Una cámara digital es una cámara fotográfica que, en vez de captar y almacenar en película química como las cámaras de película fotográfica, recurre a la fotografía digital para generar y almacenar imágenes.
Las cámaras digitales modernas generalmente tienen varias funciones y contienen dispositivos capaces de grabar sonido y vídeo además de fotografía. Actualmente se venden más cámaras fotográficas digitales que cámaras con película.
thumb|320px|right|Una cámara digital SiPix junto a una caja de fósforos para mostrar la escala.
Historia Los conceptos de digitalizar imágenes en escáneres y convertir señales de vídeo a digital anteceden al concepto de tomar cuadros fijos digitalizando así señales de una matriz de elementos sensores discretos. Eugene F. Lally, del Jet Propulsion Laboratory, publicó la primera descripción de cómo producir fotos en un dominio digital usando un fotosensor en mosaico.Eugene F. Lally,Reportes de viajes espaciales de la nación, pp. 2249–61, American Rocket Society, Nueva York, octubre 9–15, 1961. El propósito era proporcionar información de navegación a los astronautas a bordo durante misiones espaciales. La matriz en mosaico registraba periódicamente fotos fijas de las localizaciones de estrellas y planetas durante el tránsito, y cuando se acercaba a un planeta proporcionaba información adicional de distancias para navegar y como guía para el aterrizaje. El concepto incluyó elementos de diseño que presagiaban la primera cámara fotográfica digital.
Texas Instruments diseñó una cámara fotográfica análoga sin película en 1972, pero no se sabe si fue finalmente construida. La primera cámara digital registrada fue desarrollada por la empresa Kodak, que encargó la construcción de un prototipo al ingeniero Steven J. Sasson en 1975. Esta cámara usaba los entonces nuevos sensores CCD desarrollados por Fairchild Semiconductor en 1973. Su trabajo dio como fruto una cámara de aproximadamente 4 kg, que hacía fotos en blanco y negro con una resolución de 0,01 megapíxeles. Utilizó los novedosos chips de estado sólido del CCD. La cámara fotográfica registraba las imágenes en una cinta de casete y tardó 23 segundos en capturar su primera imagen, en diciembre de 1975. Este prototipo de cámara fotográfica era un ejercicio técnico, no previsto para la producción. La primera cámara digital que logró ser producida fue la Cromemco Cyclops, que fue lanzada en 1975. La Cyclops tenía un sensor MOS con una resolución de 0,001 megapíxeles.
Cámaras fotográficas electrónicas analógicas Las cámaras fotográficas electrónicas portátiles, en el sentido de un dispositivo hecho para ser llevado y utilizado como una cámara fotográfica de película portátil, aparecieron en 1981 con la demostración de Sony Mavica (cámara de vídeo magnética). Este modelo no debe ser confundido con las cámaras fotográficas más modernas de Sony que también usan el nombre de Mavica. Esta era una cámara fotográfica analógica basada en la tecnología de televisión que grababa en un "disquete de vídeo" de una pulgada por dos. Esencialmente era una cámara de vídeo que registraba imágenes fijas, 50 por disco en modo de campo y 25 por disco en modo del marco. La calidad de la imagen era considerada igual a la de los televisores de la época.
Las cámaras fotográficas electrónicas analógicas no parecen haber alcanzado el mercado hasta 1986 con la Canon RC-701. Canon mostró este modelo en las Olimpiadas de 1984, imprimiendo las imágenes en periódicos. Varios factores retrasaron la adopción de cámaras fotográficas análogas: el costo (arriba de $20.000), calidad pobre de la imagen en comparación a la película, la carencia de impresoras de calidad. La captura e impresión de una imagen requirió originalmente el acceso a equipamiento tal como un framegrabber, que estaba más allá del alcance del consumidor medio. Los discos de vídeo tuvieron después varios dispositivos lectores disponibles para ver en una pantalla, pero nunca fueron estandardizados.
Los primeros en adoptarlas fueron en general medios de comunicación, donde el coste fue superado por la utilidad y la capacidad de transmitir imágenes por líneas telefónicas. La calidad pobre fue compensada por la resolución baja de los medios gráficos en periódicos. Esta capacidad para transmitir imágenes sin recurrir a satélites fue útil durante las protestas de Tiananmen de 1989 y la primera guerra del Golfo en 1991.
La primera cámara fotográfica analógica para venta a consumidores pudo haber sido la Canon RC-250 Xapshot en 1988. Una cámara fotográfica analógica notable producida en el mismo año era la Nikon QV-1000C, que vendió aproximadamente 100 unidades y registraba imágenes en escalas de grises, y la calidad de impresión en periódico era igual a las cámaras fotográficas de película. En aspecto se asemejaba a una cámara fotográfica digital moderna réflex.
La llegada de cámaras fotográficas completamente digitales right|270px La primera cámara fotográfica completamente digital que registraba imágenes en un archivo de computadora fue la cámara Cyclops, introducida en 1975 por Cromemco. La cámara Cyclops utilizaba un sensor MOS y podía ser conectada a cualquier microcomputadora utilizando el Bus S-100. La primera cámara digital con almacenamiento interno fue el modelo DS-1P de Fuji, creada en 1988, que grababa en una tarjeta de memoria interna de 16 MB. Fuji mostró un prototipo del modelo DS-1P, pero esta cámara no fue lanzada al mercado. La primera cámara digital disponible para uso con la PC IBM y la computadora Macintosh fue la Dycam Model 1, lanzada en 1991, que también fue vendida con el nombre de Logitech Fotoman. Usaba un sensor CCD, grababa digitalmente las imágenes, y disponía de un cable de conexión para la descarga directa en la computadora.Carolyn Said, "DYCAM Model 1: The first portable Digital Still Camera", MacWeek, vol. 4, No. 35, Oct. 16, 1990, p. 34.
En 1991, Kodak lanzó al mercado su modelo DCS-100, el primero de una larga línea de cámaras fotográficas profesionales SLR de Kodak que fueron basadas, en parte cámaras para película, a menudo de marca Nikon. Utilizaba un sensor de 1,3 megapixeles y se vendía en unos $13000.
La transición a formatos digitales fue ayudada por la formación de los primeros estándares JPEG y MPEG en 1988, que permitieron que los archivos de imagen y vídeo se comprimieran para su almacenamiento. La primera cámara fotográfica dirigida a consumidores con una pantalla de cristal líquido en la parte posterior fue la Casio QV-10 en 1995, y la primera cámara fotográfica en utilizar tarjetas de memoria CompactFlash fue la Kodak DC-25 en 1996.
El mercado para las cámaras fotográficas digitales dirigidas al consumidor estaba formado originalmente por cámaras fotográficas de baja resolución. En 1997 se ofrecieron las primeras cámaras fotográficas para consumidores de un megapixel. La primera cámara fotográfica que ofreció la capacidad de registrar clips de vídeo pudo haber sido la Ricoh RDC-1 en 1995.
En 1999 la Nikon D1, una cámara fotográfica de 2.74 megapixeles, fue una de las primeras SLR digitales, y la compañía se convirtió en un fabricante importante, con un costo inicial de menos de $6000, era asequible tanto para fotógrafos profesionales como para consumidores de alto perfil. Esta cámara fotográfica también utilizaba lentes Nikon F, lo que significaba que los fotógrafos podrían utilizar muchas de las mismas lentes que ya tenían para sus cámaras de película.
En 2003 se presentó la Digital Rebel de Canon, también conocida como la 300D, una cámara fotográfica dirigida a consumidores de 6 megapixeles y la primera DSLR que tenía un costo inferior a $1000.
En 2008 se presentó en la Feria de Alemania, una cámara LEICA de medio formato con una resolución de 37 megapixeles.
En 2020 se dio a conocer el desarrollo de la cámara digital con mayor resolución]
La conversión analógica/digital A diferencia de otras cámaras, lo que hace el chip captador de las cámaras digitales es convertir los fotones (la luz) en electrones, que a su vez se convertirán en una señal eléctrica. Una vez obtenida esta señal, deberá digitalizarse. La forma de hacerlo es traducir esta información al lenguaje binario (es decir, transformarla en unos y ceros). Este proceso es el que se conoce como conversión del formato analógico al digital.
Este cálculo debe realizarse siempre con una cantidad de bits superior a la de la grabación final, porque, si no, sería imposible que hubiera una óptima precisión a la hora de codificar los colores. Por ejemplo, si se desea obtener una señal de 10 bits por canal, será necesario contar con una etapa de 12 bits (o más, si se buscan resultados excelentes). Sin embargo, actualmente no podemos contar con etapas que pasen de los 14 bits, ya que éste es nuestro límite tecnológico.
Una vez digitalizada la información, se ha obtenido lo que se conoce como archivo RAW (término que proviene del inglés y que significa "sucio"). En el caso de las imágenes en movimiento (es decir, en el caso de las filmaciones) este proceso se repetirá tantas veces por segundo como se haya establecido (lo común es 24 veces).
A partir de ahí, debe elegirse si las imágenes se quieren seguir trabajando en formato RAW o si, por el contrario, se quiere matrizar la señal (es decir, convertir estos unos y ceros del código binario en una señal HDTV que sea comprensible para el resto de herramientas de producción de las que se disponga.
Resolución de imagen La resolución de una cámara fotográfica digital está limitada por el sensor de la cámara (generalmente un CCD o un Sensor CMOS) que responde a las señales de luz, sustituyendo el trabajo de la película en fotografía tradicional. El sensor se compone de millones de “cubos” que se cargan en respuesta a la luz. Generalmente, estos cubos responden solamente a una gama limitada de longitudes de onda ligeras, debido a un filtro del color sobre cada uno. Cada uno de estos cubos se llama un píxel, y se utiliza un algoritmo de mosaicismo e interpolación para unir la imagen de cada gama de longitud de onda por píxel en una imagen del RGB donde están las tres imágenes por píxel para representar un color completo.
Los dispositivos CCD transportan la carga a través del chip hasta un conversor analógico-digital. Este convierte el valor de cada uno de los píxeles en un valor digital midiendo la carga que le llega. Dependiendo del número de bits del conversor obtendremos una imagen con mayor o menor gama de color. Por ejemplo, si se utilizase un bit tendríamos valores de 0 y 1, y podríamos representar presencia o ausencia de luz, lo que supondría una imagen en blanco y negro puro.
Por otro lado, los aparatos CMOS contienen varios transistores en cada píxel. El proceso de conversión digital se produce en la propia estructura del sensor, por lo que no se necesita un conversor añadido. Su proceso de fabricación es más sencillo, y hace que las cámaras que utilizan esta tecnología resulten más baratas.
La cantidad de píxeles resultante en la imagen determina su tamaño. Por ejemplo una imagen de 640 píxeles de ancho por 480 píxeles de alto tendrá 307,200 píxels, o aproximadamente 307 kilopíxeles; una imagen de 3872 píxeles de alto por 2592 píxeles de ancho tendrá 10.036.224 píxeles, o aproximadamente 10 megapíxeles.
Según la experiencia fotográfica de los profesionales en dicho campo afirman que una fotografía química realizada por una cámara compacta daría como resultado una fotografía de 30 megapíxeles.
Calidad de la imagen