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IL SENSORE


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Con l'avvento del digitale, le reflex hanno mutato anima. Il procedimento che va dallo scatto alla stampa è stato rivoluzionato e dove prima alloggiava la pellicola, che per circa un secolo ha immortalato luoghi e persone, adesso trova posto il sensore. Capace anch'esso di catturare la luce, tramite elementi fotosensibili presenti sulla sua superficie denominati fotodiodi, crea un file che potrà essere corretto ed elaborato tramite un software per poi essere stampato.

Le origini del sensore fotosensibile digitale risalgono all'oramai lontano 1976, quando Kodak costruì la prima fotocamera con sensore CCD da 1,3mpx con 3x di zoom ottico e un peso di circa 4 kg. Tale prototipo fu tenuto nascosto per molto tempo per paura delle ripercussioni che poteva subire il mercato della fotografia analogica, cosa che, inevitabilmente, è avvenuta circa 25 anni dopo.
Fatto questo brevissimo, ma doveroso riassunto sulla nascita del sensore, vediamo adesso la tecnologia con la quale possono essere realizzati e dunque suddivisi i sensori:
  • CCD (Charge Coupled Device)
  • CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

sensore CMOS Inizialmente i sensori CMOS erano impiegati esclusivamente sulle fotocamere più economiche, perchè la loro qualità era decisamente scarsa, mostrando evidenti problemi di "rumore digitale" e scarsa qualità cromatica, mentre la gran parte delle fotocamere, soprattutto se parliamo a livello professionale, erano dotate di sensore CCD (eccetto Canon, che ha sempre puntato sul sistema CMOS).

A causa dell'alto costo inerente alla produzione specifica di tale tecnologia, le case costruttrici hanno ben presto dirottato le loro scelte sul sistema molto più economico offerto dai sensori CMOS, che con passi da giganti hanno raggiunto e superato le prestazioni dei CCD. Infatti, la maggior parte delle reflex attualmente presenti sul mercato, usufruiscono del sensore con tecnologia CMOS, comprese le macchine di livello professionale, questo perchè il processo di produzione, è anche molto meno macchinoso, in quanto le immagini vengono elaborate direttamente dallo stesso microchip, mentre nell'altro caso i dati catturati devono essere "spostati" in un chip separato. Questo comporta dei maggiori vantaggi sulla velocità di elaborazione delle immagini, permettendo così all'utente di scattare una maggiore quantità di fotogrammi in un minore intervallo, inoltre il CMOS ha una ridotta elettrostaticità, che in termini pratici si traduce in una riduzione d'accumulo di polvere sul sensore.



Il sensore nella creazione di un'immagine digitale.

Le case di produzione, per pubblicizzare l'uscita di una nuova fotocamera, di solito usano come cavallo di battaglia la quantità di pixel (indicandoli in megapixel, 1megapixel = 1 milione di pixel) presenti sul sensore. Il numero dei pixel però è soltanto uno dei fattori che determinano la qualità di un'immagine, infatti, essa trae origine anche dalle capacità cromatiche dei pixel (numero di bit presenti per ogni pixel), dalla qualità delle ottiche che vengono montate e, ovviamente, dal sensore stesso.
Senza entrare troppo nel dettaglio, le fotografie riprodotte dalla nostra fotocamera, a prescindere dal formato in cui viene creato il file, sono il frutto della trasformazione di un fascio luminoso in un segnale elettrico espresso in forma binaria (bit) ed elaborato da un microprocessore per renderlo visibile all'utente.
La qualità del sensore, quindi sta nell'eseguire questa procedura nel più breve tempo possibile e nella maniera più "pulita", mantenendo una qualità cromatica più fedele possibile alla realtà.
Tale peculiarità è data dalla profondità colore espressa in bit, poichè il valore binario "bit" è formato da due valori (0 e 1), se il nostro pixel ha un solo bit, avremo unicamente il bianco e il nero. Se invece abbiniamo sempre al nostro pixel due bit, avremo oltre al bianco e nero, due sfumature di grigio (00, 01, 11, 10). Risulta chiaro dunque, che aumentando i bit per ogni pixel si ha un aumento esponenziale delle sfumature catturate dal sensore.

Il numero di pixel presenti sul sensore sono un ottimo monito per valutare la risoluzione dell'immagine prodotta, ma bisogna sempre tenere in considerazione che la qualità di un'immagine digitale è data da un insieme di fattori, quali la qualità dell'ottica montata sul corpo macchina, la qualità del sensore stesso e la capacità che hanno i pixel nel riprodurre fedelmente i colori (fedeltà cromatica e profondità colore).
Bisogna però evidenziare che più è grande il sensore e maggiori sono le possibilità di creare pixel più efficienti e di maggiori dimensioni, capaci quindi di catturare la luce in meno tempo e ottenere così un segnale più chiaro e pulito in uscita, regalando allo scatto meno rumore agli alti ISO (e quindi algoritmi meno sofisticati per la riduzione dello stesso) e una gamma tonale più estesa.

La qualità del sensore dunque dipende principalmente da due fattori:

La velocità di cattura però, dipende principalmente da un microprocessore dedicato all'elaborazione del flusso elettronico proveniente dall'elemento fotosensibile, che permette così la visualizzazione dell'immagine.


Full-frame vs APS-C

Immagino che molti di noi, nel momento in cui abbiamo deciso di passare ad una reflex digitale, abbiano valutato l'idea d'acquistare una fotocamera con sensore Full-frame, vuoi perchè tale sensore ha le medesime dimensioni della nostra cara vecchia pellicola, vuoi perchè il desiderio di avere immagini di qualità elevata è cosa intrinseca di ogni fotografo.
Fatto sta che quando ci siamo avvicinati al bancone o al sito di fiducia, abbiamo notato la marcata differenza di prezzo e inevitabilmente per molti di noi, la scelta è stata obbligatoriamente diretta verso fotocamere con sensori APS-C.

Ma è davvero così importante avere un sensore Full-frame per scattare ottime foto? Beh dipende.
Dipende dall'utilizzo principale che ne dobbiamo fare, se utilizziamo la nostra reflex per lavoro oppure per hobby, dipende dal tipo di fotografia e, ovviamente, dal nostro budget.


Un po' di storia

La fotografia analogica utilizzava principalmente una dimensione di fotogramma ottimizzato per una portabilità non troppo impegnativa e una qualità d'immagine decisamente buona. Tale compromesso era il famosissimo 35mm (dimensioni reali 24x36mm), il rullino che tutti noi almeno una volta nella vita abbiamo utilizzato durante le nostre ferie.
Erano disponibili, già allora, anche altri formati, tipo il 60mm (6x6cm), vere e prorpie lastre di pellicola capaci di una qualità decisamente superiore, ma tali prodotti erano destinati quasi esclusivamente ad un pubblico pro. Esisteva anche un formato decisamente più piccolo, chiamato APS (17x25mm), sviluppato da Kodak, ma dal successo decisamente irrilevante.

Con l'avvento del digitale si pensò subito di sviluppare un sensore che eguagliasse in dimensioni il formato 35mm, ma i costi elevati di tale progetto fecero optare per la realizzazione di un sensore di dimensioni minori, scegliendo di fatto di riproporre il vecchio formato APS. Nonostante l'incompatibilità delle ottiche sviluppate, fino ad allora, per il 35mm, tale scelta si è dimostrata negli anni un vero successo. Solo nel 2005 con Canon si è avuto sul mercato la prima reflex con sensore Full-frame.


Pro e contro

Full frame - Apsc
Abbiamo già parlato ampiamente di come viene catturata e successivamente elaborata la luce all'interno della nostra fotocamera, quindi adesso andiamo ad analizzare il perchè scegliere un sensore invece di un altro.
Molto dipende, inutile dirlo, dall'uso che faremo della nostra fotocamera; se ad esempio sappiamo che la utilizzeremo principalmente per fotografare soggetti dalle lunghe distanze, come una moto in un circuito oppure uccelli e altri animali in genere, si potrebbe optare tranquillamente per una fotocamera con sensore APS-C di buona qualità, come la Canon 7D o Nikon D300s, sfruttando così il fattore di moltiplicazione di circa 1,5x e "trasformare" così di fatto un obiettivo da 300mm in un 450mm; altrimenti se la nostra passione sono i primi piani, la fotografia di moda o la foto paesaggistica, forse sarebbe più opportuno scegliere un pieno formato.




La differenza di dimensione tra Ff e APS-C è di circa due volte e mezza, ciò significa:
  • poter sistemare la stessa quantità di pixel in uno spazio più che raddoppiato; di fatto ingrandendoli di dimensioni saranno più efficienti nel catturare la luce, avremo un segnale di uscita più pulito quindi maggiore possibilità di utilizzare la fotocamera agli alti ISO, algoritmi meno pesanti per la riduzione del rumore e una maggiore gamma tonale. Come nel caso della Nikon D700.
  • sfruttare le maggiori dimensioni del sensore caricandolo di molti più pixel raggiungendo così una nitidezza maggiore e la possibilità quindi di stampare in alta qualità e di dimensioni elevate.


Il sensore APS-C quindi ha pixel decisamente meno efficienti perchè più piccoli e ammucchiati fra loro, ma tale mancanza viene compensata da processori dedicati che elaboreranno l'immagine migliorandone il rumore e quindi la gamma tonale.



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