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Fotocamera digitale

Caratteristiche principali di una fotocamera digitale

Oggi vi volevo illustrare le principali caratteristiche di una fotocamera digitale

La struttura di una fotocamera digitale è simile a quella di una normale fotocamera analogica. In entrambi i casi troviamo:

• un obiettivo
• un diaframma
• otturatore.

Nel processo di scatto, in entrambe le fotocamere sia per quanto riguarda quella digitale oppure quella analogica, le lenti mettono a fuoco il fascio luminoso che entra all’interno della camera, il diaframma regola il livello di apertura per l’ingresso della luce e l’otturatore regola infine il tempo di esposizione.

L’azione congiunta del diaframma e dell’otturatore determina la quantità di luce che entra nella fotocamera e colpisce il sensore.
Nelle macchine digitali la luce non viene più catturata su pellicola ma su un sensore ottico (generalmente di tipo CCD – Charge-Couple Device) che trasforma il segnale analogico in digitale e che pertanto rappresenta il cuore del funzionamento della fotocamera.

Sensori e Pixel

Il termine pixel  (come abbiamo visto nel precedente articolo) nel campo della fotografia digitale non viene utilizzato solamente per indicare gli elementi base che compongono un’immagine digitale rappresentata su schermo. Lo stesso termine viene impiegato anche per indicare i cosiddetti foto-elementi del sensore di una fotocamera digitale.
Sulla superficie del microchip che rappresenta fisicamente il sensore troviamo una griglia composta da milioni di diodi fotosensibili, meglio conosciuti come pixel, che servono proprio a catturare singolarmente le diverse parti dell’immagine oggetto della nostra foto.

La qualità del sensore di una fotocamera dipende da alcuni fattori fondamentali:

• le sue dimensioni fisiche,
• la grandezza
• il numero dei pixel.

Dimensioni del sensore

Generalmente le fotocamere digitali di più largo consumo e quindi le più economiche, hanno un sensore con una dimensione di 6 x 8 mm.

Fotocamere digitali di tipo reflex hanno sensori che misurano anche 13 x 17 mm. Sensori con dimensioni troppo piccole possono causare problemi di diffrazione ottica che comportano limiti di risoluzione nella produzione degli scatti.

Dimensione dei pixel

Un pixel rappresenta la più piccola porzione dell’immagine che la fotocamera è in grado di catturare su una matrice, rappresentata dal sensore.
I pixel dei sensori possono avere dimensioni diverse, a seconda della fotocamera. Generalmente le loro dimensioni vanno da 1,6 micron (μm – millesimi di millimetro) fino a raggiungere i 6-8 micron e, in alcuni casi, dimensioni ancora maggiori. Le dimensione ottimale per i pixel di una fotocamera dovrebbe essere compresa tra i 6 e i 9 μm. Fotocamere digitali con sensori dotati di pixel più grandi possono causare problemi di aliasing durante la cattura delle immagini. Al contrario sensori con pixel inferiori ai 6 μm possono produrre foto meno nitide e con una gamma tonale inferiore.

La dimensione effettiva dei pixel del sensore dipende dalle misure fisiche del sensore della macchina ma anche dalla densità dei pixel.

Numero dei Pixel

Maggiore è il numero di pixel “catturabili” da un dato sensore ottico, maggiore sarà il dettaglio della foto scattata e quindi la sua “risoluzione”.
Pertanto la risoluzione di una fotocamera digitale, misurata in Megapixel (1 Megapixel = 1 milione di Pixel), costituisce sicuramente un fattore importante, da considerare soprattutto quando si realizzano foto destinate alla stampa in particolari formati. Tuttavia è anche importante considerare che il numero di megapixel di una fotocamera non rappresenta per forza un indice di qualità determinante. Anche se un numero maggiore di pixel comporta una risoluzione maggiore, la resa risolutiva finale può essere comunque limitata dal sensore ottico in uso, utilizzato per trasmettere l’immagine. Se le lenti in uso hanno un potere risolutivo inferiore rispetto al sensore, allora le proprio foto non miglioreranno con l’aumento del numero di pixel: al contrario potrebbero risultare molto meno nitide.

Come funziona una fotocamera digitale

Durante lo scatto di una foto con una macchina digitale, una cellula fotoelettrica calcola la quantità di luce che passa attraverso le lenti dell’obiettivo ed entra nella camera. La stessa cellula in base al calcolo della luce in entrata determinerà il grado di apertura del diaframma e la velocità di otturazione. In questo modo la macchina, a seconda anche delle impostazioni e del modello, riesce ad ottenere una corretta esposizione.

Quando il diaframma si apre, la luce raggiunge il sensore di immagini. A questo punto ogni singolo pixel del sensore della macchina memorizza l’intensità della luce in entrata che va a colpirlo, accumulando una carica elettrica. La carica elettrica relativa ad ogni pixel viene quindi elaborata è convertita in valori numerici, secondo il linguaggio macchina (sistema binario). Il numero binario risultante dal calcolo verrà elaborato dal software della digicam e infine visualizzato sul display LCD. A questo punto la foto è stata memorizzata.

Quindi ricapitolando una foto viene ottenuta in corrispondenza di tre elementi :

l‘obiettivo che fa entrare la luce, questa poi va a colpire il sensore e il tutto viene regolato dall’otturatore che determina il tempo che la luce deve colpire il sensore.

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