Cámara digital para niños
Una cámara digital es un tipo de cámara fotográfica que captura y guarda imágenes usando tecnología digital, en lugar de la película tradicional.
Las cámaras digitales modernas suelen tener muchas funciones. Además de fotos, pueden grabar sonido y vídeo. Hoy en día, se venden más cámaras digitales que cámaras de película.
Contenido
- Historia de las Cámaras Digitales
- Resolución de Imagen en Cámaras Digitales
- Calidad de la Imagen Digital
- El Costo de los Píxeles
- Cómo Capturan las Imágenes las Cámaras Digitales
- Filtros de Color y Procesamiento de Imagen
- Conectividad de las Cámaras Digitales
- Integración de Cámaras en Otros Dispositivos
- Almacenamiento de Imágenes
- Tipos de Tarjetas de Memoria
- Baterías de las Cámaras Digitales
- Dispositivos Autónomos
- Formatos de Archivo en Cámaras Digitales
- Galería de imágenes
- Véase también
Historia de las Cámaras Digitales
Las ideas para convertir imágenes y videos a formato digital existían antes de que se crearan las cámaras digitales.
Los Primeros Pasos de la Fotografía Digital
En 1961, Eugene F. Lally, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory), describió por primera vez cómo hacer fotos digitales usando un sensor especial. Su idea era ayudar a los astronautas a navegar en el espacio, tomando fotos de estrellas y planetas.
En 1972, la empresa Texas Instruments diseñó una cámara que no usaba película, pero no se sabe si llegaron a construirla.
La primera cámara digital de la que se tiene registro fue desarrollada por Kodak. En 1975, el ingeniero Steven J. Sasson construyó un prototipo. Esta cámara pesaba unos 4 kg y tomaba fotos en blanco y negro con una resolución muy baja (0,01 megapíxeles). Guardaba las imágenes en una cinta de casete y tardaba 23 segundos en capturar una foto. Era un experimento técnico, no para venderse.
La primera cámara digital que sí se fabricó para el público fue la Cromemco Cyclops, lanzada también en 1975. Tenía una resolución de 0,001 megapíxeles.
Cámaras Electrónicas Analógicas: El Puente al Mundo Digital
Las cámaras electrónicas portátiles, que se parecían a las cámaras de película, aparecieron en 1981 con la demostración de la Sony Mavica. Esta cámara era analógica, es decir, no guardaba las imágenes en formato digital, sino como señales de televisión en un pequeño disco especial. Podía guardar 50 imágenes por disco.
Las cámaras electrónicas analógicas llegaron al mercado en 1986 con la Canon RC-701. Canon la mostró en las Olimpiadas de 1984, y sus imágenes se usaron en periódicos. Al principio, estas cámaras no se hicieron muy populares debido a su alto costo (más de $20.000), la baja calidad de imagen comparada con la película y la falta de impresoras adecuadas.
Sin embargo, los medios de comunicación fueron los primeros en adoptarlas. Para ellos, el costo valía la pena porque podían enviar imágenes por teléfono, lo cual fue muy útil durante eventos importantes como las protestas de Tiananmen en 1989 y la primera guerra del Golfo en 1991.
La primera cámara analógica para el público general pudo ser la Canon RC-250 Xapshot en 1988. Ese mismo año, Nikon lanzó la QV-1000C, que tomaba fotos en blanco y negro con una calidad similar a las cámaras de película y se parecía a las cámaras digitales modernas.
La Era de las Cámaras Completamente Digitales
La primera cámara completamente digital que guardaba imágenes en un archivo de computadora fue la Cyclops de Cromemco, en 1975. Se podía conectar a computadoras de la época.
En 1988, Fuji creó un prototipo, el modelo DS-1P, que tenía una memoria interna de 16 MB, pero no se vendió. La primera cámara digital disponible para computadoras IBM PC y Macintosh fue la Dycam Model 1, lanzada en 1991 (también vendida como Logitech Fotoman). Usaba un sensor especial y se conectaba directamente a la computadora para descargar las fotos.
En 1991, Kodak lanzó la DCS-100, una cámara profesional con un sensor de 1,3 megapíxeles que costaba unos $13.000.
La creación de los formatos JPEG y MPEG en 1988 fue muy importante, ya que permitieron comprimir las imágenes y videos para que ocuparan menos espacio.
La primera cámara digital para consumidores con una pantalla de cristal líquido (LCD) en la parte trasera fue la Casio QV-10 en 1995. La Kodak DC-25, en 1996, fue la primera en usar tarjetas de memoria CompactFlash.
En 1997, aparecieron las primeras cámaras de un megapíxel para el público. La Ricoh RDC-1, en 1995, fue una de las primeras en grabar videos cortos.
En 1999, la Nikon D1, con 2.74 megapíxeles, fue una de las primeras cámaras réflex digitales (DSLR) más accesibles para profesionales y aficionados avanzados, costando menos de $6000. Podía usar los mismos lentes que las cámaras de película Nikon.
En 2003, Canon lanzó la Digital Rebel (también conocida como 300D), una DSLR de 6 megapíxeles para consumidores, que costaba menos de $1000.
En 2008, se presentó una cámara LEICA de medio formato con 37 megapíxeles.
En 2020, investigadores de la Universidad de Stanford (Estados Unidos) desarrollaron la cámara digital con mayor resolución del mundo, capaz de tomar fotos de 3.200 megapíxeles (MP). Para mostrar una imagen de esta calidad, se necesitarían 378 televisores 4K. Esta cámara gigante está hecha de 189 sensores individuales de 16 MP cada uno.
Resolución de Imagen en Cámaras Digitales
La resolución de una cámara digital depende de su sensor, que es como el "ojo" de la cámara. Este sensor (generalmente un CCD o un CMOS) capta la luz y la convierte en señales eléctricas, reemplazando la película de las cámaras antiguas.
El sensor está formado por millones de pequeños puntos llamados píxeles. Cada píxel capta un color específico (rojo, verde o azul) gracias a un filtro. Luego, la cámara usa un programa especial para combinar la información de todos los píxeles y crear una imagen a color completa.
Los sensores CCD envían la información de cada píxel a un conversor que la transforma en un valor digital. Cuantos más "bits" tenga este conversor, más colores podrá representar la imagen.
Los sensores CMOS, por otro lado, tienen pequeños circuitos en cada píxel que hacen la conversión a digital directamente. Esto hace que las cámaras con tecnología CMOS sean más sencillas de fabricar y, a menudo, más económicas.
La cantidad de píxeles en una imagen determina su tamaño. Por ejemplo, una imagen de 640 píxeles de ancho por 480 píxeles de alto tiene 307.200 píxeles (aproximadamente 0,3 megapíxeles). Una imagen de 3872 píxeles de alto por 2592 píxeles de ancho tiene más de 10 millones de píxeles (aproximadamente 10 megapíxeles).
Calidad de la Imagen Digital
Aunque el número de píxeles (megapíxeles) es lo que más se menciona, la calidad de una imagen digital depende de varios factores. Algunos de ellos son:
- El tamaño del sensor: Un sensor más grande suele captar mejor la luz.
- La calidad del lente: Un buen lente es crucial para una imagen nítida.
- La forma en que los píxeles están organizados.
- El rango dinámico del sensor: Esto se refiere a la capacidad de la cámara para captar detalles tanto en las zonas muy claras como en las muy oscuras de una imagen.
A veces, las cámaras compactas tienen muchos píxeles en un sensor muy pequeño. Esto puede hacer que cada píxel sea tan diminuto que no capte suficiente luz, lo que puede resultar en imágenes con "ruido" (pequeños puntos o granos) o de baja calidad en condiciones de poca luz.
El Costo de los Píxeles
Con el avance de la tecnología, el costo de las cámaras digitales ha bajado mucho. Si medimos el precio por píxel, vemos que cada vez se compran más píxeles por la misma cantidad de dinero. Esto se conoce como la "Ley de Hendy", propuesta en 1998 por Barry Hendy, y es similar a la famosa Ley de Moore que describe el crecimiento de la tecnología.
Cómo Capturan las Imágenes las Cámaras Digitales
Desde que aparecieron las cámaras digitales, ha habido tres formas principales de capturar una imagen, según cómo estén diseñados el sensor y los filtros de color.
Disparo Único
Este es el método más común. El sensor de la cámara se expone a la luz una sola vez. Las cámaras que usan este método suelen tener un sensor CCD con un filtro de Bayer (que organiza los colores rojo, verde y azul en un patrón) o tres sensores separados (uno para cada color primario) que captan la misma imagen al mismo tiempo.
Multidisparo
En este método, el sensor se expone a la imagen varias veces (tres o más). Una forma de hacerlo es usar un solo sensor con filtros de color (rojo, verde y azul) que se colocan delante del sensor en diferentes momentos. Otra forma es mover el sensor ligeramente para capturar más detalles y crear una imagen de mayor resolución.
Escaneo
Este método es similar a cómo funciona un escáner de escritorio. El sensor se mueve a través de la imagen, capturando una línea a la vez. Algunos sensores solo tienen una línea de puntos que captan luz, o tres líneas para los tres colores. En algunos casos, la cámara entera gira para escanear la imagen. Este método permite obtener imágenes de muy alta resolución y colores muy precisos, por lo que es popular para fotografías comerciales de objetos que no se mueven.
Para fotografiar algo en movimiento, lo mejor es usar un sistema de disparo único. Sin embargo, para obtener la mejor calidad de color y resoluciones grandes, los sistemas de escaneo o multidisparo son ideales para objetos estáticos.
Hoy en día, las cámaras de disparo único con sensores CMOS son las más comunes en toda la fotografía digital, incluso en la profesional, gracias a las grandes mejoras en su tecnología.
Filtros de Color y Procesamiento de Imagen
La mayoría de las cámaras digitales de consumo usan un filtro de Bayer junto con un filtro especial para reducir el "aliasing" (un efecto visual no deseado que aparece cuando la imagen no se muestrea correctamente). Luego, un programa llamado algoritmo de interpolación cromática "rellena" la información de color que falta para crear una imagen completa en formato RGB (rojo, verde, azul).
El software de la cámara o programas de edición de imagen interpretan los datos crudos del sensor para obtener una imagen a color. Como un solo punto del sensor no puede captar los tres colores a la vez, se usa un filtro de color (como el de Bayer) para que cada píxel capture solo un color.
El patrón de Bayer es un diseño repetitivo de filtros de color 2x2, con dos filtros verdes en diagonal y uno rojo y uno azul en las otras posiciones. Se usa más verde porque el ojo humano es más sensible al brillo, que se percibe principalmente a través del color verde. A veces se usa un patrón de 4 colores para obtener colores más precisos.
Los valores de color que no son capturados por un píxel se "adivinan" o interpolan a partir de los valores de los píxeles vecinos que sí capturaron ese color.
Conectividad de las Cámaras Digitales
La mayoría de las cámaras digitales se pueden conectar directamente a una computadora para transferir las fotos. Antes, se usaban puertos seriales, pero ahora el USB es el método más común. Algunas cámaras usan FireWire o Bluetooth. Muchas cámaras son reconocidas por la computadora como si fueran una memoria USB. Algunos modelos, como la Kodak EasyShare One, pueden conectarse a internet de forma inalámbrica (Wi-Fi).
Una alternativa popular es usar un lector de tarjetas, que puede leer diferentes tipos de tarjetas de memoria y transferir los datos a la computadora rápidamente. Usar un lector de tarjetas también evita que la batería de la cámara se gaste durante la transferencia.
Muchas cámaras modernas tienen la función PictBridge, que permite enviar fotos directamente a una impresora sin necesidad de una computadora.
Integración de Cámaras en Otros Dispositivos
Hoy en día, la tecnología permite incluir cámaras digitales en muchos aparatos de uso diario, como los teléfonos celulares. Otros dispositivos electrónicos pequeños, como las PDA, computadoras portátiles y teléfonos inteligentes, a menudo tienen cámaras digitales integradas. Además, algunas cámaras de video digitales (camcorders) también incluyen una función de cámara de fotos.
Debido a que estos dispositivos suelen tener menos espacio de almacenamiento y se enfocan más en la utilidad que en la máxima calidad, la mayoría guarda las imágenes en formato JPEG. Este formato comprime mucho las fotos, lo que compensa la pequeña pérdida de calidad.
Almacenamiento de Imágenes
Las cámaras digitales de los teléfonos celulares o las cámaras más económicas suelen usar memoria interna o memoria flash. Las tarjetas de memoria más comunes son:
- CompactFlash (CF)
- Secure Digital (SD)
- xD
- Memory Stick (para cámaras Sony)
Antes, algunas cámaras usaban disquetes de 3 1/2 pulgadas para guardar imágenes.
Las fotos se guardan en formatos estándar como JPEG, o en formatos de mayor calidad como TIFF o RAW, aunque estos últimos ocupan mucho más espacio. Los videos se guardan comúnmente en formatos como AVI, DV, MPEG, MOV o WMV.
Casi todas las cámaras digitales usan técnicas de compresión para ahorrar espacio. Estas técnicas aprovechan dos características de las fotos:
- Patrones: Si hay zonas con el mismo color repetido (como una pared blanca), la cámara puede guardar esa información de forma más eficiente.
- Irrelevancia: La cámara puede eliminar información que el ojo humano no puede percibir, similar a cómo funciona la compresión de audio MP3.
Tipos de Tarjetas de Memoria
- CompactFlash (CF): Usadas en cámaras profesionales. Los "microdrives" son discos duros pequeños con forma de CompactFlash.
- Memory Stick: Un tipo de memoria flash de Sony. Hay varias versiones como M2, PRODuo, PRO y Duo.
- SD/MMC: Tarjetas de memoria flash pequeñas que están reemplazando a las CompactFlash. El límite original era de 2 GB, pero ahora existen tarjetas de 4 GB o más (SDHC - alta capacidad). Las tarjetas SDHC necesitan cámaras compatibles.
- MiniSD: Más pequeñas que las SD, usadas en dispositivos como teléfonos móviles con cámara.
- MicroSD: Aún más pequeñas que las MiniSD, usadas en teléfonos móviles y otros dispositivos compactos.
- Tarjeta XD: Creada por Fuji y Olympus en 2002, más pequeña que una tarjeta SD.
- SmartMedia: Un formato antiguo que fue reemplazado por las tarjetas xD.
- Memoria de punto de congelación: Una memoria flash pequeña (2-4MB) usada en cámaras de gama baja.
Baterías de las Cámaras Digitales
Las cámaras digitales necesitan mucha energía, y como son cada vez más pequeñas, se necesitan baterías que duren mucho y sean compactas.
Existen dos tipos principales de baterías para cámaras digitales:
Baterías Portátiles Estándar
Estas son baterías con formas ya establecidas, como las pilas AA, CR2 o CR-V3. Las pilas AAA se usan en algunas cámaras. Las baterías CR2 y CR-V3 son de litio y no son recargables. Las pilas AA son las más comunes; sin embargo, las pilas alcalinas normales no recargables duran muy poco en la mayoría de las cámaras. Por eso, la mayoría de los usuarios usan pilas recargables de hidruro de níquel (NiMH), que duran más y se pueden recargar. Las baterías NiMH no dan tanta energía como las de litio y tienden a descargarse solas si no se usan. Vienen en diferentes capacidades (mAh), lo que afecta cuánto tiempo duran. Las cámaras de gama media y baja suelen usar estas baterías.
Dispositivos Autónomos
Un dispositivo autónomo, como una impresora PictBridge, funciona sin necesidad de una computadora. La cámara se conecta directamente a la impresora, que transfiere e imprime las fotos. Algunos reproductores de DVD y televisores también pueden leer tarjetas de memoria. Varios tipos de lectores de tarjetas flash tienen una salida para conectar a la televisión.
Formatos de Archivo en Cámaras Digitales
Los formatos más comunes para guardar imágenes en cámaras digitales son RAW, JPEG y TIFF.
Formato RAW
Muchas cámaras, especialmente las profesionales (DSLR), permiten guardar las imágenes en formato RAW (que significa "crudo"). Una imagen RAW contiene los datos directos del sensor de la cámara, sin ningún procesamiento. Cada fabricante suele tener su propio formato RAW (por ejemplo, NEF para Nikon, CRW o CR2 para Canon). Adobe Systems lanzó el formato DNG, un formato RAW abierto que algunos fabricantes han adoptado.
Los archivos RAW deben ser procesados en programas de edición de imagen. Editar imágenes en formato RAW ofrece mucha flexibilidad para ajustar cosas como el balance de blancos, la exposición y la temperatura de color, porque tienen todos los datos de color sin procesar y una mayor profundidad de color (más detalles de color). Esto permite al fotógrafo hacer ajustes importantes sin perder calidad de imagen, como si volviera a tomar la foto.
Formatos de Video
Los formatos de video comunes son AVI, DV, MPEG, MOV (a menudo con Motion JPEG), WMV y ASF. Los formatos más recientes incluyen MP4, que se basa en QuickTime y usa algoritmos de compresión más nuevos para grabar videos más largos en el mismo espacio.
Otros Formatos
Otros formatos usados en cámaras, pero no para las fotos en sí, son:
- DCF: Una norma que define cómo se organizan y nombran los archivos dentro de la cámara.
- DPOF: Indica cuántas copias de una foto se deben imprimir y en qué orden.
- Exif: Usa etiquetas de metadatos para guardar información sobre la foto, como los ajustes de la cámara, la fecha y la hora en que fue tomada.
Galería de imágenes
-
Sensor CCD Cámara Canon SX30 1/2.3" (6.17 x 4.55 mm)
-
Proyección de pixeles por dólar.
-
En el corazón de una cámara digital hay un sensor de imagen CCD.
-
El arreglo Bayer de filtros de color un sensor de imagen.
-
Tarjeta de memoria CompactFlash.
Véase también
En inglés: Digital camera Facts for Kids
