lezioni di SCANSIONE NEGATIVI

[eux-k]

Ciao a tutti.

Da tempo ormai, scansiono i miei negativi 35mm con il mio fedele Canon Canoscan LIDE 600F, che vista la quantità sempre più crescente di lavoro che è costretto a fare, il mese prossimo verrà rimpiazzato dal nuovo 9000F, ma bando alle ciancie, vengo al dunque...

Ho due quesiti sulla scansione dei negativi (cioè parliamo di immagini sorgente delle dimensioni di 36x24mm):

DOMANDA 1)
Che differenza c'è se all'apertura dei driver di scansione dò come output:
un'immagine di 36x24mm ad una risoluzione di 9600 dpi anzichè un'immagine di 115,2 x 76,8cm alla risoluzione di 300dpi?

Mi spiego meglio:
Se da una sorgente 36x24mm scansiono 9600 punti per pollice, lasciando invariato il formato d'uscita (output 36x24mm), ottengo (detto da photoshop) un'immagine di 13.606 x 9071 pixel (= 123 MegaPIXEL ???). Se poi "DISTRIBUISCO" queste informazioni (pixel) su un documento con una "concentrazione"/risoluzione di 300 dpi, ottengo un documento di dimensioni 115,2 x 76,8 cm.
Però d'altra parte...
Se dalla stessa sorgente 36x24mm, scansiono 300 punti per pollice, ma obbligo lo scanner a darmi un documento in uscita di dimensioni 115,2 x 76,8 cm, ottengo un documento di dimensioni 115,2 x 76,8 cm a 300dpi.

QUINDI E' LA STESSA COSA?

Bè a me non sembra proprio; e me ne accorgo dalla dimensione del file e per il tempo di scansione.
Nel primo caso infatti i tempi sono molto lunghi, ma le dimensioni accettabili (circa 30 min per files di circa 300 Mb), mentre nel secondo i tempi più brevi ma con files di oltre 2Gb!

A voi maestri del pixel spiegarmi dove cado in errore (anche in modo prolisso, non mi farà che piacere ) e suggerirmi qual è il modo migliore tra i due esempi, per ottenere l'immagine di migliore qualità.

DOMANDA 2)
Fino a che punto posso spingermi per ottenere una risoluzione "veritiera"?

Cioè...
Sulla pellicola (cellulosa), ci sono una certa quantità di minuscoli grani, ciascuno di un colore.
Lo scanner, una volta impostata la risoluzione (cioè "quanti punti vuoi che raccolga per ogni pollice?"), acquisisce delle informazioni dalla pellicola, esattamente come un sensore fa in una macchina fotografica digitale.
Suppongo però che lo farà fino ad un certo punto. Ovvero...
Si arriverà ad un punto, (ad esempio l'esperimento della domanda 1) in cui anche se al mio scanner chiederò di "cogliere" 9600 punti per pollice, se non ci sono 9600 grani in un pollice di un negativo 35mm, lo scanner cosa fa?
SE LI INVENTA! (presumo), perchè se così non fosse, tutti quanti (me compreso) saremmo dei cretini a comprarci le fotocamere da 20 Mpx a 2000€ se con un'analogica da 100€ si fanno immagini di 123Mpx!

Dunque la domanda è: quando capisco di essere arrivato al punto in cui lo scanner non ha dall'input le informazioni che io gli chiedo per l'output e cominci ad inventarsele? In definitiva:

Quanti pixel per pollice ci sono in un negativo?

Ringrazio chiunque possa chiarire questi dubbi
Eugenio

[eux-k]

[_Alex_]

Vediamo, se fai la scansione di un negativo che misura 1,5x1 pollice a 9600 punti per pollice hai il lato da 1 pollice che è definito da 9600 pixel e quello da 1,5 pollici che è definito da 13400 pixel (hai meno pixel perchè l'area realmente scansita è minore).

La dimensione dell'immagine non è più funzione della sorgente che hai usato (il negativo) ma della qualità di stampa che scegli.

Se stampi a 300 punti per pollice fai 9600 punti diviso 300 hai 32 pollici, che moltiplicato per 2,5 fa 80cm di lato.
L'altro lato, calcolando allo stesso modo, misurerà 120cm.
Ma questa è la stampa.
Se stampi a 150 punti per pollice hai 160cm x 240cm, un lenzuolo a due piazze.

Se dallo stesso negativo fai una scansione da 300 punti per pollice hai un file finale che misura 450x300 punti, se gli chiedi di farlo diventare grande come quello di prima lui fa l'interpolazione esagerata di questo file a bassissima qualità ottenendo un file inutilmente grande che contiene solo le informazioni che gli hai dato in ingresso.
Il tempo che impiega è il tempo che serve al tuo pc a fare questa inutile interpolazione, mentre nel primo caso è solo il tempo della scansione.

Per la seconda domanda la spiegazione è un pò difficile, il numero di punti che lo scanner dovrebbe saper vedere dovrebbe essere almeno doppio dei punti effettivamente presenti sulla pellicola (esattamente come la legge di Shannon-Lenz per il campionamento) perchè tutto il dettaglio della pellicola venga trasferito sul tuo file, e stro parlando solo di immagini in bn, con il colore la faccenda si complica ulteriormente (perchè con il colore hai 3 strati, quindi 3 informazioni di colore, mentre i sensori per ogni pixel catturano solo un'informazione colore, tante informazioni vanno perse).
Oltre questo limite (ancora lontano) applica l'interpolazione.

Nessuno è così fesso da spendere fior di quattrini per fotocamere da 20Mp se non ce ne fosse bisogno.

[eux-k]

Ok Alex, anzitutto grazie per la risposta, vediamo se ho capito...

[_Alex_]

Perfetto, vedo che hai capito tutti i punti, la scansione si fa alla massima capacità ottica dello scanner, la dimensione fisica della stampa la decido in fase di stampa, così ho sempre il massimo della qualità.

Dire a quanti megapixel corrisponde un negativo con la tecnologia attuale è fuorviante, come dicevo i negativi sono più strati di colore (quelli a colori ovviamente, per il bn possiamo definire un tot di megapixel), perciò anche dicendo che, poniamo caso, il negativo è capace di registrare 200 linee per millimetro, il mio scanner dovrebbe essere in grado di catturare in un millimetro 200lineex 3 colori x 2 (per la similitudine col principio di Shannon Lenz), disposti su 3 strati sovrapposti.

Per sapere, invece, quanti megapixel puoi ottenere da un bn devi prendere i dati caratteristici della pellicola che stai passando allo scanner (tutti i fornitori li pubblicano) e fai il conto (ponendo 60linee per millimetro, in media):
60 x 2 x lunghezza lato

Su un 24x36 ottieni 2880x4320, ovvero poco meno di 15 megapixel.

Considera che 60 linee per millimetro sono un dato approssimativo, se l'obiettivo non ti dà più di 40 linee per millimetro (come avviene) hai meno dettaglio, inoltre le case dichiarano circa 60linee per millimetro con basso contrasto e circa 150 con alto contrasto.

Se fai il conto con alto contrasto e lente ideale ti vengono fuori cose assurde tipo 80-90 megapixel, ma ricorda che hai il limite imposto dall'obiettivo (grazie al cielo).

Per studiare il principio di Shannon Lenz basta un libro di elettronica analogica (ponendo che tu abbia le basi matematiche e fisiche per leggerlo) che si spinga fino alla digitalizzazione dei segnali analogici, oppure che spieghi antenne e microonde (anche nella trasmissione via etere è un principio fondamentale).
Io alle superiori usavo il Floyd ma è poco chiaro, se cerchi online c'è un sito molto carino (che ho scaricato per intero ma non ho salvato il link) che contiene lezioni online relative a tutto il programma dell'itis di scuole superiori, indirizzo elettronica ed elettrotecnica.

[eux-k]

[quasarblue]

Il limite superiore di risoluzione dato
dalla fisica (legge di diffrazione della luce), dipende
dall'apertura del diaframma oltre che dalla lente e
risponde alla seguente funzione:

RESOLUTION
f number....................(line pairs per millimeter)
.45.............................35
.32.............................50
.22.............................70
.16...........................100
.11...........................140
...8...........................200
5.6...........................280
...4...........................400
2.8...........................560

Ma in pratica poi intervengono altri limiti.
Per esempio quando viene misurata la profondità
di campo, si considerano risoluzioni di 30 coppie di linee per mm.
Le migliori pellicole a colori oggi raggiungono una risoluzione
di 200 coppie di linee per mm (probabilmente Ektar 100).
Non si può sfruttare pienamente la risoluzione della pellicola se si
supera f11. Ogni lente in commercio è limitata dalla diffrazione e
dagli eventuali errori di produzione, maggiori in alcuni prodotti.

Il maggior limite alla risoluzione, tuttavia, sono dovuti alle
vibrazioni dello scatto, che riducono la risoluzione a 40 coppie
di linee per mm, se non si usa un treppiede.

[AleZan]

[quasarblue]

Ciao Ale,
infatti il foro a f/22 è più piccolo che a f/2.8, quindi il circolo di confusione a f/22 avrà un diametro maggiore.

C'è un test che si può fare:

Immaginiamo di andare in campagna a fotografare il paesaggio.
Troviamo una fattoria con un recinto di legno, con le tavole
verticali dipinte di bianco, ognuna larga 50mm, intervallate da
50mm di spazio che le separa una tavola dalla successiva (eventualmente
è possibile andare verso il recinto e fare questa misura).
Il recinto si staglia bianco su uno sfondo scuro, e rappresenta
una struttura di linee scure e chiare, simili a quelle dei test di
risoluzione.
Supponiamo di usare una lente 50mm standard.
Posizioniamoci alla distanza di 400 m.

I calcoli approssimativi della risoluzione sono:
Il fattore di scala r = lunghezza focale diviso la distanza dell'oggetto
quindi 50 mm / 400 m = 1/8000.
Ogni dettaglio nel negativo della foto sarà 1/8000 della sua dimensione reale. Una tavola e uno spazio, rappresentano una coppia di linee, con
larghezza reale 100mm. Riduciamoli del fattore di scala, nel negativo
dovrebbero essere larghi 100mm/8000 = 1/80 di millimetro.
Nella foto dovreste vedere 80 coppie di linee per millimetro.

[_Alex_]

Veramente su tutti i testi di fotografia e di fisica si trova scritto che il circolo di confusione è più grande quando l'apertura è maggiore ed è il motivo per il quale con diaframmi più aperti abbiamo meno cose a fuoco.

http://www.nadir.it/tecnica/CIRCOLO_CONFUSIONE/default.htm

L'articolo di Nadir è fatto molto bene.

[quasarblue]

Ciao _Alex_,

precisamente, il limite fisico si misura sul piano focale,
tutta la luce che cade fuori fuoco ha un circolo di confusione maggiore.

PRECISAZIONE:

La tabella che ho mandato è calcolata per una
macchina formato 24x36mm, per esempio una reflex
a pellicola o una digitale full frame.
La risoluzione va in proporzione con il formato.
(forse questa era l'obiezione di Ale).

A f/5.6 la risoluzione è 280 coppie di linee per millimetro,
sul fiano focale.

[_Alex_]

Appunto, se apro di più il diaframma avrò meno fasci luminosi che impattano sul piano focale all'altezza del vertice del cono che formano rispetto all'asse longitudinale dell'obiettivo.

Inoltre i nostri obiettivi non sono costruiti per equipaggiare strumenti di misura, ma per produrre immagini da valutare con l'occhio, quindi diventa fondamentale conoscere le dimensioni dell'elemento sensibile (pellicola o sensore) e l'ingrandimento che si farà (perché alla fine sarà l'occhio a percepire o meno cosa è a fuoco e cosa no).

Un ingrandimento maggiore da un negativo di dimensioni minori porterà ad avere molte meno cose a fuoco perché quei cerchietti che prima potevo considerare abbastanza piccoli da sembrare a fuoco ora saranno troppo grandi.
All'estremo resterà a fuoco solo un piano, tutto il resto sarà sfocato.

Poi, la risoluzione di una pellicola è una sua caratteristica costruttiva, non c'entra niente il formato.

Guarda sui siti dei produttori, specie Kodak e Fuji.
Che sia la versione per 35mm o per 120mm sempre le stesse linee per millimetro dichiarano.

Il fatto che poi una fotografia di formato maggiore venga ingrandita di meno ci fa sembrare la foto più dettagliata è un altro conto.

[quasarblue]

Alex, sei un casinista? mi sembra di si.

[_Alex_]

No sono uno che vuole capire, si informa, chiede, confronta la propria esperienza ed i propri studi (per quanto limitati) per cercare di migliorare.

Io un paio di riferimenti li ho messi (Nadir ed i richiami ai siti ufficiali Kodak e Fuji) ma sono sempre aperto a modificare il mio punto di vista, vedi il post in obiettivi sulle lunghezze focali reali, rapporti di riproduzione, comportamenti strani di alcuni obiettivi, se cerchi troverai anche un post molto bello sull'usabilità della tecnologia (vecchiotto ma merita).

Tu hai messo dei numeri che hanno creato dubbi ad Alezan e a me senza spiegare quasi nulla e proponendo solo un test che, fra l'altro, ha carattere amatoriale, laddove in rete si trovano test mtf eseguiti o calcolati direttamente dai produttori di ottiche con taglio molto più professionale.

Ora, mi spieghi perché il casinista sono io e perché dovrei cambiare la mia opinione su quest'argomento?

[quasarblue]

Quella tabella l'ho presa dal Camera Lens News,
solo che nel sito non riesco a copiare ed incollare l'URL.

La teoria è questa
http://en.wikipedia.org/wiki/Airy_disk

La tabella è giusta e vale sempre.

[_Alex_]

Allora è tutto chiaro, tu parli di caso ideale e noi di caso reale.

Riporto la prima frase:

In optics, the Airy disk (or Airy disc) and Airy pattern are descriptions of the best focused spot of light that a perfect lens with a circular aperture can make, limited by the diffraction of light.

La traduco:

Nell'ottica, il Disco aereo ed il Motivo aereo sono la descrizione del punto luce perfettamente a fuoco che può fare una lente perfetta con diaframma circolare, limitata dalla diffrazione.

E' facile dimostrare con i centinaia di test Mtf in giro per la rete che questo caso, in quanto ideale, NON può verificarsi nella realtà, non esiste una lente perfetta, non esiste un diaframma perfettamente circolare, non esiste un punto perfettamente a fuoco, è solo l'occhio umano che lo percepisce come tale.

Se, infatti, provi a guardarne qualcuno, anche delle lenti più blasonate e costose, ti accorgerai che la stragrande maggioranza delle lenti parte da un valore di risolvenza buono ma non eccelso, sale col chiudersi del diaframma fino ad un picco che sta attorno ad f/8 (può variare, ma di solito è da quelle parti) dopodichè cede alla diffrazione per diaframmi superiori ad f/11.

In alcuni casi una progettazione specifica può far ottenere il picco delle prestazioni immediatamente (ad esempio il 14-24 Nikkor), ma sono lenti ottimizzate per lavorare in quel modo, perciò sono una minoranza, inoltre le prestazioni decadono prima.

[_Alex_]

Fra virgolette questo fatto è scritto proprio sotto la tabella che hai riportato, dove dice che "nella fotografia pratica ci sono anche altre limitazioni", oltre alla diffrazione ovviamente e riporta anche che a diaframmi più aperti il circolo di confusione è più grande.

Il file è molto interessante e scritto in maniera migliore della pagina di Wikipedia che hai postato, più accessibile, sicuramente da scaricare e leggere con calma.