Super CCD: mai più controluci

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Super CCD: mai più controluci


: Gik25



Vi siete mai chiesti perchè le machine fotografiche, digitali e non, funzionino male in controluce?

Premessa:
Semplice, ma per capire è necessaria una premessa. La luce può essere misurata in numerosi modi e attraverso diversi strumenti, tra le molteplici caratteristiche che di caso in caso possiamo essere interessati a misurare, in questo caso ci interessa l’intensità. E per la precisione il rapporto tra la zona di massima intensità e quella di minima intensità che stiamo inquadrando col nostro obiettivo. Questo rapporto viene chiamato contrasto. Ad esempio solitamente uno schermo LCD può produrre un contrasto massimo di 70 volte (70:1), mentre i proiettori digitali da sala conferenza raggiungono le 400 volte.

Ebbene un sensore o una pellicola riescono anch’essi a catturare un certo contrasto massimo. Sopra il quale vedremo zone totalmente bianche o totalmente scure a seconda dell’impostazione della macchina fotografica (diaframma) e della sensibilità alla luce (della pellicola, o del CCD). Qualsiasi impostazione scegliate la vostra macchina fotografica non potrà mai catturare i dettagli in zone troppo luminose se sono presenti al tempo stesso zone troppo scure. In un controluce sono presenti al contempo zone poco illuminate (es l’interno di una casa) e zone a luminosità molto intensa (la fonte di luce, ad es. una finestra aperta) l’effetto risultante dipenderà dall’impostazione del diaframma e del tempo di otturazione e potrà quindi risultare in un interno scurissimo o in un esterno luminosissimo. Nel caso delle immagini digitali è possibile “ritoccarle” al computer ma anche i migliori programmi di grafica (Corel Photopaint, Adobe Photoshop, Project Vega, ecc) non possono creare dettagli che non esistono più… e se anche riescono a fare qualcosa il risultato sarà a mala pena presentabile.

Super CCD:
Se da un lato potrebbe sembrare che il fenomeno sia dunque inevitabile, perché presente in ogni dispositivo fisico o chimico (pellicole, ccd, televisori, monitor) in quanto in natura tutto ha un limite superiore (in fisica si dice che il dispositivo “satura”).
Va fatto notare che i sensori attuali (ccd e pellicole) sono di gran lunga inferiori all’occhio umano come contrasto massimo catturabile.
Ed è qui che diventa interessante l’ultimo prodotto della tecnologia sviluppato da Fujifilm: il sensore Super CCD SR. Questo sensore è il primo sensore di quarta generazione e sarà prodotto in due versioni una da 6 Megapixel reali, l’altra da 3 (che produrrà immagini da 6 Megapixel grazie a un sistema brevettato). Ma il suo punto di forza è un altro: grazie alla sua struttura innovativa a doppio sensore per pixel riesce a catturare un contrasto più alto di quello finora ottenibile con qualsiasi altro sensore in commercio. Sebbene purtroppo le prove reali della Fujifilm FinePix F700
che monta questo tipo di sensore sembrino indicare che la tecnologia non raggiunga ancora risultati nettamente superiori ai ccd precedenti (i dettagli sono visibili a solo 1,5 EV in più rispetto ai normali sensori), tuttavia è lecito sperare che gli sforzi in questa direzione porteranno a miglioramenti a breve termine in questo settore.

L’importanza di questa tecnologia è infatti veramente fondamentale se pensate alle applicazioni che può avere per un professionista e alla comodità per un fotoamatore (le cui foto vengono spesso rovinate da questo problema).
Il range dinamico (questo il nome “ufficiale” che corrisponde al contrasto massimo catturabile) delle macchine fotografiche digitali è molto ridotto rispetto alle controparti su pellicola. Questo sensore avrà quindi l’effetto di avvicinare ancor più la qualità delle macchine digitali a quelle a pellicola, avvicinando al contempo la data del sorpasso (di qualità) definitivo.

Sì la cosa è sicura: un sensore di una digitale può costare anche milioni. Mentre il sensore di una Reflex tradizionale, la pellicola, costa pochi euro e per quanto possa essere buona la macchina che la contiene è pur sempre il sensore a determinare in primo luogo la qualità delle immagini. Per adesso la tecnologia non ha ancora permesso il sorpasso, ma i miglioramenti sono incredibili e visibili da tutti…

Fujifilm FinePix F700
Lo scopo di quest’articolo non è quello di recensire questa macchina fotografica, ma per completezza ne riporterò le caratteristiche:



Sito di riferimento x caratteristiche

Il prezzo è di 645€ e le caratteristiche la rendono quasi appetibile come rapporto prezzo prestazioni, ma torno a ripetere che delude in parte le aspettative per quanto riguarda il dinamic range (il miglioramento si aggira intorno al 20 – 30%).

Le caratteristiche principali sono:
Zoom Ottico 3x (nella media, ma potrebbe essere superiore)
Sensore 6Mp equivalente (3Mp reali ma usa un sistema particolare per generare gli altri)
Otturatore da 3s a 1/2000s (buono)
Videoclip di durata limitata solo dalla memoria (buono)
Batteria agli ioni di litio (buono)

Le caratteristiche complete le trovate qui


Come Funziona:
Il nuovo CCD utilizza una struttura ottagonale già sperimentata in passato a cui aggiunge un elemento del tutto innovativo: il doppio fotodiodo. Invece di un solo fotodiodo per pixel ne vengono utilizzati due, di cui uno è più grande e sensibile alla luce, l’altro molto più piccolo e molto meno sensibile e viene utilizzato per registrare la luce molto forte.

L’immagine registrata è formata a partire dalle due immagini registrate dai due sensori: l’effetto è molto simile a quello che si otterrebbe scattando la stessa foto con due esposizioni differenti (ad es. stringendo il diaframma e diminuendo il tempo di otturazione) una normale e l’altra molto scura. In quella scura avremo ben visibili le parti troppo luminose, che in quella normale sono rese come totalmente bianche. Un algoritmo si occupa di ricostruire l’immagine complessiva.
Nelle foto che seguono (distribuite dalla Fujifilm) vedremo più chiaramente questo fenomeno.
Nell’immagine che seguè è possibile vedere una schematizzazione di come i sensori ccd perdano informazioni dopo essere arrivati al massimo valore di luminosità supportato: la zona viene chiamata di “saturazione”, il significato è semplice. Prima di entrare in saturazione (zona lineare) un aumento di luce viene registrato in maniera esatta, appena si entra nella zona di saturazione un aumento di luce non viene più percepito. La zona pre-saturazione quindi è la massima luminosità a cui vengono percepiti i dettagli una volta che si entra in saturazione tutti diventa di un colore unico, tipicamente il bianco. Nell’immagine sottostante è mostrato questo effetto ottenuto con un ccd tradizionale.



L’immagine che segue mostra invece l’immagine registrata dall’altro sensore (quello piccolo) che risulta essere molto più scura, ma che proprio per questo motivo mostra chiaramente i dettagli nelle zone chiare (perde però i dettagli nelle zone scure)



Infine ecco il risultato ottenuto riunendo le due immagini: e cioè un’immagine dettagliata anche nelle zone più chiare. Che permette di annullare i fastidi prodotti dal controluce: basta infatti scegliere l’esposizione che renderebbe la foto troppo luminosa in mancanza di questo ccd (ad esempio puntando l’esposimetro verso l’interno della casa o il soggetto da riprendere invece che contro lo sfondo luminoso)