Testi sulla fotografia digitale tratti dalla Tesi di laurea
di Gaetano Caldarola (1996 Accademia di Belle Arti, Venezia).

Apparati per l'acquisizione

Nell'ambito dell'acquisizione delle immagini quella dei CCD è senza dubbio la più moderna e diffusa delle tecnologie anche se quello dei sensori a scorrimento di carica non è certamente l'unico sistema per digitalizzare fotografie. In passato, o meglio, fino al momento in cui i sensori a scorrimento di carica vennero resi disponibili al grande pubblico, i metodi e gli apparati per la digitalizzazione delle immagini erano diversi.

Nei primi anni Ottanta si poteva già, per esempio, "analizzare" una fotografia usando una telecamera, un microdensitometro a scansione o un flying-spot scanner.(26) La telecamera ha avuto successo come strumento di scansione per la sua grande diffusione, il basso costo e la semplicità d'uso, anche se offriva risultati meno precisi che altri dispositivi. Una telecamera è essenzialmente costituita da un tubo (il trasduttore vero e proprio: vidicon, plumbicon, ecc.) con una sorgente d'elettroni ad un'estremità e una superficie di semiconduttori al vertice opposto e da un circuito per la deflessione del fascio d'elettroni. La superficie fotosensibile, durante la scansione da parte del fascio d'elettroni, produce corrente elettrica in un circuito ad essa collegato. Tale corrente è proporzionale all'intensità della luce che colpisce la superficie in ogni suo punto e costituisce il cosiddetto segnale video. Poiché la scansione della superficie avviene per righe e dall'alto verso il basso, si può sostenere che la telecamera effettua un campionamento parziale dell'immagine, nella direzione verticale, riducendo questa ad un insieme di righe, tipicamente 625, ad un ritmo di 25 volte (25 quadri) il secondo. Per ottenere l'immagine numerica è necessario campionare e quantizzare il segnale video, per sua natura monodimensionale.

Il microdensitometro a scansione, altro apparato fotoelettrico, proietta un sottile fascio luminoso sull'immagine o attraverso di essa, se il supporto è trasparente. La luce proiettata verrà raccolta da un tubo fotomoltiplicatore e trasformata in un segnale elettrico. Questo verrà successivamente confrontato con il segnale fornito in assenza d'immagine, ottenendo in tal modo la luminosità relativa di ciascun punto della figura. Le differenze principali che si possono osservare tra il microdensitometro a scansione e il flying-spot scanner, altra apparecchiatura di rilevamento, riguardano solo alcuni dettagli costruttivi. Nel microdensitometro, infatti, il fascio luminoso è fisso e l'immagine si muove avanti e indietro, mentre nell'altro apparato il fascio di luce esplora una riga dopo l'altra l'immagine che rimane ferma. Nel lettore a scansione a punto mobile (flying-spot scanner) viene prodotto un punto luminoso, per l'appunto mobile, sullo schermo di un tubo a raggi catodici e un sistema ottico focalizza l'immagine di questo punto sulla pellicola.

Tutti gli scanner digitalizzano un'immagine in modo fondamentalmente simile, esponnendo l'immagine ad una fonte luminosa di una certa intensità. La luce passa attraverso l'originale, nel caso si tratti di trasparenti, o viene riflessa dall'originale con un sistema ottico verso un sensore che converte la luce in una carica elettrica. Compiendo la scansione di ciascun punto dell'immagine con un filtro rosso, un filtro verde e un filtro blu si ottengono tre valori che ridanno la densità dei componenti rossi, verdi e blu del colore del punto dell'immagine "letto". I diversi valori vengono quindi trasmessi ad un convertitore analogico-digitale dove vengono trasformati in numeri binari. Esistono in commercio due tipi ben distinti di scanner, quelli piani e quelli a tamburo. Questi scanner differiscono tra loro per il tipo di sensore che adottano e nel modo in cui questo viene messo a fuoco sull'originale. Gli scanner piani sono basati sulla tecnologia CCD e in genere utilizzano un array lineare di migliaia di sensori. Questi apparati sono in grado di "catturare" un'immagine, una linea per volta, ciascuna con una dimensione in pixel pari al numero di sensori che compongono l'array.

Gli scanner CCD meno costosi eseguono la scansione dell'originale in tre passaggi: prima con un filtro rosso, poi con un filtro verde ed infine con un filtro blu. Quelli più sofisticati, invece, hanno una ruota di filtri che gira sull'array fermo su una data linea in modo da permettere di completare una scansione rosso-verde-blu, in un solo passaggio. I migliori disponibili sul mercato, infine, montano dei filtri colore incorporati nei CCD, dei quali sono previste tre file anziché una sola. Gli scanner a tamburo adottano, invece, tre fotomoltiplicatori, ognuno con un filtro di colore diverso e tutti focalizzati sullo stesso punto in modo da permettere la lettura simultanea di tutti i valori di sfumatura.

Il fotomoltiplicatore si presenta come uno strumento più flessibile dei sensori a scorrimento di carica, per quanto riguarda il controllo della risoluzione. L'operatore si limita a variare la velocità alla quale ruota il tamburo e quindi la rapidità con la quale i fotomoltiplicatori lo spostano. Se, per esempio, è richiesta una risoluzione di 300 punti per pollice, l'operatore può procedere molto rapidamente nella rotazione del tamburo. Se, invece si richiedono 3.000 punti per pollice, basta rallentare il tamburo di dieci volte rispetto ai 300 precedenti. Il costo degli scanner a tamburo è molto elevato.

Nell'ambito degli scanner si sente spesso parlare di range dinamico dell'immagine che è sostanzialmente la differenza tra la sua zona più chiara e quella più scura, misurata in termini di densità ottica. In un trasparente, la densità ottica è la quantità di luce alla quale viene impedito di passare (per esempio, attraverso una pellicola fotografica) ed è misurata con una scala da 0 a 4. Un lucido che contiene entrambi gli estremi possiede un range dinamico estremo e questo può mettere a dura prova uno scanner di media o bassa qualità. Per offrire un'immagine stampata che corrisponda il più possibile all'originale, lo scanner dovrebbe catturare il massimo del range dinamico di quest'ultimo.

Gli scanner a tamburo basati sulla tecnologia dei fotomoltiplicatori riescono a "percepire" qualsiasi grado d'intensità, mentre la maggior parte degli scanner che adotta il CCD non supera il valore di 3,0 e questo perché le ridotte dimensioni dei sensori a scorrimento di carica non permettono tanta elasticità. Per contro, aumentando le dimensioni dei CCD si avrebbe un calo nella risoluzione dello scanner, rendendo inevitabile un compromesso tra risoluzione massima e ampiezza del range dinamico catturato.(27)

Il sistema PhotoCD della Kodak è oggi quello che permette di ottenere immagini digitali di grande qualità ad un prezzo che è tra i più bassi del mercato. Gli originali, rigorosamente di tipo analogico come negative e diapositive vengono convertite in formato digitale, in modo da garantire tutti i vantaggi offerti da questa tecnologia, senza comunque costringere l'utente ad acquistare un computer per visualizzare le fotografie. Basta acquistare un lettore di PhotoCD (che assomiglia molto ad un lettore da tavolo per CD musicali) venduto ad un prezzo analogo a quello di un comune videoregistratore e collegarlo al televisore casalingo. Gli originali su pellicola vengono trasferiti su PhotoCD da dei laboratori che si avvalgono della rete di fotonegozianti che offrono questo servizio Kodak. Le fotografie possono essere trasferite su PhotoCD in più sessioni e per un numero massimo di 100 immagini.(28)

Le immagini digitali sono registrate su PhotoCD con diverse risoluzioni che nel formato originale Kodak variano da 192 x 128 a 2.048 x 3.072 pixel, mentre il Pro PhotoCD Master, destinato ad un uso professionale, fornisce un'ulteriore risoluzione di 4.096 x 6.144 pixel. Per ciascuna di queste risoluzioni viene riservata una specifica destinazione d'uso. I formati intermedi, per esempio, sono tipici della visualizzazione su schermi televisivi comuni o ad alta risoluzione e sono adatti ad essere importati in applicazioni DTP su personal computer. I formati con risoluzioni elevate sono invece stati progettati per la stampa delle immagini su supporto cartaceo e garantiscono risultati pressoché indistinguibili dalla vera riproduzione fotografica, almeno fino al formato A4. Le rimanenti risoluzioni più basse sono utilizzate solo per scopi d'archiviazione. Il più recente formato del PhotoCD Kodak, denominato Catalogue, può contenere fino a 6.000 immagini a bassa risoluzione, provenienti da dischi PhotoCD Master o Pro PhotoCD Master. Questo formato è pensato appositamente per l'utilizzo come catalogo elettronico.

Il PhotoCD è stato recentemente accolto con favore negli ambiti professionali che si occupano di immagini essendo il mezzo più economico e rapido per gestire le fotografie che dovranno, per esempio, essere impaginate su riviste o stampati in genere.(29)

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