Come leggere i grafici

Come leggere i grafici dei LabTest del

Centro Studi Progresso Fotografico


La misura della sensibilità



Per la misura della sensibilità utilizziamo i dati ottenuti dai file Raw. Il valore numerico di sensibilità della fotocamera indica quanta luce occorre che giunga al sensore per avere un’esposizione corretta; la norma ISO 12232 suggerisce come esposizione corretta quella che consente di avere 3 EV in sovra-esposizione rispetto alla luminosità media dell’immagine. Per misurare la sensibilità quindi misuriamo la quantità di luce (H in lux x secondi) che consente di avere sulla fotocamera un segnale al 12,5% del segnale massimo registrabile (quello di saturazione)

La sensibilità è data dalla formula S = 10/H.

Nel grafico presentiamo sull’asse delle ascisse i valori nominali, ovvero l’impostazione ISO della fotocamera, e sull’asse delle ordinate la sensibilità ottenuta con le nostre misurazioni. I due dati coincidono quando i punti colorati giacciono sulla diagonale.

E’ importante notare che eventuali differenze tra i due valori non costituiscono un indice di cattivo funzionamento della fotocamera, ma semplicemente descrivono il suo comportamento. Ad esempio la Leica M Monochrom ha per le due sensibilità nominali 160 e 320 lo stesso valore misurato 300; questo significa che a livello di immagine Raw le due impostazioni di sensibilità si comportano in modo identico.

Sarà solo durante la trasformazione in Jpeg che le immagini verranno differenziate, tramite l’utilizzo di una diversa curva di trasferimento.

Analogamente alle sensibilità maggiori talvolta il segnale luminoso non viene amplificato analogicamente (totalmente o in parte), ma solo dopo la conversione analogico/digitale, con una semplice operazione di moltiplicazione. Questo si verifica normalmente con le sensibilità siglate come “estese” . Il più delle volte la moltiplicazione avviene prima della registrazione nel formato Raw, ma può avvenire anche successivamente, durante la trasformazione in Jpeg sulla fotocamera o tramite il software di conversione. In questo caso il grafico mostrerà una sensibilità misurata inferiore a quella nominale; una situazione di questo tipo si verifica ad esempio con la Fujifilm X Pro 1.


La misura del rumore



Il rumore nelle immagini si presenta come irregolarità nella luminosità e nel colore. Il rumore è tanto più fastidioso quanto più ci impedisce di distinguere il segnale luminoso; quindi non è importante valutare il rumore in sé, bensì il rapporto tra il segnale ed il rumore (segnale/rumore).

Tanto maggiore è il rapporto segnale/rumore, tanto migliore è l’immagine.

Per avere la migliore corrispondenza possibile tra le variazioni del rapporto segnale/rumore e la nostra percezione, dato che la vista lavora su scala logaritmica, dobbiamo passare da una rappresentazione lineare (quella che abbiamo usato nei nostri grafici finora) ad una logaritmica, riportando i valori del rapporto segnale/rumore in decibel (dB) , dove dB = 20 log10 (segnale/rumore).

Dunque i valori numerici risultano differenti rispetto al passato e non sono direttamente confrontabili, ma pubblicheremo un articolo in modo da presentare i dati rielaborati delle principali fotocamere.


Il contenimento del rumore: dati completi



Questo grafico riassume tutte le misurazioni eseguite. Per ogni sensibilità (ogni curva colorata) misuriamo il rapporto segnale/rumore a numerosi livelli di esposizione.

I livelli di esposizione massimo (3 EV) corrisponde al massimo segnale registrabile (100%). Ogni step EV in meno corrisponde ad un dimezzamento dell’esposizione. Abbiamo evidenziato inoltre il livello grigio 18% (18% del segnale) perché su questo livello valuteremo più in dettaglio i dati nei grafici successivi.

E’ evidenziato anche il livello 20db, che costituisce secondo le norme ISO il livello minimo al quale si ha una buona qualità delle immagini, per il quale il segnale è 10 volte più grande del rumore. Questo livello ci servirà per valutare la latitudine di posa.

Il confronto di sensori con diversa risoluzione

Molto spesso ci si trova nella necessità di confrontare fotocamere con un numero di pixel diverso.

La logica ci dice che più aumenta il numero di pixel, a parità di dimensioni del sensore, più si riducono le dimensioni di ogni pixel; si riduce quindi la quantità di luce incidente e di conseguenza il rapporto segnale/rumore.

Questo ragionamento vale però solo a livello di ogni singolo pixel, e non vale se consideriamo le immagini prodotte dall’intero sensore.

Per eseguire un confronto significativo dobbiamo riferirci ad un’applicazione pratica, come ad esempio una stampa, e vedere come due fotocamere con diversa risoluzione si comportano per ottenere lo stesso prodotto finale.

Una stampa 20×30 cm (circa un A4) stampato a 300 dpi contiene circa 8 Mpixel. Ricampioniamo allora l’immagine a questa risoluzione più bassa e calcoliamo di conseguenza il nuovo rapporto segnale / rumore, che sarà sempre più alto, dato che il rumore viene a ridursi nella “fusione” di più pixel.

Dunque confrontare fotocamere con diversa risoluzione è possibile e per questo prevediamo in entrambi i grafici “Contenimento del rumore – con grigio 18%” e “Latitudine di posa”, delle curve specifiche in colore blu ottenute ricampionando i valori per delle stampe 20×30 cm.


Il contenimento del rumore con grigio 18%

In questo grafico riportiamo gli stessi dati presenti nel grafico precedente “Contenimento del rumore: dati completi” per il solo segnale 18%, in modo più facilmente leggibile e confrontabile.

Sull’asse delle ascisse riportiamo i valori ISO misurati, quindi in presenza di differenze tra i valori di sensibilità nominali e misurati (vedi grafico sensibilità ISO), i punti di misurazione risulteranno leggermente spostati rispetto ai riferimenti dell’asse.

La linea rossa riporta i dati rilevati direttamente sul sensore e possono essere utilizzati per confrontare fotocamere dotate dello stesso numero di pixel.

La linea blu riporta invece i dati ricampionati a 8 Mpixl, simulando l’effetto su una stampa 20×30 cm, e ci consente quindi di confrontare anche fotocamere che dispongono di un numero di pixel diverso.


Il grafico latitudine di posa



La latitudine di posa ci dice quanti livelli di grigio possiamo visualizzare. Questo dato, di estrema importanza per il fotografo, è strettamente legato alla capacità della fotocamera di riprodurre segnali luminosi di bassa intensità con poco rumore. Secondo le norme ISO perché l’immagine sia ben leggibile anche nelle ombre il rapporto segnale / rumore non deve scendere sotto i 20 db.

Partendo quindi dal grafico “Contenimento del rumore: dati completi” valutiamo per quanti EV il rapporto segnale/rumore rimane al di sopra del valore 20db.

Anche per questo grafico utilizziamo in ascisse i valori ISO misurati, e riportiamo 2 curve, una rossa che si riferisce al dato misurato sul sensore, ed una blu relativa ai dati ricampionati per una stampa 20x30cm. Quest’ultima risulta più pratica per confrontare le prestazioni di diverse fotocamere.

 

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