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Non è solo una questione di pixel

Premessa. In questo articolo non si prende in considerazione la qualità intrinseca di un sensore, dovuta alla densità dei pixel (MP per mmq), ovvero, la differenza tra due sensori con lo stesso numero di MP, ma con dimensioni diverse. Affronteremo in futuro questo argomento in questa stessa rubrica.

Non solo megapixel per ottenere buoni risultati di stampa

Un po' di tempo fa, inquadrai una bella foto nello schermo del mio smartphone. Decisi di catturarla e portarla al club per mostrarla agli amici, sul grande schermo di 250x150cm, per mezzo del nostro potente proiettore ad alta definizione (Full HD). La foto piacque e venne selezionata per la mostra annuale del Club. Nessuno obiettò sulla qualità, anzi, venne sottolineata la bella luce che colpiva, in parte, il soggetto.

La mostra prevedeva stampe 100x70cm, ma la qualità della stampa, pur essendo circa la metà dello schermo, risultò pessima e inaccettabile. Per ottenere un buon risultato, sono dovuto ritornare sul luogo della foto con una reflex full frame e, dopo vari tentativi per ricreare le stesse condizioni di luce e di inquadratura, ripetere lo scatto.

Perché una foto che appare ben definita, se proiettata o vista su uno schermo del computer può diventare pessima se viene stampata?

Le caratteristiche dei sensori che dobbiamo conoscere per fare questa valutazione sono due: la dimensione (larghezza per altezza espressa in mm) e la risoluzione (larghezza per altezza espressa in pixel); quest'ultimo prodotto esprime il numero di pixel del sensore, generalmente espresso in MP (megapixel, ovvero, milioni di pixel)

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Per rispondere alla prima parte della domanda (perchè l'immagine proiettata su uno schermo di 250x150cm si vede bene?), basta osservare che la risoluzione del proiettore HD è di 1920x1080 pixel, ovvero circa 2 MP, ed è quindi inferiore a quella del sensore dello smartphon che è di 3,2 MP. Il proiettore rende il massimo della sua qualità con immagini la cui risoluzione è almeno di 1920 per il lato orizzontale o almeno 1080 per quello verticale . Se l'immagine ha una risoluzione superiore, non ci sono miglioramenti nell'immagine proiettata, anzi, a causa del fenomeno dell'interpolazione dei pixel, descritto nell'articolo precedente, in genere, peggiora.

Per comprendere perché la stampa su carta, se di grandi dimensioni, risulta pessima (seconda parte della domanda), il parametro che dobbiamo considerare è la dimensione del sensore.

Comparazione sensoriOsservando le dimensioni dei due sensori (nell'immagine a destra, quello dello smartphone, è quasi invisibile rispetto al full frame), si nota subito che il rapporto tra i due, approssimativamente, è di circa 1 a 10. Questo parametro è detto crop factor (crop = rifilare, scontornare). Lo smartphone ha quindi un sensore con un crop factor di circa 10.

Per realizzare la stampa il cui lato più lungo è 1000mm, dovrò ingrandire l'immagine del full frame (1000mm:36mm) di circa 28 volte e quella dello smartphone di 280. Il degradamento dell'immagine dovuto all'ingrandimento sarà quindi 10 volte maggiore per l'immagine ripresa dallo smartphone.

Vediamo, infine, come la risoluzione dei sensori contribuisce alla qualità finale della stampa.
La stampa fotografica digitale misura la risoluzione in dpi (dot per inch, ovvero, punti per pollice).
Non esiste un valore assoluto per definire una buona risoluzione di stampa. Questa dipende soprattutto dalla distanza di osservazione dell'immagine stampata che, a sua volta, dipende dalla dimensione della foto. Ovvero, una stampa di 20x30cm avrà bisogno di una risoluzione maggiore di una stampa 100x70cm. In generale, con dimensioni maggiori sono sufficienti risoluzioni minori. A titolo di riferimento, possiamo considerare adeguata una risoluzione di 300 dpi (circa 12 punti per mm) per una foto di piccole dimensioni e 25 dpi (circa 1 punto per mm) per un cartellone pubblicitario di grandi dimensioni.
Nel nostro caso, sul lato più lungo della stampa finale (1000mm) avremo spalmati 4064 punti per il full frame, circa 100dpi, ovvero, 4 punti per mm. Per lo smartphone, i punti saranno invece 2048, circa 50dpi, ovvero, 2 punti per mm.

Questa differenza di risoluzione non giustifica da sola il decadimento dell'immagine, tuttavia, moltiplicando la perdita di qualità dovuta al maggiore ingrandimento (10 volte) e quella per la minore risoluzione (2 volte) l'immagine stampata sarà peggiore di 20 volte rispetto a quella del full frame ed avrà una risoluzione relativa di 5dpi (100:20). Francamente inaccettabile per la distanza di osservazione.

Facendo il ragionamento inverso, possiamo calcolare la risoluzione che dovrebbe avere il sensore del nostro smartphone per raggiungere la definizione del full frame: esattamente 20 volte maggiore, ovvero, 3,2x20=64 MP. Una densità di pixel (6,6 MP per mmq) che, almeno per adesso, non è tecnologicamente raggiungibile.

Allo stesso modo, possiamo calcolare quanto deve essere piccolo un ritaglio del fotogramma del full frame, per avere lo stesso degrado di quello dello smartphone: circa la metà della dimensione del sensore dello smartphone. Ovvero 36/20 x 24/20 = 1,8x1,2mm

Riccardo Innocenti


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