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DP2-Quattro

Um argumento que os amantes do filme sempre levantam contra a fotografia digital é a percepção de que os processos eletrônicos são insuficientes para reproduzir a cor da cena com fidelidade. Em certo sentido, eles estão certos: a cor das fotografias digitais é sempre uma aproximação. Mas essa observação só é válida para os sensores digitais tradicionais. Há mais de uma década, a Foveon (atualmente parte da Sigma) vem tentando emular o método de captura de cor do filme de halogeneto de prata. O resultado mais recente desses esforços é chamado de DP2 Quattro, um câmera peculiar tanto em design quanto em hardware.

Como comentei alguns dias atrás em um artigo sobre a Fujifilm, câmeras digitais dependem de um filtro na frente do sensor para capturar informação de cor. Na esmagadora maioria dos casos, esse filtro segue a matriz de Bayer: um mosaico retangular composto por pixels verdes, vermelhos e azuis. No entanto, o JPEG final que vemos depois que a foto é tirada não contém apenas três cores. Isso acontece porque o processador da câmera se encarrega de conduzir a imagem por um processo de demosaicing. Simplificando bastante, o computador deduz o valor tonal de cada pixel baseado nos valores capturados pelos pixels vizinhos até que toda a cena seja reconstruída.

O modelo da matriz da Bayer introduz uma série de vantagens, mas fidelidade de cor não é uma delas. Como em qualquer processo de conversão de sinal, a imagem final está sujeita aos defeitos que chamamos de aliasing. Mas nada disso é um problema para o filme fotográfico, que opera de uma maneira completamente diferente. Na fotografia colorida analógica, a imagem é capturada por uma emulsão de cristais dividida em pelo menos três camadas de cor: ciano, magenta e amarelo. Cada uma dessas camadas se encarrega de filtrar a luz branca e absorver, respectivamente, o vermelho, o verde e o azul.

As consequências dessa abordagem são muitas, mas o que importa para a nossa discussão atual é que o filme captura a cor da cena diretamente, sem abrir oportunidades para a introdução de ruído. Note que isso não quer dizer que o filme é um reprodutor perfeito de cor (especialmente se o laboratório de revelação não faz um bom trabalho), mas, dentro da gama limitada de cores que ele contém, não há espaço para enganos.

foveon foto

A imagens produzidas pelos sensores Foveon têm cores intensas que lembram a estética quase etérea do filme. Foto tirada por Carsten Krieger.

Desenvolvidos a partir desse conceito de “captura direta”, os sensores Foveon dispensam a matriz de Bayer para adotar uma estrutura em camadas como a do filme fotográfico. Essencialmente, o Foveon se baseia no fato de que amplitudes diferentes de luz têm níveis diferentes de penetração no silício: ondas longas tem mais poder de penetração. Aproveitando-se dessa característica, o sensor da Sigma possui três camadas distintas, cada uma com seus próprios fotodiodos. Cada camada coleta, então, a informação de uma amplitude específica do raio de luz, isto é, a intensidade de uma cor.

Ao contrário do filme tradicional, o Foveon trabalha com um esquema de cor aditivo, somando os dados das cores verde, vermelho e azul. Como no filme, contudo, a captura da informação é direta. Como as camadas são alinhadas verticalmente, cada pixel da imagem final contém a informação total de cor do ponto correspondente na cena. A imagem não precisa passar pelo processo de interpolação do demosaicing que citei acima e, portanto, o Foveon não sofre com problemas de aliasing. Por outro lado, a perda de intensidade de luz conforme os raios penetram mais fundo no sensor se traduz em mais ruído de luminância para um dado nível de ISO do que encontraríamos em um sensor Bayer.

Todas essas observações pertencem ao passado: o Foveon já está no mercado há algum tempo. O que há de novo a respeito da DP2 Quattro que a Sigma acaba de lançar? Bom, a novidade mais fácil de notar é o formato estranho da câmera. A Sigma parece ter se inspirado um pouco na NEX da Sony, mas foi mais ousada com grip angulado. Enfim, só saberemos se o novo design é confortável quando segurarmos uma nas mãos. Contudo, já posso adiantar que vai ser difícil achar uma bolsa que se adapte bem a esse formato.

foveon quattro

Por dentro, as mudanças não são menos significativas. A Quattro manteve o sensor Foveon de tamanho APS-C, mas a organização dos fotodiodos segue uma filosofia diferente. A primeira camada, que detecta as ondas curtas da cor azul, possui 19,6 milhões de subdivisões. Ou seja, é como se ela fosse um sensor de 20 MP. As camadas seguintes, responsáveis pelo verde e pelo vermelho, têm apenas 4,9 MP.

Posso especular duas razões por trás da mudança. A primeira é que a presença de pixels maiores nas camadas mais profundas pode amenizar o problema de ruído dos Foveons anteriores.A segunda é que esse layout impõe uma carga menor sobre o processador gráfico da câmera (os modelos anteriores são relativamente lentos). Um terceira razão, menos provável, tem a ver com a difração. Esse assunto é complexo o suficiente para merecer um artigo separado, mas, por hora, vale notar que as camadas posteriores do Foveon são particularmente suscetíveis à perda de detalhe por conta da dispersão dos raios de luz. Isso é especialmente notável com o vermelho, que tem uma comprimento de onda maior (para quem estiver interessado, o diâmetro do disco de Airy resulta do produto entre o comprimento de onda e a abertura da objetiva).

Curioso mesmo é o fato de que a Sigma está prometendo JPEGs de 19,6 MP e 39 MP, o que deixa claro que a Quattro faz algum tipo de interpolação. Para ser um sensor de captura direta no mesmo sentido que o Foveon original, o correto seria combinar os dados de 4 pixels azuis para cada pixel verde e vermelho, mas isso resultaria em imagens pequenas demais. De qualquer maneira, o sensor da Quattro vai manter uma vantagem sobre os sensores comuns no que diz respeito à reprodução de cor.

Outro ponto interessante é que a Sigma se viu forçada a focar a captura de informação luminosa na cada azul (o que explica a contagem maior de pixels). Se houvesse a possibilidade de escolher, não tenho dúvidas que a camada verde receberia mais pixels, porque os olhos humanos são mais sensíveis a essa cor. No entanto, como comentei acima, o Foveon depende da capacidade de penetração da onda no silício e, portanto, a camada azul é sempre a mais externa. A Física não abre exceções.

Se há um obstáculo para a popularização das câmeras com o Foveon, ele está nas ofertas da própria Sigma. Como no modelo anterior, a Quattro será vendida em três modelos, cada um com uma lente fixa: 28 mm, 45 mm e 75 mm de distância focal equivalente. Todas essas lentes têm a mesma abertura máxima de f/2,8, abaixo do que se esperaria de uma objetiva prime. O sistema de autofoco com 9 pontos também é bem modesto. Em outras palavras, essa é uma câmera para aplicações bem específicas.