Câmera de 3 CCDs

CCD (charge-coupled device) ou Dispositivo de Carga Acoplado é um sensor para captação de imagens formado por um circuito integrado contendo uma matriz de capacitores ligados (acoplados). Sob o controle de um circuito externo, cada capacitor pode transferir sua carga elétrica para um outro capacitor vizinho. Já o seu LED que  é a sigla em inglês para Light Emitting Diode, ou Diodo Emissor de Luz.Sendo assim o CCD juntamente com o LED fazem a captação da imagem pois o CCD capta a imagem enquanto o LED a ilumina pra intencificar a capacidade de captação da mesma.

As   câmera de vídeo de 3 CCDs formam a imagem completa "vista" pela lente das câmeras passam por um beam- splitter onde é separada   em elementos vermelhos, azuis e verdes.

Toda a luz vermelha dentro da imagem foi separada (sendo refletida em um espelho separador de cores no beam splitter) e direcionada para um dos três sensores sensíveis a luz (CCDs).

Da mesma maneira, toda a luz azul da imagem é dirigida para o receptor azul.  A luz verde vai para o CCD pela parte de trás do bloco de prisma sem ser refletida. Assim, o que era uma imagem colorida é agora separada em porcentagens de luz vermelha, azul e verde.

Curiosamente, os CCDs são "cegos" a cor; eles só respondem à luz focada na sua superfície.

Poucas cores são "puras", a maioria contém alguma porcentagem de luz branca. Assim, elas são normalmente "vistas" em maior ou menor grau por mais de um canal de cor.

Isto explica as cores; mas como uma câmera de TV registra o branco e o preto "puros"?

Como o branco é a soma de todas as cores, os CCDs das câmeras de TV respondem ao branco puro como sendo a presença simultânea de todas as três cores. Preto é simplesmente a ausência das três cores.

Câmeras de 1 CCD

Embora as câmeras profissionais usem 3 CCDs (chips), é possível ( e mais barato) utilizar um câmera com 1 CCD com uma gama de milhões de filtros coloridos.  

Observe na figura ao lado uma seção magnificada de um filtro mosaico utilizado em alguns tipos de câmera.

Os circuitos eletrônicos do sistema de varredura da câmera são capazes de determinar o tipo de luz que está passando pelo CCD

Embora os filtros mosaicos seja utilizado para produção de camcorders menores e mais baratas, este tipo de solução geralmente sacrifica a nitidez da imagem e a gravação em locais de pouca iluminação.

Como o olho humano vê a Cor?

O olho humano só é sensível a três delas: vermelho, verde e azul, componentes básicas do RGB. Isto porque no interior do olho existem estruturas minúsculas, dispostas como pastilhas aleatoriamente espalhadas em um mosaico, à semelhança dos pixels que formam a imagem vista pela câmera. Estas estruturas, na verdade células fotossensíveis espalhadas no fundo do olho (na retina), dividem-se em dois tipos: as sensíveis à luminosidade (denominados bastonetes, cerca de 125 milhões delas em cada olho) e as sensíveis às cores (denominados cones, com cerca de 7 milhões em cada olho). Ou seja, nosso olha consegue registrar uma imagem muito melhor do que qualquer câmera existente no mercado. E existem somente 3 tipos de cones quanto à sensibilidade a cores: os que são sensibilizados pela cor vermelha, os que o são pela verde e os que o são pela azul. Todas as demais cores e tonalidades são enxergadas pelo olho como combinação em diferentes proporções destas 3 cores ou, em outras palavras, como combinação de sensibilização destes 3 tipos de estruturas do olho humano. Por este motivo estas 3 cores são denominadas cores primárias.

Exemplo disso é quando a luz emitida por uma lâmpada amarela pendurada na árvore de Natal atinge o olho humano, esta luz irá sensibilizar igualmente os cones sensíveis ao vermelho e as sensíveis ao verde, porque a luz amarela é obtida como combinação em iguais proporções destas outras duas. Por outro lado, se nesta árvore colocarmos duas lâmpadas, uma vermelha e outra verde, uma colada à outra, e as observarmos de uma distância de onde as duas pareçam uma só, o olho perceberá a luz emitida pelas lâmpadas como amarela. Isto significa que um sistema de vídeo não precisa emitir luz amarela: o mesmo efeito é conseguido através de duas das cores básicas do modelo RGB e este é o princípio de funcionamento das câmeras e monitores de TV.

Você poderia deduzir da afirmativa anterior que na televisão colorida o branco é o resultado da mistura das três cores primárias em partes iguais. Infelizmente, não é tão simples, pelo simples motivo de que o olho humano não vê todas as cores com brilho igual.

O olho é muito mais sensível a luz verde-amarelado que às luzes azul ou vermelha. Devido à maior sensibilidade do olho à seção verde-para-laranja do espectro de cor, uma mistura de igual porcentagens de luz vermelha, verde e azul não irá aparecer como branco.

Por causa disto, e por causa da natureza (e limitações) do fósforo colorido utilizado nos aparelhos de TV, a mistura de cor atualmente usada na televisão colorida acaba sendo de aproximadamente 30% de vermelho, 11% de azul e 59% de verde.

Câmeras de 2 CCDs

Algumas câmeras coloridas têm apenas dois sensores CCD. Por exemplo, se você balancear o branco de sua câmera em um cartão branco e a câmera encontrar 59% de verde e 30% de vermelho, ela assume 11% de azul -- embora não tenha um CCD que responda a esta cor.