Qualità fotografica negli smartphone, da cosa dipende? (parte 3)

sensore otticoQuesto è l’ultimo capito, di una serie di tre post, dedicati all’argomento: Qualità fotografica negli smartphone, da cosa dipende?
In questo ultimo post, andremo a vedere i vari fattori che influenzano sulla qualità fotografica del vostro device mobile.

Analizziamo il fattore rumore d’immagine:
Il rumore d’immagine è quella ”grana” che si presenta quando si scatta in condizioni di scarsa luce ed aumenta all’aumentare del valore ISO del sensore (le ISO esprimono la sensibilità del sensore alla luce), andando ad incidere negativamente sulla qualità della foto.

L’esposizione di una foto, che potremmo definire come la luminosità di essa (volendo usare un termine ”terra terra”) dipende da 3 fattori interdipendenti fra loro che sono apertura del diaframma (maggiore è, più luce arriva), tempo di scatto (tempo in cui il sensore viene raggiunto dalla luce, più è alto maggiore è il rischio di foto mosse) e sensibilità ISO.

In condizioni di luce scarsa, quando si arriva al limite fisico del diaframma (cioè si è alla massima apertura che il diaframma riesce a raggiungere) e si è anche al limite con il tempo di scatto (perchè allungandolo si avrebbe una foto mossa), ci viene in aiuto la sensibilità ISO per ottenere una corretta esposizione…

Come anticipato in precedenza, aumentando le ISO si riesce ad amplificare il segnale catturato dal sensore in modo da ottenere foto sufficientemente ”luminose” anche al buio o quasi…ma questo processo va ad introdurre nell’immagine del rumore in maniera inversamente proporzionale alle dimensioni dei fotodiodi (più sono piccoli i pixel, maggiore sarà il rumore introdotto).

Per ridurre questo effetto si usano 2 sistemi, uno fisico e l’altro digitale, lo stabilizzatore d’immagine (che deve essere ottico per essere efficace – O.I.S.) e gli algoritmi di riduzione del rumore che lavorano in fase di compressione dei files.

Il primo sistema, riducendo le vibrazioni della mano, permette di utilizzare tempi di scatto più lunghi senza avere foto mosse, permettendo di conseguenza un abbassamento delle ISO e quindi una riduzione preventiva del rumore.

Il secondo invece agisce a posteriori andando ad attenuare via software il rumore prodotto dal sensore, ma ha la controindicazione di diminuire anche la nitidezza della foto.

Livello di nitidezza:
La nitidezza è una qualità intrinseca di una foto che ci permette di godere di un’elevata quantità di dettagli nella porzione a fuoco. Sulla carta la nitidezza è influenzata dai MP e si è portati a pensare che maggiore sia il numero di MP, più una foto possa essere nitida, in realtà non è proprio così.

La nitidezza di un’immagine dipende principalmente dalle lenti utilizzate ed in via secondaria dal sensore e dal software che elabora gli scatti.

Ma se un numero maggiore di MP sulla carta porta a cogliere un maggior numero di dettagli, perchè nella realtà non è così?
Per poter sfruttare un’elevata quantità di pixel incastrati in un sensore molto piccolo è necessario utilizzare lenti di altissima qualità, poiché devono essere in grado di risolvere la densità del sensore…però, nella maggior parte dei casi, le lenti montate non sono di qualità sufficiente a gestire il sensore, ragion per cui, anziché migliorare la qualità fotografica aumentando i MP, capita che i dettagli si impastino e la qualità diminuisca rispetto ad un apparecchio con le stesse lenti, ma con un sensore meno pompato.

Bisogna considerare poi il fenomeno della diffrazione, che incide in maniera proporzionale alla densità del sensore ed alla chiusura del diaframma. In pratica, con sensori molto densi come quelli che stiamo analizzando, più si chiude il diaframma minore sarà la qualità dell’immagine, ciò lo si può notare ad esempio in foto panoramiche fatte sotto illuminazione diretta del sole.

Inoltre occorre tener presente che se anche si opti per un sensore con un alto quantitativo di pixel accoppiato ad ottime lenti e quindi si riesca ad ottenere un vantaggio rispetto ai rivali in condizioni di buona luce, quando si andrà a scattare in condizioni di luce non ottimali si passerà in svantaggio (salvo miracoli software) poiché, come spiegato poco più su nel capitolo ”rumore d’immagine”, all’aumentare della densità di un sensore aumenta anche il rumore d’immagine prodotto.

Stabilizzatore e mosso:
Il fenomeno del ”mosso” è dovuto ad una sola variabile, il tempo di scatto…con il tempo di scatto si decide quanto il sensore dovrà restare esposto alla luce per catturare il fotogramma.

Ovviamente, più il tempo di scatto è lungo, maggiore sarà la quantità di luce che il sensore riuscirà a catturare, ma purtroppo non possiamo allungare il tempo di scatto a piacimento perchè, andando oltre determinate soglie, otterremo foto mosse. Se esponendo il sensore alla luce per 1/1000” (un millesimo di secondo) saremo certi di evitare il mosso, con tempi più lunghi di 1/80-1/100” dovremo stare molto attenti, in quanto potremmo incappare in 2 tipologie di mosso: quello dovuto al movimento del soggetto (che si può evitare o ridurre solo utilizzando tempi molto brevi) o quello dovuto alla vibrazione della mano.

Per eliminare la seconda tipologia di mosso ci viene in aiuto lo stabilizzatore (solo quelli di tipo ottico sono realmente efficaci) che compensa il tremolio della nostra mano facendo vibrare (vibrazioni ad alta frequenza) in senso opposto il sensore…questo sistema ci permette di utilizzare tempi un po’ più lunghi ed è molto utile nei video, pur non facendo miracoli.

Anche in questo caso vorrei porre l’accento sul fattore densità di pixel, perchè riesce ad influenzare negativamente anche questo aspetto…in quanto maggiore sarà la densità, più alto sarà il rischio di avere foto mosse.

In conclusione vorrei riassumere quanto scritto in precedenza. Se dovete valutare il comparto fotografico di uno smartphone non bisogna concentrare l’attenzione solo sul numero di MP oppure sulle dimensioni del sensore, ma occorre prendere in considerazione innanzitutto la densità di pixel (rapporto tra numero di pixel e dimensioni del sensore – più è alta, peggio è), la qualità delle lenti utilizzate (Zeiss ad esempio è una garanzia), la presenza o meno dello stabilizzatore ottico, la presenza del flash ed il software che gestisce il tutto, sia per quanto riguarda l’elaborazione dei file che per quanto riguarda i parametri settabili in fase di scatto (compensazione dell’esposizione, bilanciamento del bianco ecc.).

Vi inviterei anche ad osservare la scarsa utilità di avere 13/20/40 MP su uno smartphone.
Il 99% delle foto scattate verrano visualizzate su un display, si sappia che il Full HD arriva ”solo” a 2.3 MP, quindi qualsiasi foto si apra verrà scalata a questa risoluzione per essere aperta. Ad oggi 6/8 MP sono più che sufficienti per qualsiasi utilizzo e, se ben ottimizzati a livello software e contornati da buone lenti ed un sistema di stabilizzazione efficace possono restituire risultati di alto livello, potenzialmente migliori di quelli ottenibili con sensori più pompati.

Per concludere vi lasciamo il link al progetto, Sensor Size, che fa un riassunto di quanto detto fino adesso:
http://cameraimagesensor.com/size/#189,236,61,238,133,222,a

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Questa articolo è stato scritto da Vittorio Vescio, che potete trovare su: Facebook, Twitter, Google Plus; mentre qui potete trovare tutte le sue fotografie

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Da sempre appassionato di informatica e tecnologia, cerco ogni giorno di migliorare la mia cultura generale in questi ambiti. A volte mi occupo anche con lo sviluppo di applicazioni mobile e non solo.
Qualità fotografica negli smartphone, da cosa dipende? (parte 3) ultima modifica: 2013-11-07T15:07:54+00:00 da Flavius Harabor