Sensibilidade à luz

[José Costa]

Sensibilidade à luz

Uma câmera de vídeo necessita de uma determinada quantidade de luz para poder registar correctamente uma imagem. Sem luz, não existe imagem. Esta necessidade é referida pelos fabricantes como Sensibilidade à luz e é medida em Lux: uma unidade internacional (SI) de medida. Quanto menor fôr o valor do lux, menos luz uma câmera precisa para poder gravar. Em locais em que não temos controle sobre a quantidade (e qualidade) de luz disponível, possuir uma câmera com grande sensibilidade à luz é uma mais valia.

Nas especificações de uma câmera de vídeo, que conste, por exemplo, "sensitivity: 5 lux", isto significa que essa câmera necessita que o assunto/local a gravar seja iluminado por uma intensidade luminosa de 5 lux. Se uma outra câmera de vídeo tiver nas suas especificações o valor de “sensitivity: 2 lux”, isso significa que ela necessita de apenas 2 luz para conseguir gravar o mesmo assunto/local. Quanto mais baixo o valor da “sensitivity”, mais sensível é a câmera, e menos luz se torna necessário á gravação das imagens.

Mas quanta luz é 1 Lux? Para termos de comparação, pode-se indicar que a luz do luar corresponde a menos de 1 lux, uma lâmpada incandescente de 100W são cerca de 100 lux e a luz do Sol num dia claro são cerca de 100.000 lux.

Numa câmera de vídeo, a lente é parte integrante e fundamental para se obter um conjunto o mais sensível à luz. Uma lente com um baixo número f-stop (por exemplo f/1.4) deixa passar mais luz em direcção ão CCD ou CMOS (sensor) da câmera, do que uma lente com um número f /2.8. Numa lente com um f/1.4 passa 4x mais luz que numa com o f/2.8.

Uma forma de aumentar a sensibilidade da câmera à luz, é aumentar o ganho (Gain). Os sinais eléctricos provenientes do CCD ou CMOS são amplificados. Mas quanto mais eles são amplificados, mais grão surge na imagem. O ganho electrónico tem o grande inconveniente de introduzir ruído na imagem gravada, pelo que este aumento ou ganho tem de ser ponderado e controlado. Se excessivamente aumentado, terá como resultado a degradação demasiado visível da imagem.

Este aumento ou ganho é referido como relação sinal-ruído (S/N) e é medido em dB (décibeis). Quanto maior for a Relação S/N, melhor será a qualidade da imagem gravada.

Nas câmeras profissionais, a sensitivity é dada, não pelos requisitos em lux, mas sim pelo f-stop “exigido” a 2000 lux. Uma câmera de vídeo que tenha nas suas especificações: Sensitivity - 2.000 lux a f/11, significa (grosso modo) que se tem uma imagem correctamente exposta  em f/11 e com 2000 lux de iluminação. Estes 2000 lux são uma referência padrão e têm uma razão de ser, e os nº f-stops elevados (em detrimento de outros mais baixos) também têm a sua razão, sendo a profundidade de campo uma delas.

by José Costa


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[José Costa]

4x mais luz

Um leitor perguntou:
quando cita ... que: “Numa lente com um f/1.4 passa 4x mais luz que numa com o f/2.8.” não será que quer dizer: 2x  ???

Resposta:
Não.
A  cada passagem de um f-stop completo para outro f-stop completo existe uma perca ou aumento de luz que passa pela lente. Um diafragma aberto em f/1.4 significa que o “buraco” se encontra mais aberto que o mesmo diafragma em f/2.8. Se o diafragma está mais aberto, mais luz passa através dele. Por esta razão se diz que lentes com números f-stops baixos são lentes luminosas. Uma lente com uma abertura máxima de f/1.4 é mais luminosa que uma outra lente com a abertura máxima de f/2.8.

Passando de um f-stop completo para outro f-stop completo, mas mais fechado, existe um perca de luz em metade ou um aumento da luz no dobro, quando a passagem é em sentido contrário. Ou seja, se o nº f-stop baixa mais luz passa, e se o n.º f-stop aumenta, menos luz passa.

 f/1.4 – f/2  - f/2.8 – f/4 – f/5.6 - ....etc., estes são f-stops completos e a cada passagem de um para o outro se verifica a perca em metade ou o ganho no dobro da luz. Exemplificando, se o f-stop passar de f/4 para f/2.8 o aumento de luz vai ser no dobro e, na mesma ordem de grandeza, a passagem de f/2.8 para f/4 significa a perca de luz em metade.

O que nos leva à nossa pergunta inicial: de f/1.4 para f/2.8.
Passar de um f-stop completo para outro, neste caso de f/1.4 para f/2, a perca de luz vai ser metade. Em f/2 temos metade da luz que disponhamos em f/1.4. Passar de f/2 para f/2.8 significa que estamos a passar mais um f-stop completo. E se fechamos para um f-stop completo, voltamos a ter a perca de luz em metade.  f/2.8 deixa passar metade da luz que passava em f/2.

Fechar o diafragma, de f/1.4 para f/2.8 significa que estamos a fechar (ou passar) dois f-stops completos, logo, temos 4x menos luz. Essa é a razão de “Numa lente com um f/1.4 passa 4x mais luz que numa com o f/2.8.”

A situação de 2x mais luz só se verificaria no caso de se passar UM só f-stop completo, como por exemplo, de f/1.4 para f/2. Em f/1.4 passa 2x mais luz que em f/2.

Chamo a atenção para o facto de que muitas, se não todas, as objectivas terem o que se denomina de  “f-stops intermédios” ou “quartos”: é o caso de diafragmas f/1.2 – f/1.7 – f/1.8  - f/1.9 – f/2.5 - f/3.2 – f/3.5 – f/4.5 – f/5 - ....etc. Nestes casos, a passagem de um f-stop para outro f-stop também acarreta a perca ou aumento da luz, numa proporção igual á percentagem do “quarto” ou dos intermédios.

by José Costa