Fotografare - Novembre 2014
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escludendo questi filtri.<br />
Nel confronto è stata utilizzata la<br />
fotocamera Sigma SD9 con un<br />
sensore di acquisizione di 1536 x<br />
2304 pixel per ogni colore<br />
primario (circa 3,5 Megapixel). Se<br />
moltiplichiamo per i tre strati che<br />
formano il sensore abbiamo circa<br />
10,5 Megapixel. Viene fatto<br />
notare che la quasi totalità dei<br />
sensori CMOS utilizza il modello a<br />
matrice di Bayer 2 x 2 (vista la<br />
maggiore sensibilità dell'occhio<br />
umano al verde si utilizzano 2<br />
pixel per il verde ed uno ciascuno<br />
per il rosso ed il blu). Questa<br />
struttura è quella che ha dato i<br />
migliori risultati per il rapporto<br />
segnalerumore. In questo modo<br />
però ogni pixel riceve solo un<br />
terzo dell'informazione presente<br />
sulla superficie del sensore.<br />
Ricordiamo che una immagine è<br />
formata da due diverse<br />
informazioni: la cromaticità (le<br />
informazioni sui colori della scena)<br />
e la luminanza (le informazioni<br />
sulla quantità di luce). L'occhio<br />
umano quando si trova in scarse<br />
condizioni di illuminazione<br />
continua a percepire la scena ma<br />
la vede in bianco e nero; perde la<br />
visione dei colori. Possiamo quindi<br />
affermare che il sistema visivo<br />
umano è più sensibile alla<br />
luminanza della scena cioè riesce<br />
ad analizzare meglio la nitidezza<br />
che non la cromaticità. Per i<br />
sensori di acquisizione delle<br />
immagini la luminanza non è<br />
ripartita in parti uguali: infatti<br />
scindendo l'informazione per ogni<br />
singola componente RGB (RED =<br />
ROSSO, GREEN = VERDE, BLUE =<br />
BLU) troviamo che per un tipico<br />
sensore Bayer (25% R, 50% G, 25%<br />
B) la seguente formula determina<br />
la luminanza Y:<br />
Y = R / 3 + G + B / 10<br />
Questa equazione dimostra come<br />
il segnale di luminanza è dovuto in<br />
modo dominante dalla<br />
componente verde dello spettro<br />
mentre la parte meno significativa<br />
è dovuta alla componente blu.<br />
Per la tecnologia Foveon ogni pixel<br />
fornisce tutte le informazioni,<br />
quindi anche l'informazione della<br />
luminanza. I risultati sono quindi<br />
immagini con maggiori<br />
informazioni per la luminanza<br />
rispetto ad un sensore che utilizza<br />
la matrice di Bayer. Inoltre questi<br />
sensori devono ricostruire,<br />
attraverso una routine di<br />
interpolazione chiamata<br />
“demosaicizzazione”, le<br />
informazioni mancanti per ogni<br />
gruppo di 4 pixel. Questo processo<br />
Luce incidente Luce incidente Luce incidente<br />
1<br />
Pellicola fotografica<br />
a colori<br />
Sopra:<br />
1 - Le pellicole a colori<br />
utilizzano tre strati di elementi<br />
fotosensibili (uno per ogni<br />
colore fondamentale).<br />
2 - Il sensore Foveon utilizza la<br />
stessa struttura.<br />
3 - I sensori a matrice di Bayer<br />
utilizzano un solo strato diviso<br />
tra i colori fondamentali<br />
I sensori Foveon<br />
sono formati per<br />
ogni pixel da tre<br />
strati fotosensibili<br />
sovrapposti, uno per<br />
ogni colore<br />
fondamentale, così<br />
da catturare tre<br />
informazioni<br />
separate. A destra:<br />
schema del sensore<br />
Foveon X3.<br />
è particolarmente evidente con<br />
particolari tipi d'immagine, ad<br />
esempio per delle sottili linee<br />
nere su fondo chiaro. Per ovviare<br />
a questo inconveniente molte<br />
fotocamere introducono dei filtri<br />
di sfocatura (filtri passa basso) per<br />
compensare le informazioni<br />
mancanti. Questi filtri riducono i<br />
disturbi della demosaicizzazione<br />
Sensori di tipo Foveon<br />
Nitidezza delle immagini<br />
molto superiore<br />
Dimensione massima del sensore più<br />
piccola (APSC)<br />
Costi maggiori<br />
Velocità di elaborazione<br />
delle immagini minore<br />
Estensione gamma ISO minore<br />
Morbidezza delle zone<br />
ad alto contrasto superiore<br />
Qualità delle immagini superiore<br />
2<br />
Sensore di tipo<br />
Foveon<br />
ma introducono un<br />
ammorbidimento generale<br />
dell'immagine che riduce<br />
ulteriormente la nitidezza e la<br />
risoluzione della fotocamera.<br />
Come detto la maggior parte<br />
dell'informazione per la luminanza<br />
è compresa nel colore verde ma si<br />
possono utilizzare anche le<br />
informazioni per la luminanza<br />
Sensori di tipo CMOS<br />
Nitidezza delle immagini inferiore<br />
Dimensione massima del sensore più<br />
grande (medio formato)<br />
Costi minori<br />
Velocità di elaborazione<br />
delle immagini maggiore<br />
Estensione gamma ISO maggiore<br />
Morbidezza delle zone ad<br />
alto contrasto inferiore<br />
Qualità delle immagini inferiore<br />
3<br />
strato sensibile<br />
Sensore a<br />
matrice di Bayer<br />
degli altri colori. Sommando tutte<br />
le informazioni abbiamo un altro<br />
vantaggio per il sistema Foveon.<br />
di seguito Viene presentato il<br />
confronto fotografico, a parità di<br />
condizione di ripresa (stesse<br />
ottiche, dimensioni dei pixel,<br />
esposizione, velocità ISO), tra un<br />
normale sensore CMOS, un<br />
sensore CMOS con l'aggiunta di<br />
un filtro passabasso ed un<br />
sensore Foveon. I risultati per<br />
quanto riguarda la nitidezza<br />
dell'immagine sono sicuramente a<br />
favore del sensore Foveon. Nella<br />
figura vediamo il risultato del<br />
confronto: l'immagine A) è<br />
abbastanza nitida ma presenta<br />
degli errori di acquisizione (le<br />
righe intorno al pinguino sono<br />
distorte). L'immagine B) non<br />
presenta più errori di acquisizione<br />
ma risulta troppo morbida.<br />
L'immagine C) è decisamente la<br />
migliore per la nitidezza. Se si<br />
vanno ad analizzare le singole<br />
componenti cromatiche nei file di<br />
28 fotografare | novembre <strong>2014</strong>
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