La Macchina Fotografica: dalla reflex analogica alla Fotocamera digitale

Sin da quanto fu messa in commercio per la prima volta nel 1839 da Joseph Nicéphore Niépce, la macchina fotografica, ha dato origine ad una nuova era tecnologica, affermandosi nel tempo, e soprattutto contrapponendosi alla pittura, come alternativa nella raffigurazione degli elementi in natura, come il paesaggio o l’architettura.

Breve storia

Tralasciando le origini, il mio ricordo più significativo della fotografia risale agli anni 80.

Quando si fotografava con le reflex analogiche, la qualità della resa finale in un immagine, veniva determinata dalla combinazione tra, Fotocamera, Lente e pellicola.


Negli anni 80 la Macchina Fotografica 35mm reflex, abbreviativo SLR (single-lens reflex), per la sua leggerezza e praticità d’uso, era considerata perfetta sia nella reportistica che per un uso più dilettantistico.


Mentre per un uso prettamente più professionale, come per esempio i servizi di matrimonio, o nella fotografia di moda, si usava il sistema medio formato, i quale garantiva una resa dell’immagine maggiore in termini di dettaglio, risultando più adatto per le stampe di grande dimensione.

“Il medio formato nella fotografia analogica si riferisce ad un tipo di pellicola con un formato più grande rispetto alla pellicola 35mm. I supporti più comuni erano da 60×60 mm o 60×45mm.”

Macchina fotografica Yashica
Yashica FX-3 . Reflex analogica 35mm, prodotta nel 1986

Ovviamente per un semplice appassionato di fotografia investire in una Macchina Fotografica medio formato significava spendere cifre esorbitanti.


Per chi possedeva una reflex 35mm, per ottenere una resa dell’immagine migliore, doveva fare affidamento principalmente alla qualità della lente e al supporto fotografico, ovvero la pellicola.

L’importanza della scelta della sola fotocamera era legata soprattutto alla costruzione meccanica, in particolar modo alla qualità dell’otturatore, il quale doveva garantire una certa precisione in termini di scatto.


Parliamo di sistemi totalmente manuali, dove per comporre un’immagine si doveva saper settare, tempi diaframma e messa fuoco.

Nel 1987 la Canon presenta la EOS650, fotocamera dotata del primo sistema di messa a fuoco automatico, nonché di tutte le funzioni di controllo dell’esposizione e controllo automatico dei tempi e diaframmi.

Macchina fotografica Canon EOS 650
La prima fotocamera Canon EOS: Canon EOS 650 (1987)


Fu a partire da quel periodo che grazie all’elettronica si poteva avere un maggiore controllo, soprattutto nel sistema di esposizione, il quale garantiva immagini perfettamente esposte.
La pellicola rimase il supporto principale di immagazzinamento dell’immagine fino al 2000, anno in cui il sensore fotografico aveva raggiunto uno sviluppo tale da essere considerato il suo precursore.

Il Sensore fotografico

Il sensore fotografico è molto differente dalla pellicola.
Nella pellicola fotografica l’immagine viene impressa e immagazzinata nello stesso supporto, supporto analogico formato da un’emulsione di micro cristalli di alogenuro d’argento, distribuiti uniformemente in una gelatina animale.
Per poter rivedere l’immagine, bisogna svilupparla attraverso un processo chimico per ricavarne un negativo, e in ultimo passaggio procedere con la stampa del positivo.

Mentre il sensore fotografico è una sorta di contenitore costituito da una matrice di fotodiodi, che permettono di convertire un segnale luminoso in segnali elettrici, i quali verranno elaborati dal processore, e attraverso di esso rivedere subito l’immagine sul display della stessa fotocamera.

Il sensore fotografico equivale al cuore della fotocamera digitale, il quale è parte di essa, e non può essere sostituito come una normale pellicola.
Un errore di valutazione si traduce in un acquisto errato della nostra macchina fotografica. In altre parole conoscere le caratteristiche di un sensore fotografico è determinante per la resa finale delle immagini che vogliamo ottenere.

Il principio di funzionamento di un fotodiodo sta nella capacità di catturare la luce al suo interno. Questo significa che quando più grande sarà il fotodiodo tanto più intensa sarà la luce al suo interno, quinti maggiore è la grandezza di un fotodiodo, minore sarà il rumore digitale prodotto nella resa finale di un’immagine.

Il vantaggio di un sensore fotografico con fotodiodi grandi sta appunto nel fatto di essere in grado di catturare la luce più debole.
Nella maggior parte delle macchine fotografiche in commercio i sensori in uso sono di tipo CMOS.

La Risoluzione

La risoluzione è data dalla dimensione delle immagini espressa in numero di pixel.
Un’immagine digitale è formata da milioni pixel quadrati, contenute all’interno del nostro sensore, che a seconda il numero dei pixel al suo interno, possiamo facilmente calcolare la sua risoluzione.

Così quanto più maggiore sarà il numero di pixel maggiore saranno le informazioni che saranno processate, ed in proporzione otteniamo nell’immagine finale il relativo dettaglio.

Provate ad immaginare un rettangolo in cui al suo interno abbiamo tanti piccoli quadratini (pixel), ognuno dei quali contengono In ordine, una lente, un filtro di Bayer ed in fine il fotodiodo.

Quinti per determinare la risoluzione in Megapixel (MP) dobbiamo moltiplicare il numero dei quadratini(pixel) dei due lati.

6.000 x 4.000 = 24.000.000 (pixel) 24MP

Cosa più importante, è che per ottenere l’acquisizione vera e propria dell’immagine digitale a colori, occorre che ogni pixel registri le singole lunghezze d’onda, questo è possibile ponendo davanti ogni fotodiodo un filtro colorato detto Filtro di Byer con le relative lunghezze d’onta Blu verde Rosso (RGB).

Formato immagine Full-Frame
Formato immagine Full-Frame

Il sensore fotografico Full-frame, è detto tale in quanto le sue dimensioni sono pressoché identiche ad una pellicola fotografica 24mm x 36mm, ovvero le stesse dimensioni del negativo 35mm, che si usava sulle reflex analogiche di qualche ventennio fa, da qui deriva il termine a pieno formato o Full-Frame.

Un sensore Full-frame presenta molti vantaggi, uno dei quali, una gamma dinamica più ampia rispetto ad un sensore a formato ridotto.
Ovviamente i costi di un sensore Full-Frame sono molto più alti rispetto ad un sensore ridotto, a causa di un processo di produzione più laborioso, dato dal fatto che un wafer di silicio permette di ottenere solo 20 sensori, cosicché sono più soggetti a contaminazione, per la loro più ampia superficie.

Fattore crop
Fattore crop

Come ho spiegato prima il formato pieno o Full-Frame ha le stesse dimensioni di una pellicola fotografica 35mm (24x36mm).
Il fattore Crop è il fattore di ritaglio rispetto ad un sensore a pieno formato full-frame.

Prendiamo come esempio un sensore APS-C il suo fattore risulterà di 1,5. Ossia, un sensore APSC è più piccolo rispetto ad un sensore Full-Frame 1,5 volte.

Questo significa che un obiettivo standard per full-frame con una lunghezza focale di 50 mm su un sensore APSC, otteniamo una lunghezza focale pari a 75mm. Dato da:

50 x 1,5 = 75

Quinti, Più il sensore è piccolo maggiore sarà il suo fattore di Crop.

Asseconda il tipo di dispositivo fotografico abbiamo sensori con fattori di Crop sempre più piccoli, come per esempio un telefonino tipo iPhone, che asseconda del modello alloggia un sensore più o meno da 3,4mm x 4,5mm.

Crop

Chiaramente a parità di risoluzione, più un sensore è piccolo minore sarà l‘intensità di luce che il sensore sarà in grado di acquisire. Per fare un esempio; se dovessimo fotografare durante il crepuscolo con un sensore molto piccolo, a parità di risoluzione rispetto ad un sensore di grandezza maggiore, il risultato sarà un’immagine più sgranata, a causa appunto del rumore digitale prodotto dal sensore.

Immaginiamo due recipienti, uno grande ed uno più piccolo. Adesso dobbiamo riempire i due recipienti con lo stesso numero di quadratini. Si noterà subito che in quello più grande i quadratini ci stanno tutti, mentre in quello più piccolo per farli entrare dobbiamo rimpicciolire i quadratini, affinché possano stare nel recipiente più piccolo.

Questo comporta che nel recipiente più piccolo i quadratini saranno stretti l’uno con l’altro, mentre in quello più grande saranno più distanti l’uno dall’altro.

Sensore fotodioti

Per risolvere il problema della scarsa luminosità sui sensori più piccoli ad elevata risoluzione, nel 2015 la Sony, è stata la prima azienda che ha ideato dei sensori retroilluminati BSI (back-illuminated sensor), un sistema tecnologico che permette di incrementare notevolmente la quantità di luce catturata da ogni singolo fotosito (fotosite).

Questa tecnologia è stata applicata in primis sui sensori fotografici per Smartphone di ultima generazione, i quali hanno raggiunto un livello qualitativo dell’immagine considerevole.

Inseguito lo stesso sistema è stato anche applicato sui sensori full-frame, come quello della Nikon D850,(tra le migliori fotocamere di paesaggio in commercio), la quale alloggia un sensore da ben 45,4 MP.

LA MIGLIORE Macchina fotografica FULL-FRAME DSLR PER PAESAGGI NIKON D850

Nikon D850

Grazie a questi sensori di ultima generazione, anche le fotocamere con sensori APS-C hanno raggiunto un livello qualitativo delle immagini abbastanza alto, tale da ridurre la discrepanza che vi era con i sensori di tipo Full-Frame.

Conoscere i le caratteristiche di un sensore fotografico aiuterà nella giusta scelta dell’acquisto di una fotocamera digitale. Spesso una fotocamera più datata potrebbe avere delle caratteristiche in più rispetto a fotocamere più recenti.
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La Gamma Dinamica

Spesse volte quando ci troviamo davanti un bellissimo paesaggio durante un tramonto, d’istinto la prima cosa che facciamo è scattare una foto con il nostro telefonino. MA non appena riguardiamo l’immagine scattata, ci si accorge subito che l’immagine che abbiamo realizzato non è la stessa immagine che i nostri occhi avevano percepito.

Questo accade in quanto un sensore fotografico è dissimile dell’occhio umano. In altre parole i nostri occhi rispetto ad un sensore fotografico, sono in grado di acquisire uno spettro molto ampio tra la minima intensità di luce e la massima intensità.

In fotografia questo fenomeno si definisce Gamma Dinamica.
In un sensore fotografico la Gamma Dinamica viene misurata in “stop”, e ad oggi, i migliori sensori in commercio non superano i “14 stop”.

Vi basti pensare che dovessimo paragonare i nostri occhi ad un sensore fotografico la capacità recettiva dell’occhio sarebbe di circa “24 stop”.

Adesso potete bene immaginare, il motivo per il quale quanto scattiamo una foto in condizione di scarsa luminosità, spesso i risultati non sono molto soddisfacenti.

Gamma Dinamica

Nella fotografia di paesaggio, la Gamma dinamica è rilevante per la buona riuscita di una immagine in termini di resa.
Un buon sensore fotografico deve poter acquisire dalla più piccola intensità di luce, fino alla massima intensità. Più questo intervallo è ampio maggiore sarà la gamma dinamica ottenuta.

Ovviamente con un sensore molto piccolo non significa non poter ottenere immagini altrettanto straordinari.

Il Formato immagine JPG

Quanto scattiamo una foto con la nostra fotocamera digitale, l’immagine viene acquisita dal sensore, e immagazzinata in un supporto di memoria attraverso un processo di conversione chiamato A/D analogico digitale.

Grazie a questo sistema, asseconda la capacità del supporto di memoria, siamo in grado di salvare da un centinaio di immagini fino a qualche migliaio.

Di default la nostra fotocamera salverà le immagini in formato JPEG.
L’acronimo di JPEG è Joint Photographic Experts Group.

Questo formato standard è divenuto il più diffuso sistema di compressione immagini, utilizzato non solo per immagazzinare le immagini su un supporto di memoria, ma grazie al peso molto ridotto in termini di Bytes, risulta adatto per le visualizzazioni delle immagini sia sui siti web che nei vari social.

Un altro vantaggio del JPEG è quello di poter essere visualizzato nell’immediatezza in qualsiasi dispositivo, sia esso un PC o un telefonino.

Mentre gli svantaggi di questo formato immagini, sta nel fatto che a causa della sua compressione, comporta la perdita della maggior parte dei Metadati contenuti all’interno della nostra immagine.

Questo si traduce in una riduzione della qualità dell’immagine.
Per tale motivo la maggior parte dei fotografi di paesaggio professionisti preferiscono evitare di salvare in JPEG.

Il Formato Immagine Raw

Il formato RAW dall’inglese “Crudo”, contrariamente al JPEG non presenta alcuna perdita in termini di qualità immagini, in quanto esso è in grado di immagazzinare ogni informazione catturata dal sensore, e può essere salvato su un qualsiasi supporto di memoria.

Il vantaggio di scattare in RAW è quello di poter acquisire maggiori livelli di luminosità.
I livelli di luminosità sono il numero di passaggi dal bianco al nero. Maggiore è il numero di passaggi, maggiore sarà la sua definizione dei toni nelle transazioni.

Per dare un idea: Il formato JPEG può acquisire solo 256 livelli di luminosità, contrariamente al formato RAW che può arrivare fino a 16.384.
Ovvero JPEG 8bit e RAW 12/14bit.

Il formato RAW oltre a mantenere invariata la qualità dell’immagine acquisita dal nostro sensore, nel caso in cui l’immagine dovesse presentare difetti di esposizione, o un errato bilanciamento del bianco, questi possono essere corretti facilmente attraverso i vari software di editing immagini.

Ovviamente gli svantaggi di questo formato stanno nel fatto che la dimensione del file sono assai maggiori rispetto ad un file JPEG, e di conseguenza si ha bisogno di supporti con una capacità di memoria molto elevata.
Altro svantaggio, è che i vari costruttori di fotocamere hanno un proprio formato specifico del file Raw.
Questo significa che ogni produttore possiede una propria estensione del file, come per esempio:

  • CR2 (Canon Raw) Canon
  • RAF (Raw Fuji) Fuji
  • MRW (Minolta Raw) Minolta
  • NEF (Nikon Electronic Format) Nikon
  • ORF (Olympus Raw Format) Olympus
  • PEF (Pentax Electronic Format) Pentax
  • ARW (Alpha RaW) Sony

Se non si è in possesso di software di editing immagini come per esempio Photoshop, il quale riesce a leggere ogni tipo di file immagini, dobbiamo avvalerci di software specifici prodotti dalle stesse case produttrici.

In sintesi, sebbene il Formato RAW rispetto al JPEG presenta delle dimensioni maggiori in termini di Bytes, e nonostante necessita di software specifici per poter editare questo tipo di formato, risulta essere al l’ideale per fotografare i paesaggi.

Il mio suggerimento è quello di impostare la vostra fotocamera nel Formato RAW, e nel caso in cui sia ha la necessità di avere un file JPEG per poter subito condividere le proprie immagini, potete impostare la fotocamera per il salvataggio RAW+JPEG.

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