Sensibilidade fotográfica

Sensibilidade fotográfica, também conhecida como sensibilidade ISO, é um termo utilizado para se referir à sensibilidade de superfícies fotossensíveis (sensíveis à luz) utilizadas na fotografia (filme fotográfico ou sensor de imagem).

Dynax 7D - foto com ISO 100.

Dynax 7D - foto com ISO 3200.

O índice de exposição ou de sensibilidade do filme segue uma escala do padrão ISO que agrupa as escalas ASA (Estados Unidos) e DIN (Alemanha).

Escala de sensibilidade ISO

Por convenção, a fotografia digital usa a mesma escala de sensibilidade da fotografia tradicional, embora o sensor de imagem da câmera digital responda reagindo de modo diferente da película fotográfica.

A escala do padrão ISO, definido pela norma ISO 5800:1987, funde dois padrões existentes previamente: o padrão norte-americano ASA (aritmético) da American Standards Association, e o padrão alemão DIN (logarítmico) do Deutsches Institut für Normung. Na descrição da sensiblidade do filme, primeiramente registra-se a escala aritmética, e posteriormente a logarítmica, por exemplo: ISO 100/21°.

Na escala aritmética do ISO, que corresponde à antiga escala ASA, dobrar a velocidade do filme (isto é, diminuir pela metade a quantidade de luz necessária para expor o filme) implica dobrar o valor numérico que designa a velocidade do filme.

Na escala logarítmica do ISO, que corresponde à antiga escala DIN, dobrar a velocidade do filme implica adicionar 3° ao valor numérico que designa a velocidade do filme.

Para exemplificar, um filme de ISO 200/24° é duas vezes mais sensível do que um filme de ISO 100/21°.

Usualmente, o componente logarítmico (DIN) é omitido na descrição da velocidade do filme e apenas a escala linear é citada (ex: "ISO 100"). Em tais casos, o "ISO" é utilizado como sinônimo da antiga escala ASA.

Escala linear ISO (antiga escala ASA)	Escala log ISO (antiga escala DIN)	Escala GOST (Soviética pré-1987)	Exemplo de filme com a velocidade nominal
6	9°		Kodachrome original
8	10°
10	11°		filme Kodachrome 8mm
12	12°	11	Gevacolor 8mm, filme reversível
16	13°	11	Agfacolor 8mm filme reversível
20	14°	16
25	15°	22	antigo Agfacolor, Kodachrome 25
32	16°	22	Kodak Panatomic-X
40	17°	32	Kodachrome 40 (filmes)
50	18°	45	Fuji RVP (Velvia)
64	19°	45	Kodachrome 64, Ektachrome-X
80	20°	65	Ilford Commercial Ortho
100	21°	90	Kodacolor VRG 100, Kodak Gold 100, Kodak T-Max (TMX), Fuji Superia 100
125	22°	90	Ilford FP4, Kodak Plus-X Pan
160	23°	130	Fuji NPS, Kodak High-Speed Ektachrome
200	24°	180	Kodacolor VRG 200, Kodak Gold 200, Fuji Superia 200
250	25°	180
320	26°	250	Kodak Tri-X Pan Professional (TXP)
400	27°	350	Kodacolor VRG 400, Kodak Gold Ultra 400, Kodak T-Max (TMY), Kodak Ultramax 400, Kodak Tri-X 400, Fuji Superia 400
500	28°	350
640	29°	560	Polaroid 600
800	30°	700	Kodak Gold Ultra 800, Fuji Superia 800, Fuji NPZ
1000	31°	700	Ilford Delta 3200
1250	32°
1600	33°	1400–1440	Fujicolor 1600
2000	34°
2500	35°
3200	36°	2800–2880	antigo Konica 3200
4000	37°
5000	38°
6400	39°

Determinação da sensibilidade ISO

Fisicamente, se define a sensibilidade ISO como a inversa da entrada necessária para obter uma resposta predeterminada em um sistema.

Na fotografia tradicional, a entrada é a iluminância e a saída é o enegrecimento ou a densidade obtida no filme. A sensibilidade fotográfica, portanto, pode-se definir como a inversa da exposição necessária para obter uma densidade predeterminada. No negativo preto e branco, a sensibilidade nominal do filme é estabelecida a partir de um nível de densidade fundamental fixado em 0,1 unidade de densidade acima da densidade mínima ou do limiar para uma gradação mais uniforme da escala.

A equiparação de sensibilidade de uma película fotográfica com a da superfície fotossensível de um sensor de imagem se dá pela avaliação dos efeitos da iluminância sobre a imagem de saída.

A norma ISO 1232:2006

A norma ISO 1232:2006 disciplina a sensibilidade do sensor em relação à quantidade de luz, ao ruído do sensor e à aparência da imagem resultante como parâmetros interdependentes.

Índice de exposição (EI)

Um dos conceitos da norma é o índice de exposição (ou, em inglês, exposure index).

É o equivalente digital da sensibilidade ISO e próprio de câmeras digitais que contam com um circuito eletrônico que controla a amplitude do sinal elétrico gerado no sensor de imagem e permitem ajustar a amplitude deste sinal para múltiplos patamares de sensibilidade padronizados pela ISO.

A maior parte das câmeras digitais expressa seu índice de exposição em múltiplos valores ISO, p. ex.: ISO 50, 100, 200 e 400.

Granulação e ruído eletrônico

Quanto maior a granularidade, maior a sensibilidade da película fotográfica. Na eletrônica, ocorre o recíproco: quanto maior a amplitude do sinal, maior o ruído. O ruído ainda sofre interferência do circuito A/D-converter que converte os sinais provenientes do sensor de imagem para o formato JPEG. Ainda assim, é válido dizer que quanto maior o ruído maior a sensibilidade.

O ruído eletrônico, assim como a granulação, é avaliado observando-se a imagem saída em sRGB (ou convertida para saída neste formato) e ampliada para uma densidade linear de 70 pixel por cm (180 dpi) para ser visto a 25 cm de distância. Há dois padrões de qualidade de imagem para julgamento: a 40:1 (qualidade de imagem excelente) e a 10:1 (qualidade de imagem aceitável).

Imagem de saída

A imagem de saída padrão para avaliação deve estar em cores RGB que é característico das imagens JPEG de câmeras digitais compactas. Deve também ter sido exposta por um EI sem compensação de valor de exposição (EV).

A especificação de saída padrão (SOS) é uma técnica de especificação para câmeras com imagens de saída em formato JPEG. O SOS veda o uso de medição multi-zona na captação da imagem e especifica que O brilho médio da imagem de saída deve ser de 18%.

Outra técnica de especificação é chamada de técnica baseada na saturação para câmeras que arquivam imagens em formato TIFF. A mensuração da imagem é feita de modo convencional, mas a exposição é corrigida por um coeficiente que leva a imagem de saída a apresentar um brilho médio de 12,7%. Esta técnica produz uma leitura efetiva meio ponto menor que o SOS (a imagem é mais escura).

Consistência da equivalência ISO

A sensibilidade ISO equivalente procura satisfazer a estas e outras condições de modo a parecer consistente para o fotógrafo usar uma câmera digital como uma câmera tradicional.

Os sensores de imagem das câmeras digitais são sensíveis à luz de modo aparentemente igual à película fotográfica, captando a luz continuamente e armazenando carga elétrica cumulativamente.

A exposição do sensor de imagem é controlada por um "obturador eletrônico" que controla o tempo de integração que nada mais é do que o período de tempo que o sensor permanece armazenando luz que formará a imagem.

A sensibilidade do sensor de imagem é arbitrária, resulta da maior ou menor intensificação do sinal integrado antes da conversão para digital e/ou da multiplicação do sinal convertido para digital, limitado pela crescente interferência de ruídos eletrônicos quando há aumento do ganho de integração. Valores frequentes de sensibilidade estão compreendidos entre ISO 100 e 1600.

A vocação do ganho de sensibilidade é a fotografia sob condições de luz desfavoráveis, assim sendo, o tempo de exposição costuma ser estendido ao ponto de ser possível obter fotos ao luar, o que se consegue com o auxílio de circuitos redutores de ruído externos ao sensor de imagem.

Acompanhando a variabilidade da sensibilidade digital, a "velocidade de obturação" costuma ir até 1/8000 s.

Ligações externas

• «Sensibilidade dos sensores de imagem» (PDF) (em inglês) 
• Aula Básica sobre ISO exemplificada