Desde a invenção da fotografia até os dias atuais, o nível de sensibilidade do suporte de captura vem evoluindo e tornando cada vez mais eficiente a utilização da luz. Nos experimentos com Betume da Judéia (heliografia) de Joseph Nicéphore Niépce por volta de 1820, o tempo de exposição, da que é considerada a primeira fotografia da história, estima-se, foi por volta de 8 horas. Cerca de uma década depois, nas primeiras placas de daguerreótipo, o tempo de exposição caiu para cerca de 1/2 hora, e um ano depois, já estava em poucos minutos. Com o colódio úmido, na metade do século XIX, o tempo de exposição inicialmente fica na casa dos segundos, com as placas secas, por volta de 1870, chega nas frações de segundos. No início do século XX, com a película fotográfica já estamos no centésimo de segundo. No século XXI, com o sistema digital, entramos nos bilionésimos de segundo (em equipamentos especiais de laboratório).

Praticamente todos os materiais são sensíveis a luz, alguns mais, outros menos. Ser sensível significa que ao ser impactado por uma certa quantidade de luz, por um certo tempo, esse material sofre algum tipo de transformação. Sua pele por exemplo, se for exposta à luz do sol por um certo tempo, irá reagir. Já outras substâncias e materiais, reagem mais rápido. Esse é o caso dos agentes químicos usados como emulsão na fotografia analógica. Os brometos, cloretos e iodetos de prata são bastante sensíveis à luz, mas mesmo entre eles, existem diferentes níveis de sensibilidade.

Os sais de prata que possuírem partículas menores precisam de mais luz para serem sensibilizados. Isso pode ser ruim, pois em situações de pouca luz a fotografia pode se tornar inviável. No entanto, pelas partículas serem menores eles suportarão uma ampliação maior e, além disso, irão capturar melhor as nuances e os menores detalhes da imagem, o que é muito bom para produzir uma imagem nítida.

Já os que possuem partículas bem maiores, com menores quantidades e incidência de luz, reagem. Isso é bom, pois em situações de pouca luminosidade você conseguira produzir uma foto, no entanto os detalhes da imagem não serão muito bem capturados, e sua fotografia terá um aspecto granulado, como se a imagem tivesse um pouco de areia por cima. Então se você quer uma imagem nítida, com todos os detalhes bem registrados, isso é ruim, mas por outro lado, a granulação pode se configurar num excelente efeito estético.

A velocidade de uma emulsão fotográfica é definida pelo tamanho e densidade dos sais de prata que cobrem uma determinada superfície. Se alguns fótons esbarrarem em um cristal de prata, todo o cristal sofrerá uma reação, logo quanto maior o cristal, menor a quantidade de fótons (luz) que será necessário por área. No entanto, quanto maior esse cristal, mais visível ele se tornara no momento da ampliação, limitando então esse processo à menores ampliações.

Praticamente todas as escolhas que temos em fotografia são assim, ganhamos por um lado, mas podemos perder por outro. É bom ressaltar também que sempre as escolhas técnicas têm implicações estéticas. E é por aí que começa a funcionar a cabeça do fotografo, entre a técnica e a estética a câmera vai se configurando.

No processo analógico, a sensibilidade é dada pelo rolo de filme que estamos utilizando, sendo que os filmes de sensibilidades maiores terão menos qualidade técnica, mas as fotos poderão ser feitas com pouca luz e ocasionarão uma certa textura granulada na imagem. Por outro lado, os filmes de baixa sensibilidade nos obrigam a deixar entrar mais luz na câmera, para termos imagens com melhor registro de detalhes e livres de texturas granuladas.

Nas câmeras digitais o processo é muito parecido e as implicações muito semelhantes, com a diferença de que no digital chamamos a granulação de ruído, justamente pela diferença visual dessas duas situações. Outra diferença é que, no sistema analógico, ao optarmos por um filme com determinado ISO, teremos que fotografar todo o rolo do filme com esse ISO. Nas câmeras digitais, podemos configurar cada fotografia com o ISO que quisermos.

Quando aumentamos a sensibilidade em uma câmera digital, o algoritmo irá multiplicar a luz capturada pelo aumento que solicitamos. Se solicitarmos um aumento de 10 vezes da luminosidade, e a captura individual em cada um dos fotodiodos for ligeiramente diferente do fotodiodo que está ao lado, essa amplificação ira tornar os valores mais significativamente diferentes, gerando o ruído, ou seja, pixels que irão destoar em termos de luminosidade e cromática em relação aos outros pixels do seu entorno. Por ruído entendemos que são os pontos (pixels) interpretados de forma equivocada ou distorcidos pelo software, que lê a informação que vem do sensor.

Ao fotografar com uma câmera digital, no momento onde a luz entra e chega até o sensor, cada um dos milhões de fotodiodos do sensor, irá mensurar a intensidade da luz pela quantidade de fótons que atingem o fotodiodo. A carga dos fótons altera a voltagem do fotodiodo; essa tensão é registrada pela câmera. Os dados brutos (arquivo RAW) equivalem a essa tensão elétrica medida no sensor por cada um dos milhões de fotodiodos. A amplificação do sinal acontece depois que os dados são coletados aplicando o ganho. Quando definimos o ISO para um valor de 200, a câmera continua capturando a imagem em um ISO nativo de 100. Quando a imagem é gravada, o algoritmo irá aplicar o calculo para aumentar o brilho por um fator de dois, simulando uma luminosidade duas vezes maior do que efetivamente entrou na câmera.

O efeito de ISO alto será diferente conforme o processo fotográfico, até por esse motivo, chamamos um de granulação e outro de ruído. Em filmes analógicos a granulação irá aparecer nas áreas de altas luzes, ou seja, nos brilhos, enquanto no digital o ruído aparece nas áreas de sombra. Em fotográfica feitas com placa úmida de colódio, quando se estica o tempo de revelação para compensar falta de luz na exposição, um ruído aparece nas áreas de sombra. É interessante notar que visualmente, esse ruído se parece mais com o digital do que com o quê ocorre no filme analógico. A placa úmida de colódio é um processo de 1850 que podemos entender como um ancestral do filme fotográfico em rolo, já que no colódio a emulsão é usada em cima de um vidro, enquanto no analógico um outro tipo de emulsão cobre uma tira de acetato.

Pelo efeito desagradável na maioria das vezes de ruído digital, surgiu a orientação de “expor para a direita”, ou seja, fotografar expondo de maneira a capturar mais luminosidade do que o fotômetro indica como ideal. Nesse caso, na escala do fotômetro, no lado direito estão as altas luzes, enquanto no lado esquerdo ficam as sombras. Superexpondo as imagens, consegue-se na edição de pós-produção, minimizar o ruído nas sombras.

A qualidade da amostra de luz capturada pelo sensor é que irá determinar a quantidade de ruído. É por esse motivo que sensores que possuem menos fotodiodos por área (se comparados com outros sensores do mesmo tamanho), terão fotodiodos maiores, que irão capturar amostras melhores de luz. Ou seja, se você quer uma câmera digital que tenha um bom desempenho em situações de baixa luminosidade, opte pelos modelos que tem menos megapixels.

No ruído digital, diferente da granulação do filme analógico, a imagem efetivamente fica danificada e com um aspecto de degradação, pois trata-se da aparição de quadrados aleatoriamente coloridos. O efeito granulado do analógico é bastante interessante e se configura com um grande recurso estético.

Esse tem sido um dos grandes campos de batalha dos fabricantes de câmera nos últimos anos. Cada vez mais surgem câmeras cujos sensores ficam mais e mais sensíveis com o mínimo de ruído. A especialização do equipamento é tamanha que as câmeras passaram a ganhar modelos específicos para situações de pouca luz.

De tudo isso, o que você tem que ter em mente é o seguinte: sempre que você aumentar a sensibilidade, você precisará de menos luz para realizar a foto, mas irá perder em definição de detalhes, até o ponto onde sua imagem se torna inviável. Então, modificando o ISO estamos modificando quanto de luz precisa para fazer a foto.

Como esse problema não é de hoje, muitos softwares foram desenvolvidos para corrigi-lo. Uma técnica bastante comum é converter a imagem para preto e branco e inserir uma granulação de filme analógico. Com isso o problema do ruído é sobreposto pela textura da granulação, o que torna a imagem muito mais agradável. Mas tenha em mente que o momento da captura é sempre crucial, se a fotografia foi capturada originalmente com muito ruído, não há software que resolva.

A ESCALA ISO

A velocidade de reação da química é mensurada por uma escala ao qual chamamos de escala do ISO. Essa escala também se aplica de forma correlata ao sistema digital, mas dado o avanço tecnológico desse sistema, a escala do ISO em câmeras digitais é significativamente maior que nos processos químicos e analógicos.

Os filmes fotográficos analógicos possuem as seguintes opções de ISO:

Então, um filme de ISO 50 terá a maior necessidade de luz, já o de 3200 será o mais sensível, quer dizer, com pouca luz ele irá produzir imagens. Entre cada um dos itens dessa escala, temos a seguinte relação: quando pulamos de um item ao outro, na direção do ISO 50 ao 3200, teremos sempre a necessidade da metade da quantidade de luz para capturar a imagem. Ou seja, o filme de ISO 100 irá reagir da mesma forma que o ISO 50, mas com a metade da quantidade de luz. Por sua vez, o filme de ISO 50 irá reagir da mesma forma que o ISO 100, demandando no entanto, o dobro da quantidade de luz.

Toda vez que mudamos um ponto da escala, teremos a necessidade ou do dobro ou da metade da quantidade de luz, conforme a direção da mudança.

A título de comparação, a sensibilidade média das emulsões químicas, como no caso das que são utilizadas em processos ancestrais como o Colódio úmido de 1850, é de aproximadamente ISO 0,75. Processos como o calótipo e o daguerreótipo são ainda menores. Nos filmes fotográficos que encontramos nos dias de hoje para comprar, o ISO vai de 50 a 3200. Já nas câmeras digitais, a escala do ISO vai de 50 até faixas como 51200.

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