Bagaimana Kamera Digital Bekerja?

Prinsip kerja kamera digital hampir sama dengan kamera analog yaitu memfokuskan cahaya dengan menggunakan lensa, hanya saja, pada kamera digital cahaya difokuskan tidak pada film fotografi tetapi pada divais semikonduktor yang dapat merekam cahaya secara elektronik. Kemudian computer akan mengkodekan informasi elektronik ini ke dalam bentuk data digital. Semikonduktor yang biasa digunakan untuk mengubah cahaya menjadi arus adalah CCD (Charge Coupled Device) dan CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Perbedaan antara keduanya terlatak kebutuhan akan ADC (Analog to Digital Converter), CCD membutuhkan ADC untuk merubah nilai arus tiap photosite ke dalam bentuk biner. CMOS menggunakan sejumlah transistor untuk tiap pixelnya untuk memperkuat dan memindahkan muatan melalui kabel tradisional. Karena sinyal CMOS sudah dalam bentuk digital maka tidak dibutuhkan ADC.

Gambar 1. CCD sensor

Gambar 2. CMOS sensor

Kedua sensor tidak dapat membedakan warna, keduanya hanya menagkap intensitas total dari cahaya, karena itu digunakan filter untuk melihat cahaya dalam tiga warna utamanya merah, hijau dan biru. Ada beberapa cara untuk menagkap ketiga cahaya, yang pertama adalah menggunakan tiga buah sensor untuk tiap filter yang berbeda, sebuah beam splitter digunakan untuk mengarahkan cahaya ke tiap sensor yang berbeda. Yang kedua adalah dengan menggunakan filter yang berotasi di depan sebuah sensor, untuk sistem ini baik kamera maupun objek harus dalam keadaan diam karena ketiga gambar tidak ditangkap oleh sensor pada momen yang sama. Cara yang ketiga adalah dengan menggunakan susunan (array) filter warna untuk tiap photosite yang berbeda – mirip papan catur namun tiap kotak memiliki warna yang berbeda, dimana tiap warna memiliki jumlah yang sama – sehingga akan didapatkan infornasi yang akurat tentang warna sebenarnya. Dengan cara ini hanya dibutuhkan sebuah sensor dan informasi warna direkam pada momen yang sama. Ketiga warna kemudian dikombinasikan untuk menghasilkan warna sebenarnya. Sebuah prosesor akan mnginterpolasi data dari pixel-pixel yang berbeda untuk membentuk warna natural. Dalam sebuah kamera digunakan aperture untuk mengendalikan jumlah paparan cahaya dan shutter untuk mengendalikan waktu paparan cahaya.