3.4 TEMPO DE EXPOSIÇÃO (VELOCIDADE DO OBTURADOR) 
 
 
 
57
 
 
LENTES
OBTURADOR DIAFRAGMA 
FOCALIZAÇÃO
NEGATIVO
 
 
Fig 3.3 Esquema de uma câmara fotográfica. 
 
 Na figura 3.3 mostra-se o esquema de uma câmara fotográfica, com 
as lentes focalizando a imagem no plano imagem, onde está uma emulsão 
fotográfica (ou um rolo de filme). O sistema de lentes da câmara contém um 
diafragma, cujo diâmetro pode ser alterado para controlar a quantidade de luz 
que passa pelo sistema de lentes e atinge o negativo. A câmara possui, ainda 
um obturador, que controla o tempo de exposição; este dispositivo pode estar 
instalado tanto no sistema de lentes, quanto defronte ao negativo, em forma 
de fenda. As lentes podem mover-se longitudinalmente em relação ao eixo 
ótico, com o objetivo de alterar a distância imagem e manter focalizado o 
objeto que se deseja fotografar. 
 O conjunto diafragma-obturador controla a quantidade total de luz 
disponível para formar a imagem latente na emulsão. A escolha do f/stop e 
tempo de exposição mais adequado é feita com o auxílio de um fotômetro. 
Este fotômetro pode ser um acessório à parte embora, atualmente, a maioria 
das câmaras possua este dispositivo integrado ao sistema de controle de 
exposição. A escolha do tempo de exposição e da abertura deve levar em 
conta a cena a ser fotografada. 
 
 
 
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Figura 3.4 Detalhes dos controles e partes de uma câmara fotográfica 
(Fonte: Kodak) 
 
Se o objeto e a câmara estiverem em movimento deve-se usar um 
tempo de exposição pequeno (alta velocidade do obturador) para evitar 
borramento na imagem. Isto significa que deverá ser usada uma abertura 
grande do diafragma (f/stop pequeno) o que implica em diminuir a 
profundidade de campo. Por outro lado, se é necessária uma profundidade de 
campo elevada, para manter vários objetos da cena focalizados, então o 
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diâmetro de abertura deve ser reduzido (f/stop grande) exigindo, também um 
aumento no tempo de exposição. 
 
UNIDADES DO SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 
 
Unidade Grandeza 
Nome Símbolo Definição 
Intensidade 
Luminosa 
candela cd É a intensidade luminosa, em uma 
determinada direção, de uma fonte que 
emite radiação monocromática de 
freqüência 540x1012 hertz e que tem uma 
intensidade radiante naquela direção de 
1/683 watt por esterradiano. 
Unidade de 
ângulo plano 
Radiano rad O radiano é o ângulo compreendido entre 
dois raios de um círculo que intersectam, na 
circunferência, um arco de comprimento 
igual ao raio 
Unidade de 
Ângulo Sólido 
Esterradia
no 
sr Ângulo sólido que tendo vértice no centro de 
uma esfera subtende na superfície uma área 
igual ao quadrado do raio da esfera. 
Fluxo 
Luminoso 
lumen lm Fluxo luminoso emitido por uma fonte 
puntiforme e invariável de 1 candela, de 
mesmo valor em todas as direções, no 
interior de um ângulosólido de 1 
esterradiano. 
Iluminamento 
ou 
Iluminação 
lux Lx 
Lm.m-2 
Iluminamento de uma superfície plana de 
um metro quadrado de área, sobre a qual 
incide perpendicularmente um fluxo 
luminoso de 1 lúmen, uniformemente 
distribuído. 
Luminância candela 
por metro 
quadrado 
cd/m² Luminância de uma fonte com um metro 
quadrado de área e com intensidade 
luminosa de 1 candela. 
Exposição 
Luminosa, 
Excitação 
Luminosa 
lux-
segundo 
lx.s Exposição (excitação) luminosa de uma 
superfície com iluminamento de 1 lux, 
durante 1 segundo. 
 
Lei do Iluminamento (Iluminância - lux): 
 
Iluminamento (Iluminância ou, Iluminação) é o brilho ou quantidade 
de luz por unidade de área recebida no plano imagem durante a exposição 
(ver definição de unidades SI). 
O Iluminamento é proporcional à quantidade de luz que passa pelo 
diafragma da câmara durante a exposição, sendo, portanto, proporcional à 
área de abertura. Como a área de abertura do diafragma é 
4
. 2dπ o 
iluminamento é proporcional a d2 , o quadrado do diâmetro de abertura do 
diafragma (WOLF et al, 2000). 
A distância imagem é outro fator que afeta o iluminamento. O 
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Iluminamento está sujeito à lei do inverso do quadrado da distância, o que 
significa que a quantidade de iluminação é inversamente proporcional ao 
quadrado da distância desde o diafragma. Considerando este efeito, no 
centro da fotografia o iluminamento é proporcional a 
2
1
i
. `À medida que as 
distâncias aumentam desde o centro da fotografia, a distância ao diafragma 
aumenta proporcionalmente, causando ainda maior perda de iluminação (ver 
seção 2.15). 
 Considerando uma distância objeto grande, pode-se assumir que a 
distância imagem é igual à distância focal. Portanto, no centro da fotografia, o 
iluminamento é proporcional a 
2
1
f
. Pode-se, portanto, combinar as variáveis d 
e f e afirmar que o iluminamento é proporcional a 
2
2
f
d . A raiz quadrada deste 
fator é chamada fator de brilho (WOLF, 2000). 
 
2
2
__
f
dBrilhodeFator = (3.2) 
 O inverso da expressão (3.2) é também uma expressão inversa do 
iluminamento, que o fstop , já definido na seção 2.10. 
 
 Em fotografias em “close” ou macro (objetos muito próximos da 
câmara) a distância imagem aumenta muito em relação à distância focal, para 
atender à equação (3.1), como é ilustrado na figura (3.5). Com isto, a 
distância que a luz deve percorrer das lentes ao filme aumenta muito em 
relação à focal. Portanto, o f/stop usado para imagens no infinito não é 
adequado. O tempo de exposição ou o diâmetro de abertura devem ser 
aumentados para compensar a perda de iluminação, de acordo com a lei do 
inverso do quadrado da distância (ver exemplos no final do Capítulo) 
F F 
p
q 
Figura 3.5 Aumento da distância imagem para fotos macro. 
 
 
3.5 SENSIBILIDADE ESPECTRAL DAS EMULSÕES 
 
 Na figura 3.6 são mostrados os vários comprimentos de onda do 
espectro eletromagnético. Os comprimentos de onda da luz visível, 
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responsáveis pela sensibilização das emulsões, situam-se entre 0,33-0,35μm 
(ultravioleta) até 0,90μm (infravermelho). Na figura 3.7 mostra-se a 
decomposição das cores e seus respectivos comprimentos de onda. 
 
 
Figura 3.6 Espectro eletromagnético 
Visível
Comprimento de onda em micrometros 
Raios Gama Raio X 
Ultra 
violeta Infravermelho Microondas
Ondas de Radio 
10-10 10-6 10-2 1 102 106 
 As emulsões fotográficas, tanto preto-branco quanto as coloridas, 
são sempre sensíveis ao azul e à luz ultravioleta. Para ampliar o intervalo de 
sensibilidade são introduzidos vários níveis adicionais na emulsão. As 
emulsões que não sofreram este acréscimo de sensibilidade são sensíveis 
somente ao azul e ao violeta (emulsões “color blind”) e são usadas para a 
produção de diapositivos e cópias em papel, pois permitem o trabalho com 
iluminação vermelha ou âmbar. As emulsões ortocromáticas são películas 
preto e branco sensíveis também ao verde, o que garante uma reprodução 
adequada de cores, já que o olho humano é mais sensível ao verde. As 
emulsões infravermelhas preto e branco são aquelas em que o intervalo de 
sensibilidade foi ampliado para também captar o infravermelho próximo (até 
0,9μm). 
 
 
Luz Branca 
Infravermelho 
próximo 
vermelho 
azul 
ultravioleta
Prisma 
verde 
0.3 μ 
0.7 μ 
0.6 μ 
0.5 μ 
0.4 μ 
Região 
Fotográfica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 3.7 Comprimentos de onda e cores originados da luz branca visível. 
 
 Nas emulsões coloridas são usados vários níveis com 
sensibilidades a diferentes porções do espectro eletromagnético. Uma seção 
de um filme colorido é mostrada na figura 3.9. Na figura 3.10 mostra-se a 
curva de sensibilidade espectral de uma emulsão colorida. 
 
 
 
Figura 3.8 Sensibilidade espectral de várias emulsões. 
ORTOCROMÁTICA 
PANCROMÁTICA 
INFRAVERMELHO PRETO E 
BRANCO 
COLORIDA 
INFRAVERMELHO FALSA COR 
 
 
 
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Figura 3.9 Seção de um filme colorido. 
Sensível ao azul 
Filtro amarelo 
Sensível ao verde 
Sensível ao vermelho 
Nível Antihalo 
Base 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.10 Curvas de Sensibilidade Espectral de um filme colorido. 
Comprimento de Onda (μm) 
Amarelo 
Magenta 
Ciano 
20 
10 
1¨0 
2¨0 
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 
 
 Em uma emulsão colorida todos os níveis são sensíveis ao azul. 
Para bloquear a luz azul coloca-se um filtro amarelo no segundo nível, 
impedindo a passagem do azul para os níveis inferiores da emulsão. 
 
 
3.6 REVELAÇÃO DO FILME PRETO E BRANCO 
 
 O processo de revelação de um filme preto e branco é bastante 
simples e requer a ação de três reagentes químicos, chamados de banhos, 
em seqüência e por tempo e temperatura cuidadosamente controlados. 
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A figura 3.11 resume estes passos e seus efeitos na emulsão 
fotográfica. O primeiro passo no processo é a revelação, que reduz cada 
cristal de prata exposto à luz na imagem latente a grãos de prata metálica 
preta, produzindo uma imagem visível. 
 O segundo passo é o banho no interruptor, que normalmente é uma 
solução de ácido acético diluído, e que tem por objetivo terminar o processo 
de redução do revelador. 
 
 
 
Figura 3.11 – Revelação do Filme Branco e Preto. 
claro interm ediário escuro Brilho da cena
 
Film e virgem 
Film e exposto na 
câm ara
Depois da revelação
Depois da fixação
Cristais de prata não expostos 
Expostos m as não revelados 
(im agem latente)
Grãos de prata revelados 
alto interm ediário baixo 
 
 O terceiro passo é o banho no fixador que dissolve todos os cristais 
de haleto de prata não expostos à luz, de tal maneira que a emulsão não seja 
mais sensível à luz. 
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 Finalmente, a emulsão deve ser lavada em água corrente e 
posteriormente passar por um processo de secagem. 
 Existem dois tipos de filme preto e branco usados em fotografia: o 
filme negativo e o filme reverso. O filme negativo é aquele mais comum, 
usado tanto em fotografias comuns quanto em aerofotogrametria e que 
produz uma imagem negativa da cena, isto é, as áreas escuras aparecerão 
claras e as claras na cena aparecerão escuras no negativo. No filme reverso, 
ao contrário, as áreas claras aparecerão claras e as áreas escuras 
aparecerão escuras. Este tipo de filme éusado para fotografar imagens em 
movimento e para reprodução de transparências preto e branco. 
 
 
3.7 PROPRIEDADES SENSITOMÉTRICAS DAS EMULSÕES 
 
 
 A Sensitometria mede a resposta das emulsões fotográficas à luz, 
ou seja, o grau de opacidade de um negativo em relação ao meio ao qual foi 
exposta e processada. 
 A opacidade O de um material é definida como a razão entre a 
intensidade de luz incidente Ii e a intensidade da luz transmitida It, isto é, a luz 
que atravessa aquele material. Esta quantidade de luz é medida com um 
instrumento denominado densitômetro, que produz um fluxo luminoso 
constante e mede a proporção transmitida. 
 
O = Ii / It 
 
A transmitância é definida como o inverso da opacidade e é dada 
por: 
 
T = It / Ii = 1 / O 
 
A densidade é a medida da quantidade de luz que pode ser 
transmitida através da emulsão, isto é, uma emulsão preta não transmite luz e 
uma emulsão totalmente clara (transparente) transmite quase 100% de luz. A 
unidade da densidade é o logaritmo da opacidade. 
 
D = log10 O = log10 (Ii / It ) 
 
Por exemplo, se 10% da luz é transmitida então a transmitância é 
1/10, e, portanto, a densidade é igual a 1. 
 
A exposição E é definida como o produto da iluminância incidente Ii 
na emulsão, medida em lux, e o tempo de exposição. Se variarmos a 
exposição de uma determinada emulsão, obteremos variações 
correspondentes na densidade resultante. Pode-se, portanto, gerar uma 
curva plotando as densidades no eixo das ordenadas e o logaritmo das 
exposições no eixo da abcissas. Esta curva é chamada curva característica. 
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A curva característica é uma forma de calibração da emulsão e 
expressa a resposta de uma emulsão a uma determinada quantidade de 
exposição e a um método de revelação. A emulsão a ser avaliada é exposta 
à luz usando um padrão com diferentes densidades, do claro ao escuro. 
Várias exposições são feitas para avaliar o efeito de diferentes tempos de 
exposição na curva característica sensitométrica da emulsão. 
Depois de revelado o filme, as densidades do padrão são medidas 
no densitômetro. A transmitância de cada tonalidade do padrão em conjunto 
com a intensidade e duração da exposição permitem determinar a exposição 
E, produzida para cada tom. Plotando-se log10E, com a densidade obtém-se 
a curva característica da emulsão. Em última análise a curva característica 
indica a relação entre a densidade D de uma emulsão e a exposição E.t. 
A figura 3.12 traz um diagrama de uma curva característica, 
indicando alguns pontos e regiões importantes da curva. 
 
Figura 3.12 Curva característica de uma emulsão fotográfica. 
subexposição
Exposição 
correta superexposição solarização
ombro 
Gama (γ) = tg α 
Linha reta 
fog – véu 
Log10E (m-lux-s) 
de
ns
id
ad
e 
10 
20 
Base 
0 
3.00 2.00 1.00 0.0 1.0 
α
1 
2 
3
4 
5
 
Na curva característica mostrada na figura 3.12, alguns pontos 
devem ser destacados: 
Ponto 1 - É a densidade mínima da emulsão e ocorre mesmo quando não 
houver exposição à luz. Define a exposição mínima necessária para 
sensibilizar uma emulsão e é chamado de “fog” ou véu. 
 
Base 1-2 - Área de sub-exposição.; 
 
Linha reta 2-3 - Esta é a parte mais relevante da curva característica. Neste 
intervalo o negativo foi exposto corretamente, reproduzindo 
corretamente o brilho da cena. A inclinação desta linha reta é 
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chamada de γ (gama) da curva e indica o grau de contraste obtido 
pela emulsão. Um γ unitário indica uma relação de 1/1 entre a 
densidade e log10E. Se a inclinação da curva for grande, então o 
intervalo log10E é reduzido, para um determinado intervalo de 
densidade e, neste caso, o negativo tem um alto contraste. Quando 
a inclinação da linha reta for pequena, isto indica um baixo contraste 
para o negativo resultante; 
 
Ombro 3-4: Região de super-exposição. No ponto 4 a emulsão apresenta sua 
máxima densidade possível de ser obtida. Qualquer exposição além 
deste ponto causa uma redução na densidade da emulsão. Este 
fenômeno é conhecido como solarização e ocorre entre os pontos 
4-5. 
 
As curvas características são usadas para estabelecer a velocidade 
da emulsão e para fornecer o tempo de revelação necessário para obter um 
contraste adequado no negativo. O gama da emulsão depende, portanto, de 
4 fatores: do revelador, do tempo de revelação, da temperatura do revelador 
e do material fotográfico. 
A latitude do filme é a quantidade que se pode expor ou sub-expor 
o filme e ainda obter um negativo aceitável. Esta latitude também pode ser 
obtida da curva característica. De modo geral, os filmes com pequenas 
declividades têm grande latitude, enquanto que filmes com altas declividades 
(alto contraste) têm pequena latitude. Geralmente os filmes pancromáticos de 
alta velocidade tem uma latitude grande, o que significa que a variação de 2 
ou 3 fstops em relação à abertura correta ainda permite a obtenção de um 
negativo com contraste aceitável. 
As emulsões coloridas reversas (slides), entretanto, têm uma latitude 
pequena, o que causa uma variação significativa no balanço das cores, 
mesmo com uma pequena variação de ½ fstop em relação ao valor ideal. 
 
 
3.8 SENSIBILIDADE DAS EMULSÕES 
 
 A sensibilidade da emulsão é função do tamanho e do número de 
grãos (haletos de prata) na emulsão. O grão inteiro é sensibilizado somente 
se houver uma quantidade de luz suficiente, independente do tamanho do 
grão. Se uma determinada emulsão é composta de grãos menores em 
relação à outra emulsão, tal que requeira duas vezes mais grãos para cobrir a 
emulsão então esta emulsão exigirá duas vezes mais luz para expô-la 
corretamente. De modo inverso, se o tamanho do grão é aumentado diminui 
a quantidade total de grãos na emulsão e a quantidade de luz necessária 
para sensibilizá-lo é também menor. 
 Diz-se que um filme é mais sensível e rápido quando necessita de 
uma menor quantidade de luz para uma exposição adequada. Um filme 
rápido deve ser usado para fotografar objetos em movimento ou, para fotos 
noturnas. 
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 À medida que a sensibilidade e o tamanho dos grãos aumentam, a 
imagem resultante torna-se mais grosseira com uma conseqüente redução da 
resolução. A resolução de uma emulsão pode ser obtida a partir de fotos de 
padrões, como pares de linhas repetitivas, por exemplo. Pode-se obter a 
resolução contando-se manualmente os menores padrões visíveis nas 
imagens ampliadas ou, então, calculando-se a Função Transferência de 
Modulação. 
 Pode-se dizer, de modo mais objetivo, que uma emulsão é mais 
veloz ou mais sensível, quando atinge mais rapidamente que a outra a 
mesma densidade. 
 Existem vários índices que medem a sensibilidade das emulsões. Os 
mais conhecidos são: índice ISO linear (International Standard Organization) 
que equivale ao antigo índice ASA (American Standards Association) usado 
nos EUA; e o índice ISO logarítmico, que equivale ao índice DIN (Deutsches 
Intitut für Normung), usado na Europa. Grosseiramente, o índice ASA 
atribuído a um filme é igual ao inverso da velocidade do obturador (em 
segundos) necessária para a exposição adequada, em luz solar clara, para 
uma abertura de f/16. Atualmente, esta regra é desnecessária porque as 
câmaras já vêm com um fotômetro, que permite o ajuste adequado da 
abertura e tempo de exposição, de acordo com a sensibilidade do filme. 
 Definindo de modo mais preciso, o sistema de sensibilidade 
internacional se baseia na exposição Ea ( em seg.lux) que é necessária para 
gerar uma densidade Da acima do ponto 1 (véu ou “fog”). Um revelador 
especificado deve permitir uma diferença de densidade de 0.8m0.05 acima do 
ponto A, no final do intervalo Δlog E=1,30(Ponto B). Consequentemente, a 
sensibilidade aritmética (índice ASA) é 0,8/Ha e a sensibilidade logarítmica é 
10.log 1/Ha (índice DIN) (figura 3.13) 
 
 
 
3.0 2.0 1.0 0
Δ log H = 1.30
Log H
[lux.s] 
0.
10
 
0.
80
 
A
B 
D 
1.0 
0 
Log HA 
 
Figura 3.13 Sistema de sensibilidade das emulsões. 
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 Pode-se, portanto, estabelecer uma relação entre os índices DIN e 
ASA, que está resumida na tabela 3.1. 
 
 
 
Tabela 3.1 Equivalência entre os índices ASA e DIN. 
DIN 
ISO 
logarít
mico 
ASA 
ISO 
linear 
DIN 
ISO 
logarít
mico 
ASA 
ISO 
linear 
DIN 
ISO 
logarít
mico 
ASA 
ISO 
linear 
DIN 
ISO 
logarít
mico 
ASA 
ISO 
linear 
 0,6 30 800 
 0.8 10 8 20 80 31 1000 
1 1,0 11 10 21 100 32 1250 
2 1,2 12 12 22 125 33 1600 
3 1,6 13 16 23 160 34 2000 
4 2,0 14 20 24 200 35 2500 
5 2,5 15 25 25 250 36 3200 
6 3 16 32 26 320 37 4000 
7 4 17 40 27 400 38 5000 
8 5 18 50 28 500 39 6400 
9 6 19 64 29 640 40 8000 
 
Tabela 3.2 Filmes usados em Aerofotogrametria. 
 
Fabric. Designação Tipo Base Sensibilidade 
AFS EAFS 
Resolução 
(l/mm) 
Gama 
Agfa-
Gevaert 
Aviphot Pan 50 
PE 
Pan Polieste
r 
 32-80 205 1,1-
2,0 
Kodak Plus-X 
Aerographic 
Pan Estar 200 160 160 1,2-
1,3 
Kodak Double-X 
Aerographic 
Pan Estar 500 250 125 1,1-
1,3 
Kodak Tri-X 
Aerographic 
Pan Estar 640 640 100 0,8-
1,8 
Kodak High Definition 
Aerial 
Pan Estar 8 4-16 800 1,7-
2,5 
Kodak Panatomic-X 
Aerographic 
Pan Estar 40 32-64 400 1,3-
2,2 
Kodak Plus-X Aerocon Pan Estar 200 100-
320 
160 1,1-
2,1 
Kodak Infrared 
Aerographic 
Infra-verm. Estar 320 125 0,6-
2,1 
Kodak Aerocolor 
Negative 
Colorido 
negativo 
Estar 100 80 
Kodak Aerocrome Colorido 
Positivo 
Estar 32 80 
Kodak Ektachrome EF Colorido 
positivo 
Estar 64 80 
2009 69
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 
 Existem outros índices que podem ser usados para estabelecer a 
sensibilidade das emulsões. Para fotografias aéreas utiliza-se o índice AFS 
(Aerial Film Speed) que é definido como 3/2 E, onde E é a exposição (em 
seg.lux) no ponto da curva característica onde a densidade está 0,3 acima do 
ponto 1 (véu ou “fog”). As condições de revelação, tais como tempo, 
temperatura, tratamento e revelador, são definidas na norma americana ANSI 
PH2.34-1969. 
O índice EAFS (Effective Aerial Film Speed) é a designação 
prescrita pelo padrão para películas aéreas negativas em branco e preto, 
quando as condições de revelação diferem daquelas especificadas pela 
norma. O critério de sensibilidade básico não varia. Também pode-se 
estabelecer o EAFS para filmes coloridos e infravermelhos, através de testes 
empíricos mediante vôos de prova com câmaras aéreas. 
A tabela 3.2 traz os principais filmes usados em Aerofotogrametria e 
suas principais características. 
 
3.9 CÓPIA DE NEGATIVOS 
 
 Os negativos gerados no processo de exposição e revelação 
fotográficas podem ser copiados de várias maneiras. 
 Uma das maneiras de copiar o negativo é a cópia por contato. 
Neste tipo de processamento o papel fotográfico é colocado em contato com 
o negativo e exposto à luz para produzir a fotografia positiva da cena. Esta 
exposição é feita em uma copiadora por contato, que é uma caixa de luz com 
capacidade de compensação diferencial das diferenças de iluminação do 
negativo (Figura 3.14). Normalmente, o papel fotográfico não é sensível ao 
vermelho, o que permite a utilização de luz vermelha no laboratório, durante o 
processo de revelação das cópias. Pode-se obter, ainda, uma cópia 
transparente positiva, chamada diapositivo, usando-se, ao invés do papel 
fotográfico, um filme ortocromático. É importante mencionar que, para a 
obtenção de cópias precisas, a emulsão do negativo deve ficar face a face 
com a emulsão do material de cópia. 
Outra maneira de copiar um negativo é a cópia por projeção ou 
ampliação. Neste caso, o negativo é colocado em um instrumento ampliador 
(projetor), que permite projetar a imagem do negativo através de sistemas de 
lentes e de iluminação (Figura 3.15). Pode-se mover o projetor em relação ao 
plano de projeção para produzir a cópia no tamanho desejado. Se a distância 
lente-papel for maior que a distância lente-negativo haverá ampliação; caso 
contrário a cópia será uma redução. 
 Uma terceira maneira de copiar um negativo seria através da 
digitalização em um scanner. O scanner é um dispositivo ótico-mecânico-
eletrônico que faz uma varredura na imagem fotográfica produzindo uma 
imagem digital, que pode ser armazenada e processada em computador. 
Neste sentido, pode-se dizer que o scanner produz uma cópia digital do 
negativo. Esta imagem digital pode ser manipulada de várias maneiras, 
incluindo a ampliação ou redução em tela e a impressão em impressoras a 
laser, térmicas ou jato de tinta de alta resolução. 
2009 70
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 
(a) 
(b) 
Figura 3.14 Copiadores de fotografias aéreas (a) Copiador com ajuste 
manual e iluminação; (b) com controle eletrônico de exposição (Dodging 
contact printing). (Fontes: Nóbrega (2002); www.pholatec.com 
2009 71
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 
 
 
 
 
Figura 3.15 Ampliador fotográfico marca MEOPTA OPEMUS 6 
 
 
3.10 IMAGEAMENTO ELETRÔNICO E AQUISIÇÃO DE IMAGENS 
DIGITAIS 
 (Adaptado de Tommaselli, Galo e Hasegawa, 2.000) 
 
Um sistema básico de coleta (ou aquisição) de imagens contém um 
sistema de lentes, um material foto-sensível e um sistema de gravação final 
da imagem. Os filmes conseguem detectar e registrar mais informação do 
que os sistemas eletrônicos. Quando se fala em “fotografia digital” ou imagem 
digital, o detector é um sensor de estado sólido, e os mais comuns são o 
CCD e o CMOS, embora no passado as câmaras de tubo tenham 
predominado. 
 
3.10.1 Câmaras de tubo (vidicon) 
 
 As câmaras de tubo são dispositivos ótico-eletrônicos que produzem 
imagens de vídeo, que podem ser posteriormente visualizadas em monitores 
de TV ou digitalizadas. As partes principais de uma câmara de vídeo, 
baseada em tubos de raios catódicos, conhecidas como câmaras Vidicon, 
são: o tubo, em cuja extremidade encontra-se uma placa transparente 
revestida internamente com um material fotocondutivo, chamada placa alvo, o 
canhão de elétrons, na outra extremidade do tubo, que gera um feixe de 
elétrons; uma bobina de focalização, usada para focalizar o feixe de elétrons 
2009 72
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
na placa alvo; uma bobina de deflexão, que faz o feixe varrer a imagem na 
placa, linha por linha. A face da placa é varrida totalmente em 1/30 s. 
 Normalmente a placa de sinal é mantida entre 20 e 40 V acima do 
alvo e do canhão. Quando a luz é focalizada na tela alvo pelo sistema de 
lentes a condutividade aumenta proporcionalmente à iluminação nas 
diferentes partes da cena. 
 O aumento da condutividade permite que o lado interno do alvo 
torne-se positivo, em relação ao canhão de elétrons. À medida que o feixe de 
elétrons atinge um ponto discreto na tela alvo, ele deposita somente elétrons 
suficientes no alvo para trazer a diferença de voltagem entre o canhão e a 
placa para zero. Isto cria um sinal de vídeo para aquele ponto particular, na 
placa de sinal, cuja magnitude é proporcional ao brilho da imagem naquele 
ponto. 
 
3.10.2 Câmaras CCD 
 
 Os elementos básicos de uma câmara de estado sólido são 
fotodiodos, ou CCD’s (ou ainda CID’s). Os dispositivos de acoplamento de 
carga CCD (Charge Coupled Devices) são circuitos integrados de silício 
usados como transdutores de imagem. Um dispositivo transdutor é aquele 
capaz de transformar uma forma de energia emoutra, no caso energia 
luminosa em energia elétrica. Os sensores CCD são fabricados sob o formato 
de um conjunto linear ou bidimensional de células. Ambos os formatos podem 
ser usados na fabricação de câmaras, porém os CCD de área 
(bidimensionais) possuem menor dimensão. 
 Uma câmara CCD possui elementos óticos semelhantes às câmaras 
Vidicon e no lugar do tubo de elétrons é colocado o chip CCD, que faz a 
função de elemento sensor. Na figura 3.16 mostra-se um chip CCD. 
 
 
Óxido Isolante 
(Dioxido de Silício 
Transparente 
Eletrodos de 
metal 
Substrato tipo P 
Semicondutor 
Zona de 
Depleção 
 
Figura 3.16 Corte esquemático de um sensor CCD. 
 
2009 73
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 
(a) 
 
(b) (c) 
 
Figura 3.17 (a) Detalhe do tamanho do chip CCD. 
(b) CCD em arranjo matricial 
(c) CCD em arranjo linear 
 
No CCD matricial os pixels são criados por milhares de fotocélulas 
microscópicas, que são fotossensíveis. Como as câmaras normalmente têm 
somente um CCD, a captura de imagens coloridas é feita utilizando-se uma 
matriz de filtros RGB, colocada na frente do CCD. Posteriormente as cores 
são interpoladas computacionalmente. 
Os CCDs de arranjo linear possuem somente uma linha de pixels e, 
por esta razão, podem possuir muito mais pixels em uma linha do que os de 
arranjo matricial. Algumas câmaras métricas digitais ou os sensores orbitais 
utilizam CCDs em arranjo linear (fig. 3.17.c). 
 
3.10.3 DIGITALIZAÇÃO EM “SCANNERS” 
 
O scanner é um dispositivo ótico-mecânico-eletrônico que faz uma 
varredura na imagem fotográfica produzindo uma imagem digital, que pode 
ser armazenada e processada em computador. Neste sentido, pode-se dizer 
que o scanner produz uma cópia digital do negativo. Esta imagem digital 
pode ser manipulada de várias maneiras, incluindo a ampliação ou redução 
2009 74
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
em tela e a impressão em impressoras a laser, térmicas ou jato de tinta de 
alta resolução. 
Os scanners são um tipo de dispositivo de captura de imagens digitais 
que usam três linhas de sensores CCD, cada qual com um filtro colorido nas 
cores primárias (RGB). Cada um dos sensores lineares, que contem milhares 
de fotocélulas, varre a imagem analógica (fotografia) para capturar a imagem, 
uma linha por vez. 
Existem outros tipos de “scanners” como os de cilindro (ou tambor), os 
de mesa (flatbed) e os de documentos. Os scanners de cilindro são de última 
geração e têm sido muito usados pela indústria gráfica. Eles usam tubos de 
imagem fotomultiplicadores, que são tecnicamente diferentes dos CCD, como 
já foi mostrado. Os scanners de mesa são usados para a captura de 
desenhos, documentos e imagens, sendo aqueles de alta velocidade 
baseados em CCD (Figura 3.18.a). 
O processo de conversão da luz refletida em fotografias analógicas para 
imagens eletrônicas é chamado conversão fotoelétrica. Este processo pode 
ser resumido em alguns passos: 
• em cada pixel amostrado, a fotocélula do CCD “lê” a luz refletida (ou 
transmitida) pela fotografia e gera um sinal elétrico proporcional à 
quantidade de luz; quanto maior a intensidade de luz, maior será a 
voltagem gerada; 
• esta voltagem é armazenada em um capacitor e depois transferida para 
um registrador; 
• a voltagem é redirecionada para um conversor A/D analógico-digital. 
 
No processo de quantização são atribuídos valores numéricos aos pixels, 
o que determina a “profundidade” do pixel. Quanto maior for o número de bits 
que o conversor A/D puder processar, mais valores de brilho poderão ser 
representados. Um conversor de 8 bits consegue representar 256 níveis de 
brilho, ao passo que um conversor de 12 consegue representar 4.000 níveis. 
Numa imagem colorida são atribuídos três bytes (8 bits) para os brilhos nas 
cores primárias (vermelha R, verde G, azul B). 
Alguns scanners fotogramétricos trabalham com câmaras digitais 
matriciais, fazendo várias imagens do negativo (ou do diapositivo), a partir do 
deslocamento preciso da câmara. A mosaicagem destas imagens é feita após 
ajustes geométricos e radiométricos. 
A diferença dos scanners fotogramétricos em relação aos 
scanners convencionais está na qualidade geométrica de posicionamento do 
CCD, o que depende do tipo de servo-motor utilizado. Em alguns modelos, há 
uma placa "reseau" sobre a área de digitalização, que permite aferir a 
qualidade da digitalização (Figura 3.18.b). 
 
 
 
 
2009 75
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 
(a) 
 
(b) 
Figura 3.18 Scanners: 
(a) Exemplo de scanner de mesa convencional CanoScan 
4400F (Cortesia: Cannon); 
(b) Exemplo de scanner fotogramétrico Leica DSW 700 
(Cortesia Leica Geosystems). 
 
Um dos elementos fundamentais de um scanner é a sua resolução 
ótica, isto é, o tamanho do pixel obtido por meios óticos. É importante 
distinguir entre a resolução do scanner, que eqüivale ao tamanho do pixel e à 
resolução da imagem, que pode ser reamostrada por interpolação chegando 
a um pixel menor do que o obtido por meios óticos. 
 
A precisão de digitalização da imagem em um scanner pode ser 
afetada por erros mecânicos, os quais podem ser classificados em: 
• erros de posicionamento: são causados por imperfeições no carro guia 
do CCD e provocam uma não ortogonalidade entre o plano da foto a ser 
digitalizada e o eixo ótico das lentes do scanner; 
• erros de escala: são oriundos da flutuação na distância entre o plano 
imagem (CCD) e o plano objeto (plano da foto) cujas causas podem ser 
também as imperfeições nos carros guias do CCD; 
• erro de focalização: também causado pela imperfeição no carro guia do 
CCD, causa uma flutuação de distância entre as lentes e o plano do 
objeto, desfocalizando a imagem. 
 
2009 76
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
77
 
Figura 3.19 Esquema de um scanner fotogramétrico e erros mais importantes. 
 
 
O movimento do CCD em um scanner fotogramétrico é fornecido por um 
servo-motor, que é retro-alimentado por um "encoder" com precisão de 1μm. 
Quando algum erro de movimento é detectado, o controlador do servo-
motor compensa automaticamente a velocidade, dentro dos limites 
mecânicos do sistema. 
Se os erros geométricos (posicionamento, escala, movimento e 
focalização) não forem corrigidos, aparecerão artefatos na imagem (como por 
exemplo, pixels desalinhados) entre as sucessivas varreduras do scanner 
sobre a imagem. 
Podem ocorrer, ainda, os erros radiométricos, causados por um 
sistema de iluminação inadequado. Outros erros seriam: erros induzidos por 
variações de temperatura e erros causados por vibrações mecânicas, que 
devem ser consideradas, uma vez que um scanner fotogramétrico fornece 
uma resolução menor que 1/5 da espessura de um fio de cabelo humano. 
 
3.10.4 CÂMARAS DIGITAIS 
 
 As câmaras digitais são dispositivos para a coleta e armazenamento 
de imagens digitais. De modo geral, uma câmara digital possui um sistema de 
lentes, um chip CCD, processadores e uma memória de armazenamento das 
imagens. Trata-se de um pequeno computador, pois possui capacidade de 
processamento e de comunicação com outros computadores. A figura 3.20 
apresenta um esquema das partes de uma câmara digital genérica. As partes 
individuais e as formas de interface com o usuário e com o computador 
variam de acordo com o fabricante e modelo. 
Erro de 
posicionamento 
Câmara 
Digital 
Lentes 
Diapositivo ou 
negativo 
Sensor CCD
Erro de 
escala
Sistema de 
iluminação 
Erro de 
Focalização
2009 
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 
 
MEMÓRIA
Processamento
de cores e
compactação
Sensor
CCD
LentesCircuitos
Eletrônicos
Filtro
Colorido
CENA
A/D
Frame
buffer
Conversor
Analógico/
Digital
 
Figura 3.20 : Esquema de captura de imagens de uma câmara digital. 
 
O conversor A/D converte o sinal elétrico analógico gerado pelo CCD 
em um sinal digital, que é armazenado em uma memória temporária (frame-
buffer). Esta imagem é, então processada para a interpolação de cores e 
compactação, sendo armazenada em uma unidade de massa. Em alguns 
modelos esta unidade pode ser um cartão de memória flashcard ou mesmo 
um disco rígido. As imagens armazenadas podem ser transferidas para o 
computador por intermédio de uma conexão serial, SCSI ou outros tipos de 
interface. 
 A atribuição de cores aos pixels da imagem depende do tipo de 
câmara e da quantidade de CCDs. Se a câmara possui apenas um CCD, 
então deve haver um filtro especial defronte do sensor e as cores deverão ser 
interpoladas. O filtro mais comum é o filtro de Bayer (fig. 3.21), que é um 
mosaico de milhares de filtros RGB. Neste tipo de configuração apenas uma 
parte do espectro atinge o pixel, correspondente ao filtro sobre este pixel. As 
câmaras com somente um CCD com nxn pixels geram imagens com nxn 
pixels para cada plano de cor. Pode-se perceber, contudo, que somente 25% 
dos pixels são azuis, 25% vermelhos e 50% são verdes, tentando simular a 
maior sensibilidade do olho humano ao verde. Cada plano de cor, tem, 
portanto, uma resolução menor que a do sensor original. As imagens de cada 
plano de cor são combinadas para gerar imagens de resolução nxn, 
interpolando-se entre os pixels vizinhos. 
 Numa câmara com 3 CCDs, por outro lado, a luz é separada por 
meio de um prisma e direcionada para cada sensor. Cada face do prisma tem 
2009 78
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
um revestimento especial que filtra a luz de acordo com um determinado 
comprimento de onda (figura 3.22). 
 
 
R - Vermelho 
B - Azul 
G - Verde 
Figura 3.21 Configuração do filtro de Bayer. 
 
 
 
79
Figura 3.22 Configuração de uma câmara com 3 CCDs. 
(Fonte: Duncantech, 1999) 
 
 
 
 
Azul 
Sensores CCD 
Vermelho 
Verde 
Sensores CCD 
Revestimento dicróico 2 
Revestimento 
dicróico 1 
Filtros 
Prismas Sensor CCD 
2009 
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
3.10.5 FILMADORAS 
 
 A tecnologia de aquisição de dados primários (imagens) para 
fotogrametria tem se mostrado muito versátil, possibilitando o uso de diversos 
dispositivos para esta operação. Neste sentido, as filmadoras analógicas ou 
digitais também têm sido utilizadas como sensores de imagens, funcionando 
de forma semelhante à câmara fotográfica, pois utilizam lentes para focalizar 
a luz refletida pelo objeto. 
 Na câmara fotográfica convencional a luz sensibiliza a emulsão 
fotográfica, cuja imagem será visível após o processo de revelação química, 
enquanto que as filmadoras gravam as imagens em fitas permitindo a 
visualização (on-line) num monitor de TV, a uma taxa de aproximadamente 
30 quadros por segundo. 
 O sensor utilizado na captura das imagens por uma filmadora 
analógica, pode ser um tubo Vidicon (pouco comum atualmente) ou um 
sensor CCD, que a partir de dispositivos eletrônicos gravam o sinal analógico 
na fita magnética. Nas filmadoras digitais o CCD, captura as imagens e a 
partir de circuitos internos que agem como placa de captura, armazena-as em 
fitas no formato digital. Assim, estas imagens gravadas na fita, podem ser 
transmitidas para o computador via placa de captura (ou FireWare para 
formato digital). 
 
 
Figura 3.23: Curvas de sensibilidade espectral para diferentes tipos de 
sensores. (Fonte: WRIGHT, 1993) 
 
 O desenvolvimento tecnológico nos sensores de captação de 
imagens tem provocado melhorias significativas que permite o aumento da 
resolução radiométrica, comparada a tecnologia analógica e aos filmes 
2009 80
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
pancromáticos (ver figura 3.23), cobrindo todo o campo visível e infra 
vermelho próximo do espectro eletromagnético (WRIGHT, 1993). 
 
 Campo par Campo ímpar 
Frame completo
 
Figura 3.24 O padrão entrelaçado no sinal de vídeo analógico. 
(Fonte: Atkinson, 1996) 
 
 As filmadoras, bem como algumas câmaras digitais, utilizam o sinal 
de vídeo padrão. Entre os padrões se sinal de vídeo pode-se considerar: 
NTSC, PAL, SECAM e RGB. Estes padrões estão associados ao modo de 
transmissão: entrelaçados (interlaced) e não entrelaçado (non-interlaced). No 
padrão entrelaçado a transmissão da imagem se dá de modo alternado entre 
as linhas, ou seja, as linhas pares são transmitidas num campo e 
posteriormente o campo das linhas impares. Os padrões de transmissão de 
sinais de TV usam o princípio do entrelaçamento vertical para reduzir a 
freqüência de transmissão e ainda permitir uma resolução aceitável. Isto 
provoca uma forma serrilhada nas bordas das feições na imagem. Um outro 
erro de transmissão, muito conhecido nas imagens digitais, é o problema de 
sincronização do sinal do vídeo que é o Line Jitter que tem efeito aleatório. 
 
2009 81
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 Nível branco (0,7 V) 
Sinal Analógico 
Linha ativa 
Nível de sincronismo (-0,3 V)
Retraço 
horizontal 
Pulso de sincronismo 
horizontal 
Nível do retraço (0,0 V) 
 
 
Figura 3.25 Linha de um sinal de vídeo com os sinais de sincronismo e o 
sinal analógico de vídeo: 
• a borda do pulso de sincronismo é o início de uma nova 
linha; 
• VÍDEO COMPOSTO: quando o sinal de sincronismo é 
combinado com o sinal de vídeo; 
• sinal de sincronismo = -0,3V Branco = 0,7 V 
 
3.11 COMPARAÇÃO ENTRE CÂMARAS ANALÓGICAS E DIGITAIS 
 
3.11.1 CÂMARAS ANALÓGICAS 
 
 A câmara métrica tem como característica um sistema de lentes 
estável, com alta qualidade geométrica de forma a proporcionar imagens 
isentas das distorções e aberrações e dispositivos obturadores para 
possibilitar as tomadas fotográficas em alta velocidade a fim de diminuir o 
arrastamento. Para o mapeamento, as câmaras devem ter os seus 
parâmetros de orientação interior (distância focal e deslocamento do ponto 
principal) conhecidos a priori ou determinados por auto-calibração, a fim de 
possibilitar a reconstrução 3D dos objetos fotografados. Nas câmaras estes 
parâmetros podem ser reconstituídos a partir das marcas fiduciais, que são 
gravadas no filme no instante da exposição. No processo de reconstrução 3D, 
ou seja, no processamento numérico estes parâmetros podem ser 
recuperados a partir das marcas fiduciais, gravadas na imagem. 
 A qualidade do produto fotográfico depende do material utilizado. No 
mercado, encontram-se vários produtos (vários tipos de filmes P&B e 
colorido) para fins de mapeamento, fabricados basicamente por duas 
industrias: Kodak e Agfa. Neste tipo de câmara o produto primário gerado é o 
negativo fotográfico, que pode ser reproduzido em forma de fotografias ou 
diapositivos e, atualmente, em forma digital obtido a partir do processo de 
digitalização por um "scanner" de precisão. 
2009 82
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 As imagens aéreas digitalizadas por meios de "scanerização", 
geralmente, ocupam grandes espaços de memória, podendo ter centenas de 
Megabytes. Desta forma, faz-se necessário aplicar técnicas de Compressão 
de Imagens. 
 O método mais popular e que possibilita comprimir imagens em até 
95% é o JPEG (Joint Photographic Experts Group - Grupo que definiu esse 
padrão de compressão), cujo procedimento pode ser com ou sem perda de 
informações. Este processo de compressão é realizado, basicamente, em 
três etapas: alteração de freqüência aplicando uma Transformação Discreta 
do coseno; obtenção da média, onde as alterações de freqüências queafetam menos a imagem recebem menor peso que as outras (é nesta etapa 
em que ocorrem as perdas na imagem); e, compressão de Huffman alterada, 
etapa onde se elaboram tabelas de códigos baseadas na freqüência de 
valores repetidos. 
 
3.11.2 CÂMARAS DIGITAIS 
 
 As câmaras digitais são semelhantes às analógicas, tendo somente 
uma diferença significativa no dispositivo de registro da imagem. Nesta 
câmara a luz refletida do espaço objeto sensibiliza os fotodetectores 
(substituindo os filmes), que podem ser divididos, conforme a disposição dos 
fotodetectores, em três grupos: varredura ótico-mecânico (opto-mechanical 
scanner), de arranjo linear (linear array) e de arranjo matricial. Este último 
modelo, é o mais comum e o que mais se assemelha às câmaras 
convencionais (analógicas), podendo assim utilizar os mesmos 
procedimentos e modelos matemáticos adotados na fotogrametria analítica. 
 Assim, a cada tomada fotográfica da câmara digital, gera-se uma 
imagem bidimensional na qual cada elemento é associado a um tom de cinza 
expresso genericamente por g(i, j). Desta forma, trabalhando-se no modo 
digital, os valores da intensidade do pixel são discretizados e as suas 
intensidades (tons de cinza) recebem no máximo 2n tons de cinza. No caso 
de imagens com tamanho de um byte por pixel, 256 tons de cinza (cores) 
podem ser representados; neste caso, diz-se que a imagem tem 8-bits. 
 
3.11.3 ANÁLISE DAS CÂMARAS 
 
 Dentre as vantagens dos sensores digitais pode-se citar: rápida 
análise e processamento dos dados capturados, já que nenhuma revelação 
fotográfica é requerida; uma grande variedade de resolução (pixel); a coleta 
digital dos dados, visualização "quase" que imediata das imagens e a 
possibilidade de automação do processo fotogramétrico de produção dos 
mapas. No caso de filmadoras digitais, além das citadas anteriormente, 
outras vantagens podem ser destacadas: a disponibilidade de imagens 
contínuas, a possibilidade de um revôo virtual (playback) para 
reconhecimento; e a capacidade de gravação de sons permitindo-se 
comentários durante a aquisição de dados. 
 Por outro lado, as câmaras analógicas têm grande estabilidade 
geométrica, proporcionando a precisão requerida pelas atividades de 
2009 83
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
mapeamento. Além disso as câmaras analógicas podem proporcionar 
imagens de maior resolução usando filmes lentos (granulação fina), pois o 
dispositivo de compensação do arrastamento (FMC – Forward Motion 
Compensation) proporciona esta operação. 
 As câmaras digitais utilizadas em aplicações fotogramétricas 
possuem pequena área útil de recobrimento, tornando seu rendimento inferior 
ao das câmaras convencionais. Este baixo rendimento implica em aumento 
no número de imagens e consequentemente, de pontos de apoio de campo e 
aerotriangulados, onerando o processo fotogramétrico de produção dos 
mapas digitais nas fases seguintes. Já estão sendo comercializadas, 
entretanto, câmaras digitais de alta resolução, que resolvem este problema. 
Exemplos são as câmaras da LHSystems e da Z/I, mostradas na figura 3.24. 
 
 
 
 
Figura 3.24 Exemplos de modernas câmaras digitais fotogramétricas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2009 84
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
Exemplo 3.1 
Uma leitura no fotômetro indicou que a exposição correta 
para um certo filme era obtida com f/8 e tempo de exposição de 
1/60s, com a focalização no infinito. Entretanto, para um objeto a 5 
metros da lente, qual seria o tempo de exposição mais adequado, 
considerando-se uma lente de distância focal 50mm. 
Solução: 
 A iluminância diminui com o quadrado da distância, portanto: 
21
1
f
I = para a focalização no infinito 
2
2
2
1
q
I = para a focalização a 5m. 
 Neste caso, considerando a equação das lentes, a distância imagem 
é q=50,505mm. 
 
 A Exposição é dada por: 
 
111 .tIE = 222111 .. tIEtIE === e deve ser a mesma, ou seja: 
 
Portanto o tempo de exposição deve ser aumentado, para manter a 
exposição correta; logo: 
2
2
2
2
1
q
t
f
t
= t t q
f2 1
2
2
= ⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
2 50
505,50
60
1
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛=t t = 1/58,6s 
 
Exemplo 3.2: (Moffit e Mikhail, 1980) 
 Uma leitura no fotômetro indica que a exposição correta para um 
dado filme é obtida colocando-se o diafragma com uma abertura de f/8 e a 
velocidade do obturador em 1/60 s, para uma focalização no infinito. Um 
objeto na cena será fotografado: 
1. com 1/10 do tamanho natural; 
2. com ½ do tamanho natural; 
3. no tamanho natural; 
4. duas vezes o tamanho natural do objeto; 
 Calcular a velocidade do obturador necessária para dar a exposição 
correta em cada caso. 
 
Solução: 
 A iluminância diminui com o quadrado da distância, portanto o tempo 
de exposição deve ser aumentado, para manter a exposição correta; logo: 
 
t t q
f2 1
2
2
= ⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
85
2
2
2
2
1
q
t
f
t
= ou: 
2009 
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 
 Pode-se montar uma planilha para resolver os vários casos da 
seguinte forma: 
 
Caso aumento 
m=q/p 
p eq. 3.1 q fator de aumento no 
tempo de exposição
(q/f)2 
Tempo de 
exposição 
1 1/10 10q 1
10
1 1
q q f
+ = 11.f/10 1,21 1/50 
2 ½ 2q 1
2
1 1
q q f
+ = 3.f/2 2,25 1/25 
3 1 q 1 1 1
q q f
+ = 2.f 4,00 1/15 
4 2 q/2 
86
2 1 1
q q f
+ = 3.f 9,00 1/6,67 
 
 
Exemplo 3.3 (Moffit e Mikhail, 1980) 
 
 No exemplo anterior, supor que a velocidade do obturador será 
mantida a 1/60 s. Qual será a abertura do diafragma correta em cada caso? 
 
A exposição correta é função do tempo, da distância imagem e da abertura, 
ou seja, é inversamente proporcional ao quadrado da distância imagem (lei da 
Iluminância), inversamente proporcional ao quadrado do fstop (inverso do 
diâmetro de abertura) e proporcional ao tempo: 
122
1
1
1.1 t
fq
E
stop
≈ 
 
Como as exposições devem ser as mesmas, pode-se escrever: 
22
2_
2
2
12
1_
2
1
1
1.11.1 t
fq
t
fq
E
stopstop
== 
Como o tempo de exposição deve ser o mesmo: 
2
2_
2
2
2
1_
2
1
1.11.1
stopstop fqfq
= 
 
No instante 1 a distância imagem é igual à focal, porque o objeto está no 
infinito e no instante 2 pode-se relacioná-la com a distância focal a partir do 
aumento dado (ver tabela anterior). Rearranjando: 
2
2_
2
1_
2
2
2
stop
stop
f
f
f
q
= 
2009 
Fotogrametria Básica - -Processo Fotográfico e Imageamento Eletrônico Antonio M.G.Tommaselli 
 
Para o primeiro caso, quando o aumento é de 1/10 pode-se deduzir que: 
fq .
10
11
2 = 
 
Substituindo na equação anterior e considerando que o fstop_1 = 8 : 
2
2_
2
2
2 8).1,1(
stopff
f
= 
 
Eliminando f e rearranjando: 
 
27,72_ =stopf 
 
Exemplo 3.4 (Wolf, 1983) 
 Suponha que um filme fotográfico foi exposto com um f/stop de f/4 e 
uma velocidade do obturador de 1/500 s. Qual é o f/stop correto se a 
velocidade do obturador for colocada a 1/1.000 s ? 
 
Solução: 
 A exposição total é o produto da área do diafragma e a velocidade 
do obturador. Este produto deve permanecer mesmo para a velocidade 
1/1.000. Logo: 
 
AREA1 x TEMPO1 = AREA2 x TEMPO2 
 
ou: ÁREA2 = ÁREA1 x TEMPO1 / TEMPO2 
 
 Sejam d1 e d2 os diâmetros do diafragma para os tempos 1/500 e 
1/1.000, respectivamente. As áreas dos diafragmas serão: 
 
 ÁREA 1 = π.(d1)
2/4 ÁREA2 = π.(d2)
2/4 
 
 Lembrando que: 
 
 f/stop = f/d e d = f/fstop 
 
 Portanto: d1 = f/4 
 
 Substituindo e simplificando: d2
2 = f2x1000 / 16x500 
 
 O f/stop será: fstop = f/d = 2.8 
 
2009 87
	Iluminamento (Iluminância ou, Iluminação) é o brilho ou quantidade de luz por unidade de área recebida no plano imagem durante a exposição (ver definição de unidades SI).
	O Iluminamento é proporcional à quantidade de luz que passa pelo diafragma da câmara durante a exposição, sendo, portanto, proporcionalà área de abertura. Como a área de abertura do diafragma é o iluminamento é proporcional a d2 , o quadrado do diâmetro de abertura do diafragma (WOLF et al, 2000). 
	A distância imagem é outro fator que afeta o iluminamento. O Iluminamento está sujeito à lei do inverso do quadrado da distância, o que significa que a quantidade de iluminação é inversamente proporcional ao quadrado da distância desde o diafragma. Considerando este efeito, no centro da fotografia o iluminamento é proporcional a . `À medida que as distâncias aumentam desde o centro da fotografia, a distância ao diafragma aumenta proporcionalmente, causando ainda maior perda de iluminação (ver seção 2.15). 
	Exemplo 3.1