El sensor digital
Un sensor digital es un elemento electrónico constituido por pequeños fotocaptores sensibles a la luz.
Cada uno de dichos fotocaptores genera un pixel de la imagen digital.
La tensión generada por el fotocaptor es propocional a la cantidad de luz recibida durante la exposición, por lo que se dice que el sensor de una cámara fotográfica digital tiene respuesta lineal a diferencia del ojo humano, que tiene una respuesta logarítmica.
La tensión generada por el fotocaptor es convertida en un número binario mediante el empleo de un convertidor analógico digital.
Profundidad de bits del sensor:
La cantidad de bits empleada en dicha conversión oscila normalmente entre 10 y 16 bits, lo cuál determina la precisión de dicha conversión.
En un sensor de 10 bits se disponen únicamente de 1024 niveles diferentes, mientras que en un sensor de 12 bits se disponen de 4096 y en uno de 16 bits 65536 niveles diferentes.
Resolución del sensor:
Un sensor digital está formado por pixels (fotocaptores) dispuestos en una matriz rectangular, con un determinado número de pixels en la dirección horizontal (Nh) y otro en la vertical (Nv).
El término resolución resulta un poco confuso, pues se emplea muchas veces con significados diferentes.
Cuando se habla de un sensor digital, su resolución hace normalmente referencia al número total de pixels de que dispone.
Según esa definición, la resolución vendrá dada por:
Normalmente la resolución se mide en MP (Megapixels).
Según quién proporciona el dato 1 MP puede ser un millón de pixels o 1024*1024=1048576 (que es la unidad standar en informática 2^20).
La resolución también pude hacer referencia al número de puntos (o pixels) por unidad de longitud, cuando hace referencia a la resolución de un dispositivo de salida como una impresora o un monitor.
Tamaño del sensor:
El tamaño de negativo de 35 mm tradicional es de 24x36 mm.
En el caso de los sensores digitales, suelen ser de tamaño inferior.
Un sensor de las mismas dimensiones que el negativo de 35 mm recibe el nombre de sensor de tamaño completo of “full frame” (FF).
Un sensor APS-C es un sensor digital de tamaño similar al tamaño tradicional de las cámaras APS.
En Canon las dimensiones son de 15x22,5 mm.
En Nikon, las dimensiones son de 16x24 mm.
Otras cámaras digitales compactas tienen sensores de menores dimensiones.
Factor de recorte:
El factor de recorte es la relación entre las dimensiones del sensor y las del sensor tradicional.
En un sensor full frame el factor de recorte es 1.
En un sensor APS-C de Canon el factor de recorte es por consiguiente 1,6 y en una Nikon 1,5.
Las cámaras compactas suelen tener factores de recorte mayores.
Factor de forma:
El factor de forma es la relación entre el ancho y el alto del negativo o el sensor.
En el formato tradicional de 35 mm (y los sensores full frame), el factor de forma es 3:2 (1,5).
Otros sensores (como los que llevan las cámaras de Olympus) emplean un factor de forma más reducido, como el de los monitores tradicionales 4:3 (1,333).
Dado que los pixels de un sensor digital son cuadrados, el factor de forma se puede determinar como la relación entre su ancho y alto o como relación entre el número de pixels en ambas direcciones.
Tamaño del pixel:
El tamaño de pixel es el tamaño físico de los captadores del sensor.
Dado que los pixels son cuadrados, el tamaño del pixel se puede determinar como la relación entre su dimensión en una dirección y el número de pixels en dicha dirección:
También puede ser deducido a partir de la resolución, factor de forma y factor de recorte del sensor:
Matriz de Bayer y filtro de Bayer:
Para poder proporcionar una imagen en color, cada fotocaptor va recubierto con un filtro de uno de los colores primarios: rojo, verde y azul.
Los colores del filtro de los fotocaptores contiguos se van alternando siguiendo una disposición conocida como matriz de Bayer, de manera que un foto está rodeado en todas las direcciones por fotocaptores de colores complementarios.
Con esta disposición, el número de fotocaptores de cada color no es el mismo, habiendo el doble de fotocaptores de un color que de los otros dos. Normalmente es el color verde el que tiene mayor número de fotocaptores, 
Existen diversas disposiciones de los filtros en matriz de Bayer tales como RGBG RGGB RBGG que pueden ser utilizadas por el sensor.
Para recomponer la imagen en color, es necesario realizar un proceso conocido como interpolación de Bayer o “demosaicing” mediante el cuál los dos colores que faltan en cada pixels son interpolados a partir de los colores presentes en los pixels adyacentes.
Este proceso de interpolación puede dar lugar a distorsiones en la imagen (bajo determinadas circunstancias) conocidos como artefactos de interpolación, que suelen ser más evidentes en las zonas de la imagen en las que existe ruido presente. La misión de un buen algoritmo de interpolación es minimizar dichos artefactos.
Enlaces de interés:
- Wikipedia: El sensor CCD.
- Wikipedia: El sensor CMOS.
- Wikipedia: El sensor Foveon X3.
- Wikipedia: El sensor SuperCCD de Fuji.
- Wikipedia: Digital photography.
- Cambridge in Colour: Understanding Digital camera sensors.
- Dpreview: The new Foveon sensors.
- Wikipedia: Bayer filter.
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