Algunas cosas de como funciona el sensor de nuestra cámara digital

Aquí os dejo algunas cosas del funcionamiento del sensor CMOS de nuestra cámara.

El sensor de una cámara digital está compuesto por una matriz de diminutos “fotodiodos” de silicio capaces de transformar la cantidad de fotones que reciben durante la exposición, en distintos valores de intensidad eléctrica. El número de esto niveles dependerá de la profundidad de bits que tenga el sensor (por ejemplo mi Canon 7D está por los 14 bits).

Si os dais cuenta el sensor recibe desde el objetivo una información analógica (como en la fotografía tradicional) y se la entrega al procesador en distintos niveles de intensidad en formato digital (0-1). El número de niveles dependerá de los bits del sensor (por ejemplo, un sensor de 8 bits sera capaz de transformar la señal recibida en 256 niveles o lo que es lo mismo, 2 elevado a 8)


Por lo que hemos visto hasta ahora nos daremos cuenta de que el sensor ha recogido una imagen en blanco y negro (con distintos niveles de grises, desde el negro puro (00000000) hasta el blanco puro (11111111), en nuestro sensor de 8 bits.

Necesitamos algo que nos permita recoger información del color de la imagen y este algo es la famosa "Matriz de Bayer", que no es mas que un filtro en forma de matriz con los tres colores básicos (rojo, verde y azul) que se coloca encima del sensor de manera que cada color solo deja pasar información de si mismo al fotodiodo que hay debajo de el. Este filtro tiene el doble de celdas de color verde que de rojo y de azul debido a que el ojo humano es mas sensible al verde.

De esta manera tenemos que, un pixel de color se obtiene por la interpolación de dos muestras verdes, una roja y otra azul.... ¡ya tenemos color!

Sensor con la matriz de Bayer

Al tener dos matrices tan pequeñas se pueden producir situaciones en las que el algoritmo de interpolación falle, produciéndose distintos artefactos (aberraciones) como el moiré y las aberraciones cromáticas. Para intentar mitigar estos indeseables efectos casi todos los sensores incorporan un filtro óptico de paso bajo (OLPF) o un Antialiasing (AA) a costa de reducir la nitidez.

Ahora ya tenemos la imagen con sus colores correspondientes, solo nos falta guardarla en el dispositivo de almacenamiento de la cámara. Esto se puede hacer de muchas formas o mejor dicho, en mucho formatos siendo los mas populares el formato RAW y el JPEG….

Es importante que sepamos que en el formato RAW guarda la información en bruto, tal y como la he recogido el sensor y que entre otras cosas, guarda la información del patrón de Bayer de forma directa, es decir, sin interpolaciones. Es una imagen en blanco y negro. Es por eso que el tamaño del archivo generado tendrá mas o menos el mismo tamaño que los megapixeles de nuestro sensor.

El formato JPEG guardará la imagen ya procesada y comprimida. Este es un formato de 8 bits por canal RGB. Si hacemos la cuenta:

256 x 256 x 256 = 16 millones de colores

El archivo con nuestra imagen en JPEG tendrá un tamaño mucho mas pequeño que el número de megapixeles de la cámara y la cantidad de colores se habrá reducido en gran medida si lo comparamos con el RAW.

Bueno... otro día mas.