Lo primero que encuentra un fotón no es el sensor, sino los filtros que colocamos delante. El ejemplo más claro es la elección entre cámara de color y monocromo.
Un sensor no mide color: mide intensidad de luz. Al colocar un filtro de color, cada píxel solo deja pasar una banda del espectro — el resto se pierde.
El filtro Bayer organiza los píxeles en un patrón de 2×2: 1 rojo, 2 verdes y 1 azul. Cada píxel solo deja pasar su color y bloquea el resto — así que de media, cada píxel recibe aproximadamente 1 de cada 3 fotones que llegan. Menos fotones significa peor señal y más ruido.
Cuando la aplicación no necesita color — que en industria es la mayoría de las veces — elegir color "por si acaso" es regalar señal.
El sensor transforma fotones en electrones. Un parámetro fundamental es el pixel pitch: el tamaño físico de cada píxel.
Imaginad cada píxel como un cubo que recoge agua de lluvia: cuanto más diámetro tenga, más agua recoge en el mismo tiempo. Un píxel grande capta más fotones — y más fotones significa mejor señal y menos ruido.
Pero no todo el píxel captura luz. Cada píxel tiene dos zonas: la zona fotosensible (el fotodiodo) y la zona de circuitería. La proporción de superficie útil se llama fill factor.
La electrónica necesita electrones para funcionar. Cada píxel tiene una capacidad máxima de electrones que puede almacenar antes de saturarse: es la full well capacity. Cuando se llena, el píxel no distingue entre mucha luz y muchísima — todo se ve blanco.
El tiempo de exposición define cuánto tiempo acumula carga cada píxel. Más exposición significa más señal (más brillo), pero si la pieza se mueve aparece el motion blur. Brillo y blur crecen juntos — no puedes tener uno sin el otro solo ajustando la exposición. La solución industrial es el flash estroboscópico.
La diferencia entre la señal más débil y la más fuerte que el sensor puede capturar a la vez es el rango dinámico, medido en decibelios (dB).
Imagina que cada píxel es un cubo que recoge lluvia durante la exposición. Los fotones son las gotas de agua.
Mientras el cubo no se llena, puedes saber exactamente cuánta lluvia ha caído mirando el nivel del agua. Pero cuando el cubo rebosa, toda la información se pierde: ya no sabes si llovió un poco más o muchísimo más — el resultado es el mismo, el cubo está lleno y desbordando.
La full well capacity es el tamaño del cubo. Un cubo más grande tarda más en rebosar — puede recoger más lluvia antes de perder información. La iluminación es la intensidad de la lluvia.
El rolling shutter lee el sensor fila a fila. Si el objeto se mueve mientras se está leyendo, cada fila captura el objeto en una posición ligeramente distinta — el resultado es una imagen distorsionada.
El global shutter lee todos los píxeles simultáneamente. No importa cuánto se mueva el objeto — todos los píxeles capturan el mismo instante.
Este contenido es una introducción, no un manual completo.
Los conceptos explicados aquí son técnicamente correctos, pero el mundo de la visión artificial es enormemente amplio. Los simuladores son simplificaciones pedagógicas diseñadas para ilustrar conceptos clave.
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