Il range che evita la posterizzazione

Il comportamento del convertitore analogico-digitale decide la gamma tonale realizzabile, ossia il numero di sfumature che ciascun colore primario può assumere, la profondità  del colore. L’Estensione della profondità  del colore si esprime in numero di bit: con 8 bit per canale (con un totale di 24 bit) la macchina fotografica renderà  al fotografo più o meno 16 milioni di colori. Non sono poi tanti, considerando che una scena monocromatica rossa sarà  descritta dai soli rossi a disposizione, ovvero 256 (8 bit). Così pure per il bianconero.

E’ facile di conseguenza che si generino scalettature, oppure posterizzazione. Le moderne macchine fotografiche tuttavia permettono la trasformazione A/D a più di 8 bit per canale colore: dieci, dodici, 14 ed anche 16 bit.

Per usare più di 8 bit per canale RGB è necessario adoperare formati di salvataggio compatibili, come il Raw (non il Jpeg). Ciò diventa un ulteriore beneficio del formato grezzo, particolarmente per fotografie che necessitano di pesanti lavori di elaborazione, o per scene a bassissimo contrasto.

Unità  atomica – Come in un mosaico

La parola pixel è di frequente utilizzato quale unità  di misura delle prestazioni di macchine fotografiche, televisori, schermo, videocamere e prodotti paragonabili.

Un pixel è l’elemento più piccolo che costituisce l’immagine digitale. Inscindibile come l’atomo, ma geometrico come iI tassello di un mosaico, viene comparato alla piccola celletta di un pezzo di carta a quadretti. E’ colorando tali quadretti, o lasciandoli vuoti, che formeremo l’immagine digitale: come in un mosaico sarà possibile usare tinte piene o sfumate. Il numero delle sfumature dipende dalla profondità  di colore.
Un pixel, o picture element, è in definitiva la tessera del mosaico, che permette di raffigurare le immagini. La misura del pixel di considerevole importanza in quanto influenza la qualità dell’immagine.

Abbiamo già  riferito che l’ ampiezza dinamica non possiede nessuna connessione con la profondità  colore, che dipende invece dal convertitore A/D. Con Raw tuttavia le prestazioni di entrambe migliorano in confronto a un formato non grezzo. I 10, 12 o 14 bit per canale di salvataggio del Raw portano una profondità  colore molto più grande, a patto che il formato di destinazione (Tiff, Jpeg2000) sia compatibile con più di 8 bit per canale (24 bit totale). Pure la gamma dinamica del sensore ottiene dei vantaggi dall’utilizzo del Raw, particolarmente in termini di leggibilità  delle alte luci, normalmente tagliate nel Jpeg.

Cominciando a fotografare in digitale si ha la percezione che pixel e bit colore non siano mai sufficenti. In breve si capisce però che non ha senso prendere dettagli non visibili oppure che si perdono dopo la ripresa.

È necessario pertanto ragionare sul fatto che la qualità  delle informazioni è fondamentale al pari della loro quantità .
Da sempre si consiglia di investire sugli obiettivi più che nel corpo macchina.

Anche nella fotografia digitale il discorso è praticamente lo stesso, con la differenza che è la macchina digitale ad effettuare l’elaborazione dei dati dell’ immagine. In analogico lo sviluppo della pellicola era invece effettuato dal laboratorio. Fotografare (bene) in digitale permette perciò un superiore dominio, ma è addirittura più complicato.

Sono i valori Rgb ad influenzare la luminosità  del pixel
L’istogramma raffigura in 256 barrette verticali le possibili luminosità  dei punti dell’immagine digitale, tuttavia non specifica dove siano questi pixel dentro l” immagine. Il numero di suddivisioni (le barrette verticali) consegue dal numero dei livelli di luminosità  che uno scatto ad 8 bit per canale (colore RGB) può assumere (8 x 8 x 8). L’ aspetto del grafico, il più delle volte mostrato in revisione assieme alla miniatura della scatto, mette i pixel relativi alle ombre nella porzione sinistra dell’istogramma, i mezzi toni nella parte centrale e le alte luci nella porzione destra.

Un istogramma pieno in Ogni sue zona, dall’ angolo di sinistra a quello di destra, evidenzia una’ fotografia ricca di sfumature. Il fotografo esperto imparerà  a riconoscere questo caso dagli istogrammi che corrispondono ad immagini caratterizzate da una’ più bassa varietà tonale.

L’ ampiezza dinamica, o range dinamico, di macchina fotografica (o, meglio, di un sensore) corrisponde all’intervallo di luminosità dentro al quale è possibile leggere dei dettagli. Dal più chiaro al più scuro.

Corrisponde alla latitudine di posa della fotografia analogica. Una difficoltà può essere dovuta al fatto che la gamma dinamica è influenzata da contrasto, nitidezza, saturazione e sensibilità  Iso. Si parla pertanto di massimo range dinamico. L’istogramma offre ottimi dati riguardo alla capacità  del sensore di acquisire o no luci ed ombre. La gamma dinamica dipende da due fattori: quanto i pixel sono in grado di riempirsi di fotoni prima di arrivare alla saturazione (circostanza in cui compaiono bianchi senza presentare dettagli), e quanto sono reattivi ai pochissimi fotoni delle ombre (in assenza di fotoni la  fotografia è nera, senza dettagli).

Nel momento in cui l’istogramma fa vedere evidenti tagli ai lati, Siamo davanti ad una scena che richiederebbe una ampiezza dinamica, una latitudine di posa, più elevata di quella del sensore della nostra macchina fotografica.

Unità  atomica – Come in un mosaico

La parola pixel è di frequente utilizzato quale unità di misura delle prestazioni di macchine fotografiche, televisori, schermo, videocamere e prodotti paragonabili.

Un pixel è l’elemento più piccolo che costituisce l’immagine digitale. Inscindibile come l’atomo, ma geometrico come iI tassello di un mosaico, viene comparato alla piccola celletta di un pezzo di carta a quadretti. E’ colorando tali quadretti, o lasciandoli vuoti, che formeremo l’immagine digitale: come in un mosaico sarà possibile usare tinte piene o sfumate. Il numero delle sfumature dipende dalla profondità  di colore.
Un pixel, o picture element, è in definitiva la tessera del mosaico, che permette di raffigurare le immagini. La misura del pixel di considerevole importanza in quanto influenza la qualità dell’immagine.

Solamente pochissimo tempo fa stampare le proprie foto era un obbligo, l’unico modo per vedere come erano venite, l’unico modo per vederle. Il digitale ha permesso invece di scattare centinaia di foto e decidere se e quali stampare.

Da un lato questo è decisamente un bene, un risparmio notevole, dall’altro però ha portato le fotografie dal loro supporto primario (la carta) direttamente (quando va bene) all’interno dell’hard disk del nostro PC, dove spesso, troppo spesso, si perdono e restano per anni senza che nessuno le possa vedere.

I laboratori di stampa fotografica professionale hanno risentito tantissimo di questo mutamento, tanto che la maggiorparte di essi ha dovuto chiudere bottega e dedicarsi ad altro, i più lungimiranti però si sono evoluti ed hanno acquisito le giuste attrezzature per fornire un ottimo servizio a chi debba realizzare stampe professionali.

Non solo, oggi è possibile stampare fotolibri, gadget e tantissime altre cose che con la stampa analogica non era assolutamente possibile, non a questi prezzi almeno.

Quindi quel che poteva essere la morte dei fotolaboratori è stata una rinascita di quelli più avveduti che hanno trovato i giusti prodotti per un mercato in piena evoluzione, offrendo una qualità e dei prodotti decisamente in grado di soddisfare e esigenze di qualsiasi professionista.

Difatti i numerosi metodi di regolazione cromatica finiscono in definitiva per avere un impatto sui medesimi tre canali RGB, ossia le modifiche a luminosità e contrasto non costituiscono altro che interventi cromatici compiuti su tutti e tre i canali insieme. Ciò che cambia è la maniera di unire gli attributi cromatici da parte dei diversi strumenti, effettuando di fatto selezioni sulle tonalità dell’immagine.

Per molti scegliere un’area del fotogramma sta a significare isolarla dal resto per poi sottoporla a ritocco. Questo è¨ il caso di una selezione spaziale. Ci sono tuttavia selezioni più avanzate che lavorano sull’intervallo delle tonalità per attuare interventi mirati.

Più difficile in teoria che in pratica L’istogramma raffigura, per ogni livello di luminosità , tutti i pixel dell’immagine che possiedono esattamente quel grado di luminosità . La scala dei livelli di luminosità , dal bianco al nero, è¨ disposta in orizzontale da sinistra verso destra, invece l’ammontare dei pixel che hanno un certo grado di luminosità  viene letto in verticale. Più elevata è¨ la colonna di un livello e più grande è¨ il numero dei pixel con quella luminosità  (la frequenza di tali pixel). L’altezza totale dell’istogramma è scalata per rimanere dentro lo” spazio del diagramma; è pure essenziale, particolarmente per le alte luci, tenere traccia dei pixel bruciati, quantunque complessivamente abbiamo una incidenza scarsa. L’istogramma è¨ pertanto spesso ponderato (normalizzato) per riferire il massimo d’informazione.

Da fotoni a bit I pixel che prendiamo adesso in considerazione sono quelli del sensore della macchina fotografica. In realtà  il pixel non esiste fisicamente sul sensore, esiste il fotodiodo; è¨ questo che rileva la luce incidente che poi verrà  trasformata in numeri per rappresentare il colore del pixel corrispondente al fotodiodo. Per comodità  chiamiamo pixel anche Questi elementi. La mansione di questi pixel (immaginiamoli come delle scatolette) è¨ quella di prendere i fotoni (le particelle che compongono la luce) e di trattenerli per il periodo necessario a misurarne la quantità . In base alla quantità di fotoni il fotodiodo produce una carica elettrica che, amplificata e ripulita, è trasmessa al convertitore analogico / digitale (A/D). Questo traduce in valori numerici il voltaggio delle cariche elettriche.

Il potenziale  della ripresa video con la reflex Sia le fotocamere compatte, sia le reflex hanno la possibilità di riprendere video in Alta Definizione, ad un elevato numero di fotogrammi al secondo. L’aggiunta di prese microfono esterne migliora inoltre la qualità  del filmato. Il beneficio della ripresa video con una fotocamera reflex consiste nella possibilità  di impiegare un parco obiettivi ampio, oltre alla gestione manuale di diaframmi, tempi e sensibilià  Iso; è necessario anche prendere in considerazione che la dimensione del sensore delle reflex è¨ di solito superiore a quella delle videocamere.

La rilevanza dell’ ottica Come in analogico le proprietà dell’ottica condizionano la ripresa digitale, iniziando dalla focale. La suddivisione classica è tra focali grandangolari, normali e tele. Ci sono poi obiettivi specifici per ambiti di scatto particolari: zoom, macro, decentrabili, basculanti, con controllo della sfocatura. La profondità  di campo e l’angolo di campo sono condizionati dalla lunghezza focale: maggiore è la focale e minore è l’area a fuoco davanti e dietro al piano di fuoco. Più grande è¨ la focale e più piccolo è l’angolo di visione della scena. A ciò si somma l’ accrescimento apparente della lunghezza focale dell’ ottica nel momento in cui si utilizzano sensori di dimensione inferiore al formato 24 x 36mm. Il piano di messa a fuoco é uno, e uno solamente. Ciò che percepiamo come nitido davanti e dietro di esso è solo per il fatto che l’occhio non riesce a selezionare la sfocatura dei punti sui piani vicini a quello a fuoco. La distanza di osservazione è sostanziale, così come la dimensione dei pixel. Chiudendo il diaframma cresce la profondità  di campo, in quanto il cerchio di confusione dell’ottica è¨ talmente ridotto da non essere rilevato.

Aps, Full Frame, 3:2, 4:3 I sensori montati sulle macchine fotografiche hanno misure e proporzioni molto diverse. Nelle reflex si passa dal Full Frame (rapporto tra i lati 3:2) delle professionali al più diffuso Aps (3:2), al Quattro Terzi (proporzioni 4:3). Aumentando troviamo sensori destinati alle macchine fotografiche da studio. Gli obiettivi per il Full Frame sono compatibili con i formati inferiori. Viceversa le ottiche per Aps o Quattro Terzi si possono adoperare esclusivamente con i formati a cui sono destinati.

Ottiche decentrabili o programmi Le riprese di architettura necessitano spesso di scongiurare la fuga prospettica e perciò si utilizzano speciali ottiche decentrabili che permettono di inquadrare gli edifici in asse. La correzione prospettica può essere operata anche attraverso programmi, ma è¨ un intervento altamente distruttivo Lavorare in Raw sulle correzioni geometriche permette di circoscrivere la perdita di informazioni. La correzione della prospettiva porta a ricampionare un lato dell’immagine come per un ridimensionamento, con notevole perdita di qualità.

Apertura di diaframma e tempo di scatto rimangono i medesimi della fotografia analogica, ma cambia la percezione del fuori fuoco e del mosso, perché l’elevata risoluzione dei sensori e la verifica a video degli scatti incrementano l’ intuizione dello sfocato e del mosso. La possibilità  di cambiare la sensibilià  Iso ha fatto comparire nuove modalità di scatto (priorità  di Sensibilità  o di Tempo + Diaframma). Il minor controllo offerto dai mirini ottici, generalmente non all’altezza di quelli analogici, può essere colmato dalla revisione a video a forti fattori di ingrandimento, con riscontro attraverso istogramma.

Somiglianze e diversità I componenti che formano una fotocamera digitale sono molto di meno in confronto ad una macchina fotografica a pellicola, ciononostante esprimono una moltitudine di funzionalità . Iniziando dall’ obiettivo (fissa sulle fotocamere compatte, sostituibile sulle reflex), troviamo la camera dello specchio ed il mirino (reflex), il sensore protetto da diversi filtri (anti-aliasing, anti-infrarosso, microlenti, filtro di Bayer), la scheda madre su cui alloggiano i componenti elettronici, il processore di calcolo e la memoria buffer, il monitor, l’alloggiamento della scheda di memoria e la batteria, oltre all’ eventuale flash interno. Ci sono poi i connessioni verso dispositivi esterni e l’interfaccia di controllo a pulsanti, talora assieme a un pannello monocromatico riportante le informazioni di scatto. In certi modelli può essere presente il congegno di stabilizzazione del sensore, nel caso che non sia¨ inserito sulle ottiche. Fra gli accessori ci sono le impugnature supplementari per lo scatto verticale ed i trasmettitori wireless delle informazioni. Tutto quanto è¨ contenuto in un involucro costruito in materiali plastici (abs) o metallici (alluminio, acciaio, o magnesio). I costruttori sono fantasiosi e le parti che costituiscono la macchina fotografica possono essere tante di più, come meno. L’importante è¨ capire in che modo la differenza tra una professionale e una amatoriale sia determinata il più delle volte dal software interno e dal processore, che condizionano le prestazioni della fotocamera sia in termini di qualità  che di rapidità .

Una specie di ripulitura digitale Le Correzioni ottiche costituiscono quegli interventi volti a risolvere difetti dell’immagine che sono causati dall’ottica impiegata. Qualcuno di tali difetti può nascere non solamente dall’obiettivo in quanto tale, ma anche a causa del fatto che viene impiegato su un sensore e non sulla pellicola. Accade che il fotografo digitale, armato di schermi ed applicativi in grado di analizzare al 1600% un fotogramma, si fissi su questioni a dire il vero di ben poco conto. Esaminiamo in un altro articolo la correzione della distorsione laterale, della vignettatura e della aberrazione cromatica, la sistemazione a posteriori della profondità  di campo e la gestione della nitidezza.

Risoluzione, gamma dinamica e gamma tonale Per valutare un’ immagine digitale è necessario considerare sia la quantità  che la qualità  delle informazioni prodotte dallo strumento di ripresa. Analizziamo in questo momento la risoluzione, la gamma dinamica e la gamma tonale, espressi rispettivamente dal numero dei pixel, dalla latitudine di posa e dalla profondità  colore. I costruttori suddividono le loro macchine fotografiche in fasce di prezzo sulla base di aspetti in prevalenza quantitativi (numero di pixel). Nulla di più sbagliato. E’ perciò che sottolineiamo l’importanza del articolo sulla qualità  delle informazioni.

Rotazioni e orientamento Una sbagliata inclinazione del fotogramma può essere risolta tramite software. Le trasformazioni di rotazione riposizionano i pixel in maniera tale da procurare la stessa percezione di dettaglio e morbidezza dell’ immagine prima della loro applicazione. Fare di nuovo queste operazioni porta al ricalcolo di dati che già  hanno dovuto subire precedenti elaborazioni. Il risultato è¨ un calo di definizione. Molto meglio valutare ed operare un unica conversione. Generalmente necessitano di una rotazione le riprese verticali o capovolte, i paesaggi dall’orizzonte inclinato e le immagini architettoniche con fuga prospettica. L’orizzonte inclinato si risolve attraverso una rotazione di qualche decimo di grado. In architettura si presenta frequentemente la necessità  di recuperi prospettici; eventualità differente è¨ la rotazione di 90 gradi dell’immagine. Le moderne macchine fotografiche salvano con il file l’orientamento, rilevato dalla macchina, metodo questo che consente di mostrare (senza perdita) il file ruotato nel giusto verso di osservazione.

Aspetti collaterali Attenzione al peso del file ed alla compatibilità  dei programmi L’impiego di profondità  colore più elevate dei classici 24 bit RGB implica aspetti da conoscere. Prima di tutto incrementeranno decisamente la dimensione dei file e la quantità di lavoro a cui il computer sarà  assoggettato, senza considerare che non tutti quanti i programmi supportano appieno più di 24 bit. Anche il formato di salvataggio dovrà  permettere un numero di bit superiore. Infine una precauzione: i 16 bit per canale sono di grande aiuto per evitare la posterizzazione delle immagini, ma in scene monocromatiche, non per forza bianconero, anche le 65000 tonalità  disponibili potrebbero non essere sufficienti per modifiche di una certa importanza. Il file Raw di una fotocamera che lavora a 12 o 14 bit per canale è di solito trasformato a 16 bit per canale aggiungendo degli zeri al termine delle sequenze binarie che ne descrivono il contenuto, pixel per pixel. Questo perché© i 16 bit per canale sono a questo punto considerati uno standard, così come gli 8 bit per canale.

Per non sperperare spazio Una iniziale differenza fra file può essere fatta fra i formati compressi e quelli che non lo sono. A loro volta i file compressi si contraddistingono tra quelli a perdita di informazioni (lossy) e quelli che mantengono il contenuto informativo (lossless). Comprimere un file vuole dire fargli occupare meno spazio, mantenendo la totalità , o buona parte del suo contenuto informativo. Per comprimere in assenza di perdita di informazioni si sostituiscono quelli che si ripetono con dei segnaposto di lunghezza inferiore. Scrivere solo i segnaposto necessita di minore spazio che non elencarli tutti quanti. E’ il caso della compressione Lzw (Zip o Tiff). Una compressione a perdita di informazioni (Jpeg) descrive in modo approssimato l’immagine originale con funzioni matematiche caratterizzate da coefficienti di scarso peso. Scrivere un milione di cifre, quasi tutte a zero necessita di meno spazio che elencarle tutte, seppur in maniera non rigorosa. La decisione di comprimere o no il file, con o senza diminuzione di informazioni, dipende dall’impiego che ne vogliamo fare. Nella stessa maniera si può scegliere il formato più appropriato. Questo è¨ la ragione per cui le fotocamere digitali permettono più di un formato di salvataggio: Jpeg, Png, Raw, Tiff.

Una nuova coalizione tra analogico e il digitale La trasformazione in bianconero rientra tra le tecniche di correzione colore. Trasformare in bianconero non è unicamente sottrarre saturazione ad uno scatto, tanto meno convertirlo in scala di grigi. Convertire in bianconero significa innanzitutto, avendo a disposizione il file Raw, introdurre la filtratura cromatica della ripresa classica. La tecnica digitale è¨ di immenso aiuto, consentendo di controllare la luminosità  ed il contrasto complessivi attraverso l’istogramma. La possibilità  di fotografare in Raw ha reso molto flessibile una metodologia che sembrava lontana dal digitale ma che, viceversa, si è¨ dimostrato un alleato di insospettate possibilità  espressive.

In natura non esiste il colore ma unicamente la luce, una radiazione elettromagnetica di ben definite frequenze e lunghezze d’onda (quella visibile va da più o meno 400 a circa 700 nanometri) che può essere emessa, trasmessa, riflessa o assorbita dagli oggetti colpiti. II miscuglio di diverse lunghezze d’onda corrispondenti ai colori produce le infinite tonalità  cromatiche che costituiscono lo spettro luminoso che corrisponde alla luce visibile. Al di là della luce visibile ci sono ulteriori lunghezze d’onda della radiazione elettromagnetica non riconducibili al colore. Per citare quelle più conosciute, citiamo la radiazione infrarossa e quella ultravioletta: la loro frequenza è¨ rispettivamente al di sotto e al di sopra di quelle del rosso e del violetto, che sono gli estremi dello spettro visibile.

Il nostro sistema visivo L’ essere umano vede in RGB Il nostro sistema visivo percepisce il colore riconducendolo a tre componenti principali: il rosso, il verde ed il blu (sintesi cromatica additiva). Non per caso monitor e schermi televisivi si rifanno alle medesime componenti primarie: il metodo è agevole ma innanzitutto efficace, perché l’ uomo vede nella stessa maniera. Anche i sensori digitali lavorano in RGB, rappresentando i colori con una rappresentazione numerica. La sintesi cromatica consente di riprodurre i colori disponibili in natura, non indicando le onde elettromagnetiche che li creano fisicamente (è complicato ragionare in nanometri!) bensì i colori primari. Questi, fusi insieme, creano tutte le sfumature di colore.