DX, FF, pellicole, risoluzioni e bottiglie

[ocio]

Quanto ci vede bene un sensore?
In base a quante linee riesce a distinguere

Nella pratica, nell’uso comune, per non addentrarci in approfonditi studi, viene comunemente adottata un’unità di misura: Lp/mm. Significa linee pari viste dal sensore per ogni millimetro di superficie (teorema del campionamento :una grandezza per campionarne un'altra deve avere almeno il doppio del valore campionato)

Cosa vuol dire linee pari?

Le linee pari sono coppie di linee: una bianca e una nera. Per poter essere viste, occorrono 2 pixel adiacenti che vedano un bianco e uno nero. In altre parole se il nostro obiettivo è in grado di risolvere 20 linee al millimetro, per vederle tutte distintamente ci occorrono almeno 40 pixel al millimetro. 40 pixel al millimetro corrispondono quindi a 20 Lp/mm (linee pari al millimetro).

Facciamo un passo ulteriore, sempre teorico, e diciamo che un sensore da 6Mp in formato DX (tipo D70) che ha 3000 pixel spalmati sul lato maggiore di 24mm, potrà risolvere:

3000/24/2: 62.5 Lp/mm. Questa risolvenza teorica deve poi fare i conti con altre caratteristiche che possono deteriorare il dettaglio, la più importante e significativa è il rumore. Come sappiamo il rumore è soprattutto in funzione della sensibilità di lavoro. Pertanto il nostro sensore da 6Mp ha come risoluzione effettiva = 62.5 Lp/mm – rumore alle diverse sensibilità. In altre parole la risoluzione del nostro sensore si modificherà in base alle sensibilità che adotteremo.

Più le prestazioni del nostro sensore saranno vicine a quelle ideali (totale assenza di qualsiasi disturbo) e più la risoluzione effettiva dello stesso sarà vicina a quella ideale.

La qualità dell’immagine non è solo data dalla risoluzione. I parametri che portano alla realizzazione dell’immagine sono davvero tanti e alcuni complessi.

Volendo parlare di formati, dimensioni e confronti fra sistemi, voglio considerare la risoluzione come il fondamento attorno cui far ruotare tutti gli altri. Non perché gli altri parametri siano meno importanti ma perché parlando in modo ‘ideale’, non oggettivo, considero tutti gli altri parametri risolti alla stessa maniera.

Avere più o meno risoluzione non ha molto senso se il dato viene preso così alla mano, infatti non voglio addentrarmi in maniera analitica nel cosmo della fotografia. Voglio solo dare all’aspetto di quest’analisi un carattere ideale, semplice, per somme righe al fine di orientare meglio le considerazioni di tutti noi su vari aspetti dei formati (DX, FF, Pellicole, Obiettivi). Considerazioni spesso distorte dal marketing e dalle mode in cui sovente si cade perché tratti in inganno da qualche fattore mal presentato. Voglio solo offrire il mio punto di vista come spunto per migliori ricerche e valutazioni personali.

Ma che risoluzione hanno gli obiettivi?

Definire un dato ufficiale non è semplice. Le modalità con cui vengono svolti i test sono diverse e più o meno attendibili. Per comodità assumo come fonte di dati i test MTF eseguiti da Photodo. Potrei prendere qualsiasi altra fonte, non è importante ai fini del mio discorso. Non farò comparazioni tra ottiche, mi serve solo per creare questa piccola tabellina sulla qualità della nitidezza. Il giudizio dato al valore numerico e un valore d’esperienza e quindi soggettivo:

40 l/mm – ottica ottima/eccellente

30 l/mm – ottica buona/molto buona

20 l/mm – ottica sufficiente/discreta

10 l/mm – ottica scarsa/mediocre

Da questa tabellina consegue una deduzione: dal punto di vista della risoluzione il nostro sensore da 6Mp, con le sue 62,5 Lp/mm toriche, è ampiamente al di sopra delle migliori ottiche FF per pellicola 35mm. Dobbiamo ora capire come si porrà la risoluzione effettiva. Questa potrà solo essere verificata a livello pratico, quello che possiamo dire è che nella migliore delle condizioni (iso più bassi) e mal che ci vada è equo pensare che il nostro sensore potrà risolvere almeno le 40 Lp/mm delle migliori ottiche.

Bisogna dire che le ottiche più diffuse, di buona qualità, si attestano tra 30 e 40 l/mm.

Ottiche invece più professionali, di elevata qualità e costo, arrivano bene a 40 l/mm (anche oltre).

Se i 6Mp fossero invece di un sensore FF?
Le cose cambierebbero in questo modo:

3000 pixel / 36 mm / 2 = 41.6 Lp/mm

Il sensore avrebbe una risoluzione teorica molto vicina alle migliori ottiche del sistema FF. Dobbiamo ancora considerare l’ulteriore deterioramento dell’immagine che sarà inferiore (vista la maggiore superficie dei pixel) rispetto al formato DX. Se questo fosse il termine di paragone, a rigor di logica, avremmo un sensore FF da 6Mp meno risolvente dell’equivalente DX. Occorre quindi aumentare i pixel nel sensore FF, mi sembra ragionevole, non avrebbe molto senso proporre un sensore con una risoluzione inferiore a quella delle migliori ottiche.

Con un sensore da 12Mp FF la risoluzione teorica sarebbe questa:

4000 pixel / 36mm / 2 = 55.5 Lp/mm

Andiamo molto meglio. La risoluzione effettiva potrà ora consentirci di gestire meglio le 40 l/mm delle migliori ottiche.

I ‘colli di bottiglia’ …

Dall’analisi fin qui fatta è intuitivo che se dovessimo parlare di colli di bottiglia, questi sarebbero sicuramente gli obiettivi. Le ottiche FF possono essere montate su entrambi i sensori DX e FF, ma la risoluzione intrinseca al vetro non cambia. Abbiamo visto che teoricamente i sensori DX potrebbero risolvere molte più linee di quelle offerte dalle ottiche, ma a livello pratico non cambierebbe nulla.

Questo è un fatto importante da tener presente nella ‘corsa al pixel’.

Il numero dei pixel non cambiano la nitidezza dell’immagine se non cambiamo l’obiettivo.

Come ho mostrato, un sensore DX da 6Mp è già all’altezza di risolvere i migliori obiettivi in circolazione. Se scegliamo di acquistare un sensore con più pixel, facciamolo in considerazione di altri parametri, non pensiamo all’aumento della nitidezza perché questa non ci sarà a livello teorico.

Ribadisco che parlo per ‘situazione ideale equa’. A livello pratico un sensore da 6Mp rumoroso potrbbe dare una risoluzione effettiva inferiore ad un sensore da 10Mp meno rumoroso. Però lo stesso ragionamento potrebbe equivalere per un egual sensore da 6Mp senza rumore.

Colli e pellicole

E’ noto che l’eqivalenza in pixel delle pellicole si aggira tra i 12 e i 16 Mp. Chi e come sia arrivato a queste equivalenze, non mi è dato sapere, ne ho preso atto. La cosa che salta all’occhio è che le pellicole sensibili, abbassando il livello di grana, donano un dettaglio più scolpito, ma anche qui non è certo la risoluzione della cellulosa a farla da padrona.

Nella valutazione di un ottica subentrano molte caratteristiche, la sola risoluzione è troppo semplificativa, ma in termini teorici per risolvere perfettamente un’ottica da 40 l/mm è sufficiente una pellicola equivalente a 5.5 Mp effettivi (da non confondere con i teorici visti all’inizio).

Ho introdotto il discorso della pellicola per volgere verso la fine di questa lunga (tediosa) riflessione sul parametro della risolvanza.

Ritengo che nella fotografia, qualsiasi strumento usato, debba concludere l’opera nella realizzazione della stampa. Non tutti i nostri scatti dovranno necessariamente essere stampati, ma il non stampare deve essere una scelta consapevole, significa aver deciso che non valeva la pena concludere un qualcosa iniziato con lo scatto. Qualcosa avvenuto dopo lo scatto, ci ha fatto decidere che non vale la pena stampare quell’immagine (mi riferisco al sistema digitale).

Il sistema DX offre più risolvenza quindi in futuro potrebbe disporre di ottiche con più linee di risoluzione. Il diametro inferiori delle lenti permetterà migliori correzioni e conseguentemente la realizzazione di zoom con escursioni più estese e dimensioni più contenute.

Per le lenti FF, difficilmente avverrà la stessa evoluzione perché ritengo la situazione già matura da tempo.

Si pensa che il sistema FF, col sensore più grande, avrà la marcia in più su questo parametro … ma non solo. A mio parere arriveremo ad un punto di equivalenza tra i due sistemi e son curioso di vedere come andrà a finire quando il sistema FF proporrà reflex dal prezzo di poco superiore al sistema DX.

Se è vero che 40 l/mm sono sempre 40 l/mm e che su tutte e due i sensori avremmo immagini da 40 l/mm, le cose non stanno così se prendiamo in esame la stessa medesima situazione: la stampa.

Con i due sistemi FF e DX, con la stessa ottica ‘fissa’, con lo stesso ingrandimento: avremo due stampe di qualità diversa sotto l’aspetto della risolvenza.

L’ingrandimento

Tra tutte le osservazioni che ho tirato in ballo, forse questa sembrerà la più contorta e inusuale, ma a mio vedere pone un’importante evidenza. Il sistema FF con la stessa ottica FF su i due sistemi, porterà ad una stampa più definita, un po’ come dire che lo stesso obiettivo è peggiore su sistema DX.

Faccio un esempio molto pratico:

poniamo di avere un ottica fissa e di inquadrare un foglio a quadretti. Poniamo che la risoluzione del nostro obiettivo ci faccia vedere perfettamente un quadretto per ogni millimetro del nostro sensore (prendiamola come ipotesi per assurdo). Stampiamo la foto in 36x24 cm. Avremo un quadretto in ogni cm.

Prendiamo ora il nostro obiettivo, montiamolo sul nostro sistema DX ed inquadriamo il nostro foglio. La risoluzione dell’ottica è sempre la medesima, 1 quadretto ogni millimetro di sensore che corrisponderà ad 1 quadretto ogni cm di stampa. Nell’inquadratura ci accorgeremo che stiamo inquadrando 24 quadretti x 16. Ovvio, il DX è più piccolo. Facciamo quindi qualche passo indietro… fino a farci stare i nostri 36 quadretti nei 2… 24… 24mm del sensore…??

Ma se la nostra ottica risolve 1 quadretto al millimetro, per farcene stare 36 su 24mm devo aumentare la risoluzione!! … allora la mia stampa con DX, con lo stesso obiettivo, non riuscirà a farmi vedere 36x24 quadretti??!?!

Esatto ... tutto teoricamente

[rikyxxx]

Io torno a ripete la mia opinione in merito e cioè che se non si tiene conto dell'interpolazione di Bayer (con tutto ciò che comporta) il discorso risulta "sballato" per eccessivo ottimismo sulla capacità "risolvente" dei sensori.

Ho idea che la D70 non arriva a 40lpmm nemmeno con una ipotetica ottica che quella risoluzione la supera di slancio.

[rikyxxx]

Se per esempio si tiene conto che la Sigma SD9/10 riesce più o meno ad eguagliare i sensori di Bayer con il doppio di pixel, si capisce come l'interpolazione in questione degradi fortemente la risolvenza teorico-ideale:

http://www.dpreview.com/reviews/sigmasd9/page23.asp

[Nicola Giani]

[rikyxxx]

Sono convinto anch'io che sia più o meno così

[Izutsu]

Solo una precisazione, non ho letto tutto: pairs significa coppie e non pari, che si traduce con even (odd invece è dispari).

[Izutsu]

Confermo, anche perchè ci si scorda il filtro AA...

Inoltre le ottiche Canon EF sono testate per 80 coppie/mm, le EF-S per 120. Ottime ottiche superano al centro le 100 coppie.

[ocio]

[ocio]

http://www.photodo.com/prod/lens/canon.shtml

Qui trovate la fonte delle mie considerazioni ... 40 è un numero fisso per le migliori ottiche e nemmeno viene reso nella sua totalità.

[ocio]

[ocio]

[ocio]

Per chi vuole approfondire il discorso può iniziare da qui:
http://www.imatest.com/docs/sharpness.html

Fate attenzione, nei vari test, confronti, considerazioni che troverete nel web perchè le Lp sono riferite a diversi 'fini'.
Io ho considerato l'ottica, qualcuno considera il sensore e bisogna moltiplicare x2, qualcuno considera la stampa... in pratica un altro x2

[rikyxxx]

[rikyxxx]

[ocio]

[rikyxxx]

L'ho detto e lo riconfermo.

La D70 non arriverà mai a 40lpmm, non perchè non esistano ottiche capaci di tanto (era quello il senso) ma perchè c'è di mezzo l'intepolazione di bayer.

[ocio]

[rikyxxx]

[ocio]

http://www.nadir.it/ob-fot_miscell/pellicole-alla-zeiss.htm
Qui trovate un paragone con le pellicole.
l'osservazione è quella di porre in evidenza il teorema del campionamento: una grandezza per campionarne un'altra deve avere almeno il doppio del valore campionato
Detto questo, se abbiamo una pellicola da 150 lp/mm, l'ottica che potrà dimostrarne l'esattezza (come ottiche Zeiss) avrà almeno 75 lp/mm.

Da varie analisi, salvo eccezioni 'eccezionali' sembra invalicabile il limite di 70/80 lp/mm sull'ottica.

LE OTTICHE HANNO UN LIMITE FISICO INTRINSECO oltre il quale dobbiamo, per logica fisica, nell'intento di avere più risolvenza/dettaglio, AUMENTARE LA SUPERFICIE DI REGISTRAZIONE.

[ocio]