manuale di fotografia digitale

7/29/2019 Manuale Di Fotografia Digitale

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Come funziona una macchina fotografica digi-

tale

Autore:BenLongCopyright c2002 Apogeo Srl

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Indice

1 Come funziona una macchina fotograficadigitale 11.1 Qualcosa di vecchio, qualcosa di nuovo 11.2 Cenni di teoria sul colore . . . . . . . . 41.3 Come funziona un CCD . . . . . . . . . 8

1.3.1 Contare gli elettroni . . . . . . . 91.3.2 Allineamenti . . . . . . . . . . . . 131.3.3 CCD: mantieni linterpolazione . 201.3.4 Ora serve una vista dinsieme . . 23

1.4 Compressione e archiviazione . . . . . 241.5 Intanto, nel mondo reale... . . . . . . . 27

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Come funziona unamacchina fotograficadigitale

Come abbiamo visto nel Capitolo 1, la sola vera dif-ferenza fra una macchina fotografica digitale e una

a pellicola risiede nel fatto che la macchina digi-tale non utilizza pellicola per registrare unimmagi-ne. Tuttavia, questunica fondamentale diversit in-fluenza tutti i dispositivi allinterno della macchina,dallobiettivo allesposimetro. Di conseguenza im-portante apprendere esattamente che cosa accadedentro la propria macchina digitale.

1.1 Qualcosa di vecchio, qual-cosa di nuovo

Proprio come farebbe una macchina fotografica tra-dizionale, la vostra macchina digitale registra unim-

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magine per mezzo di un obiettivo che focalizza la

luce su di un piano focale. In una macchina a pel-licola, la luce viene fatta convergere da una lente(lobiettivo) attraverso unapertura e un otturatore,fino a raggiungere una porzione di pellicola posizio-nata sul piano focale. Chiudendo e aprendo laper-tura, e variando il tempo di apertura dellotturatore,un fotografo pu controllare come la pellicola viene

esposta. Come si vedr pi avanti, il controllo delle-sposizione permette al fotografo di cambiare il livelloal quale la macchina congela lazione, di controlla-re quanto accuratamente la pellicola registra le in-formazioni sul contrasto e sulla saturazione, e qualiparti dellimmagine risultano a fuoco.

La vostra macchina digitale funziona allo stesso

modo, ma invece di una porzione di pellicola sulpiano focale, si ha invece un particolare chip det-to CCD (Charge Coupled Device, dispositivo ad ac-coppiamento di carica). Inoltre, come vedremo, lamaggior parte delle macchine digitali non hanno unvero e proprio otturatore meccanico.

Quando si scatta una foto con una macchina di-

gitale, il CCD campiona la luce che passa attraversolobiettivo e la converte in segnali elettrici. Si trat-ta di segnali molto deboli che devono essere primaamplificati e poi e inviati a un convertitore analogico-digitale che trasforma i segnali in numeri. Questinumeri vengono poi passati a un computer internoper lelaborazione. Una volta che esso ha calcolato

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1.1 Qualcosa di vecchio, qualcosa di nuovo 3

limmagine finale, i dati della nuova immagine sono

archiviati in una memory card (Figura 1.1).

Figura 1.1: La luce entra in una macchina digitaleesattamente come farebbe con una macchina tradi-zionale a pellicola. Solo che, invece di impressiona-re una porzione di pellicola, viene digitalizzata da unmicrochip e passata a un computer interno che crea

limmagine definitiva.

Per meglio comprendere come funziona una mac-china fotografica digitale, per cccorre conoscere qual-cosa in pi per quanto riguarda il colore.

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1.2 Cenni di teoria sul colore

Nel 1869 James Clerk Maxwell chiese al fotografoThomas Sutton (linventore della macchina fotogra-fica SLR, reflex monobiettivo) di fare tre fotografie inbianco e nero di un nastro di stoffa a motivi tartan.Maxwell voleva verificare una sua teoria a riguardodi un possibile metodo di creazione di fotografie a

colori. Chiese quindi a Sutton di disporre sulla mac-china un filtro differente a ogni scatto: prima unfiltro rosso, poi verde, poi blu. Dopo che la pellicolafu sviluppata, Maxwell proiett tutte e tre le fotogra-fie in bianco e nero su uno schermo, utilizzando treproiettori equipaggiati con gli stessi filtri usati per lefotografie.

Quando le immagini vennero proiettate luna sul-laltra, esse si completarono a vicenda e Maxwellottenne la prima fotografia a colori in assoluto.

Inutile aggiungere come questo fosse un proce-dimento tuttaltro che pratico. Ci vollero purtroppoaltri trentanni per trasformare la scoperta di Max-well in un prodotto commercializzabile. Ci accadde

nel 1903, quando i fratelli Lumiere utilizzarono delletinte rosse, verdi e blu per colorare grani di amidoche potevano essere applicati a lastre di vetro percreare immagini a colori. Essi chiamarono questoprocesso Autochrome e si tratt del primo processoriuscito di stampa a colori.

A scuola avrete probabilmente imparato che

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1.2 Cenni di teoria sul colore 5

possibile mescolare insieme i colori fondamentali per

ottenerne altri. I pittori hanno utilizzato questa tec-nica per secoli, certo, ma quel che Maxwell ha di-mostrato che, mentre si possono mescolare varietinte per ottenere colori pi scuri, la luce si mescolaper ottenere colori pi chiari. O, per dirla in ter-mini tecnici, il colore si fonde attraverso un proces-so sottrattivo (si sottrae colore per creare il nero),

mentre la luce si fonde attraverso un processo ad-ditivo (si aggiunge colore per creare il bianco). Sinoti che Maxwell non scoprle propriet additive del-la luce (molto tempo prima Newton aveva fatto pa-recchi esperimenti a riguardo) ma egli fu il primo adapplicarle allambito della fotografia.

Si osservi limmagine contenuta nella cartella Co-

lor Plate 1 nel CD-ROM allegato per vedere un rapi-do esempio di come i tre colori additivi fondamentalipossano essere combinati per creare altri colori.

La vostra macchina digitale crea unimmagine acolori servendosi di un processo praticamente iden-tico a quello usato da Maxwell nel 1860: essa scattatre diverse fotografie in bianco e nero e le fonde in

ununica immagine a colori.Quella mostrata in Figura 1.2 viene chiamata im-magine RGB perch utilizza i canali rosso (Red), ver-de (Green) e blu (Blue) per creare unimmagine acolori. Come vedremo pi oltre, possibile appor-tare correzioni e modifiche molto sofisticate agendodirettamente sui singoli canali rosso, verde e blu.

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Figura 1.2: In unimmagine digitale tre canali se-parati, rosso, verde e blu, vengono combinati perprodurre unimmagine finale a colori.

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1.2 Cenni di teoria sul colore 7

SUGGERIMENTO

Voi dite bianco e nero, io dico scala

di grigi Anche se chi fotografa con macchi-ne a pellicola utilizza il termine bianco e neroper indicare unimmagine che manca del colo-re, nelluniverso digitale preferibile usare iltermine scala di grigi. Come abbiamo visto inFigura 1.1 un computer pu creare unimmagi-ne composta solamente da pixel bianchi e neri.

Di conseguenza spesso importante distingue-re tra unimmagine fatta solo di pixel bianchi eneri e una costituita da pixel di varie sfumaturedi grigio.

Nel secolo e mezzo che passato dallinvenzio-

ne di Maxwell sono state scoperte altre modalit perrappresentare il colore. Per esempio, un altro mo-dello chiamato Colore L*A*B (conosciuto anche co-me Colore Lab) fa uso di un canale per linformazionesulla luminosit, un altro per la quantit di verde odi rosso, e un terzo per la quantit di blu o di giallo.Ed esiste anche il modello CMYK, ciano, magenta,

giallo (Yellow) e nero (BlacK), che viene utilizzato instampa.Questi sistemi vengono chiamati modelli croma-

tici o intervalli di colore, e ogni modello possiedeuna particolare gamma o scala cromatica che puvisualizzare. Alcune scale sono pi appropriate perdeterminati scopi rispetto ad altre, e tutte queste

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gamme cromatiche sono pi ridotte rispetto a quella

percepibile dallocchio umano.Ci occuperemo pi approfonditamente di gammee modelli cromatici nei prossimi capitoli.

Per ora importante comprendere che le fotogra-fie digitali sono costituite da canali separati di colo-re rosso, verde e blu che si fondono per ottenerelimmagine a colori.

1.3 Come funziona un CCD

George Smith e William Boyle erano due ingegne-ri della Bell Labs. La storia narra che un giorno difine ottobre costoro discussero per circa unora ipo-tizzando la possibilit di fabbricare u