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Guida: Dimensione del sensore nelle fotocamere digitali
Quando le fotocamere ancora usavano pellicole, il sensore fotografico era di uguali dimensioni per (quasi) ogni modello, con striscie di pellicola di 35 mm che usavano tutte le fotocamere; dalle più semplici compatte alle più avvanzate SLR. Con le fotocamerre digitali, la situazione è cambiata e si dice spesso che le SLR hanno sensori migliori. Ma perché?
Franck Mée
Pubblicato 30 Agosto 2009
Pubblicato 30 Agosto 2009
Il range dinamico
Un elemento che è spesso meno discusso con sensori grandi, o, più precisamente, pixel grandi, è il range dinamico. È la loro abilità di riprodurre detagli sia a livelli di luce bassi che alti. Qui, la compatta (sulla destra) ha completamente brucciato questa fotografia della finestra, con particolari parti della veneziana praticamente invisibili, nonostante il fatto che tutta l'immagine è uniformemente esposta.
I pixel più grandi sull'SLR (sulla sinistra) riescono a catturare più luce senza diventare saturati. Sono, quindi, più in grado di gestire grandi differenze di illuminazione e produrre dettagli dapertutto. Hanno meno problemi individuando dettagli su un vestito bianco accanto a un vestito nero – i fotografi di matrimonio hanno imparato ad apprezzarlo.
I pixel più grandi sull'SLR (sulla sinistra) riescono a catturare più luce senza diventare saturati. Sono, quindi, più in grado di gestire grandi differenze di illuminazione e produrre dettagli dapertutto. Hanno meno problemi individuando dettagli su un vestito bianco accanto a un vestito nero – i fotografi di matrimonio hanno imparato ad apprezzarlo.
Un sensore più grande significa che:
- si possono scattare migliori foto in condizioni di luce più bassa;
- si ha più controllo sulla profondità del campo per provare diversi effetti.
- stare attenti a non ridurre troppo la profondità del campo.
Anche con le prime fotocamere digitali compatte, i produttori cercavano di ridurre i costi. È logico che un sensore più piccolo è più economico da produrre. Potete ottenere di più da un singolo wafer di silicio, e se una componente singola è diffetosa, si spreca di meno.
Nelle SLR, però, era difficile adattare la dimensione del sensore, perché usa lo stesso obiettivo che il mirino, e quindi non si può ridurre senza rendere il mirino più difficile da usare. Era anche importante che il costoso kit dell'obiettivo in cui i fotografi professionali hanno investito rimane compatibile con la loro nuova attrezzatura.
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24 x 36
APS 4/3'' 1/1.6'' 1/2.3'' 1/2.5'' |
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Come risultato, c'è una chiara distinzione tra le fotocamere con ''sensori grandi', misurando almeno 13 x17 mm e quelle con ''sensori piccoli'', che sono al massimo 6 x 8 mm. I primi (in verde e blu nel diagramma di sopra) sono usati nelle SLR, le ibride fotocamere micro quattro terzi e molte altre fotocamere. Gli ultimi (in giallo e rosso) sono riservati per tutte le altre fotocamere digitali: compatte e bridge.
Il fattore principale: sensibilità
Un sensore è fatto di migliaia e migliaia di pixel piccoli che possono trasformare luce in un segnale elettrico. A ogni singolo pixel si può pensare come a un piccolo panello solare che cattura la luce di un colore primario: rosso, verde o blu.
Pensarlo così ha senso: un grande panello solare prende più luce solare che uno più piccolo e quindi può provvedere più elettricità. Tranne alcuni dettagli tecnici, lo stesso è vero per ogni singolo pixel. È ovvio che se mettete 12 milioni di pixel su un sensore che misura solo 4.5 x 6 mm (come nel Canon Ixus 110 IS), ogni singolo pixel sarà più piccolo che se mettete lo stesso numero su un sensore più grande (15 x 23 mm) (come nel Nikon D5000).
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| Pitch | 5 μm | 2 μm | 1.54 μm |
| Sensore | 14 Megapixel - CMOS | 12 Megapixel - Super CCD | 12 Megapixel - CCD |
| Dimensione | APS | 1/1.6'' | 1/2.3'' |
| Esempio | Pentax K20D | Fujifilm F200EXR | Panasonic FX40 |
Questi diagrammi dimostrano come sono combinati i pixel in tre diverse fotocamere che sono al momento largamente disponibili. La freccia rappresenta i pixel, la distanza tra ogni pixel. Da destra a sinistra, si trova una SLR digitale seguita da due compatte. Notate le dimensioni diverse dei pixel sensibili (le aree colorate).
Un po' di matematica dimostra che i pixel della D5000 sono di circa 12 volte più grandi di quelli dell'Ixus 110 IS. Si tratta di un paragone estremo, perché le SLR in generale hanno risluzioni più alti (più pixel) che le compatte. In generale, però, ogni pixel su una SLR sarà da otto a dodici volte più grande che su una compatta, e quindi se entrambi ricevono la stessa quantità di luce, la SLR riuscirà a catturare da 8 a 12 volte di più, e quindi produrre una corrente più forte.
La stessa risoluzione, la stessa sensibilità (ISO 1600), ma diversa dimensione del sensore.
C'è una SLR con un APS sopra, e sotto una compatta
La stessa risoluzione, la stessa sensibilità (ISO 1600), ma diversa dimensione del sensore.
C'è una SLR con un APS sopra, e sotto una compatta
Allora, se la corrente è troppo debole, è difficile misurare precisamente. Il segnale deve essere amplificato, che aumenta la possibilità di piccoli errori casuali che si introducono mentre viaggia. Il risultato finale sono fotografie ''rumorose''. Nel esempio di sopra, potete vedere quanto è sgranata la fotografia di sotto. Una corrente più forte non bisognerà amplificazione e può essere efficacentemente misurata senza qualsiasi rumore aggiuntivo.
Non dimenticate la profondità del campo
A noi piace se i nostri scatti di paesaggio sono nitidi a ogni distanza. Ma a volte, vogliamo fare lo sfondo o il primo piano un po' rumoroso, o cercare di nascondere un dettaglio tra la fotocamera e il soggetto. L'abilità di adattare la dimensione della zona che è nel fuoco – si chiama la profondità del campo – è legata alla dimensione fisica dell'immagine che finisce sul sensore. Per coprire un sensore che è 15 mm alto, la stessa immagine dovrà essere tre volte più grande di come sarebbe se ci fosse un sensore di 5 mm.
Diverse dimensioni del sensore: compatta a sinistra, SLR a destra
A noi piace se i nostri scatti di paesaggio sono nitidi a ogni distanza. Ma a volte, vogliamo fare lo sfondo o il primo piano un po' rumoroso, o cercare di nascondere un dettaglio tra la fotocamera e il soggetto. L'abilità di adattare la dimensione della zona che è nel fuoco – si chiama la profondità del campo – è legata alla dimensione fisica dell'immagine che finisce sul sensore. Per coprire un sensore che è 15 mm alto, la stessa immagine dovrà essere tre volte più grande di come sarebbe se ci fosse un sensore di 5 mm.
Diverse dimensioni del sensore: compatta a sinistra, SLR a destra
In questo caso, il fuoco è sul naso dell'uomo e tutte e due le foto sono scattate dalla stessa distanza, con le stesse impostazioni, una lunghezza focale uguale a 105 mm e un'apertura di f/5. A sinistra si trova il risultato di una compatta con un sensore ½.3'', mentre a destra si trova una SLR con un sensore APS.
Notate che a sinistra, i nastri che cadono sul armadio nello sfondo sono ancora chiaramente visibili, mentre a destra sono completamente rumorosi. A sinistra, lo sfondo distrae l'attenzione dell'occhio e può essere fastidioso, ma a destra, l'occhio è attrato dai dettagli nitidi della faccia e può ignorare lo sfondo.
State attenti, però, siccome può essere problematico se riducete troppo la profondità del campo: qui, nei nostri esempi, nell'SLR è tanto ridotta che la faccia non è completamente nitida. Per evitare questo effetto, dovete usare le impostazioni manuali della camera per chiudere il diaframma.
Misurare la dimensione del sensore
Tutto ciò che ci rimane, quindi, è misurare la vera dimensione dei sensori. Ed è molto difficile. Siccome i produttori ancora usano le tecniche ereditate dalla produzione di televisori a cubo catodico, quello che è citato è il diametro di un cerchio nel quale si applica la cornice, misurato in pollici.
Non vale la pena cercare di capire il perché o come funziona, ma possiamo riesaminare le dimensioni più comuni e darvi un esempio delle fotocamere che le usano:
Notate che a sinistra, i nastri che cadono sul armadio nello sfondo sono ancora chiaramente visibili, mentre a destra sono completamente rumorosi. A sinistra, lo sfondo distrae l'attenzione dell'occhio e può essere fastidioso, ma a destra, l'occhio è attrato dai dettagli nitidi della faccia e può ignorare lo sfondo.
State attenti, però, siccome può essere problematico se riducete troppo la profondità del campo: qui, nei nostri esempi, nell'SLR è tanto ridotta che la faccia non è completamente nitida. Per evitare questo effetto, dovete usare le impostazioni manuali della camera per chiudere il diaframma.
Misurare la dimensione del sensore
Tutto ciò che ci rimane, quindi, è misurare la vera dimensione dei sensori. Ed è molto difficile. Siccome i produttori ancora usano le tecniche ereditate dalla produzione di televisori a cubo catodico, quello che è citato è il diametro di un cerchio nel quale si applica la cornice, misurato in pollici.
Non vale la pena cercare di capire il perché o come funziona, ma possiamo riesaminare le dimensioni più comuni e darvi un esempio delle fotocamere che le usano:
| Standard | Diagonale | Dimensioni | Esempi |
| 1/2.5" | 7.18 mm | 4.29 x 5.76 mm | Panasonic TZ6 |
| 1/2.3" | 7.7 mm | 4.62 x 6.16 mm | Nikon P90, Canon 110 IS |
| 1/2" | 8 mm | 4.8 x 6.4 mm | Fuji F70EXR |
| 1/1.7" | 9.5 mm | 5.7 x 7.6 mm | Canon G10 |
| 1/1.6" | 10 mm | 6 x 8 mm | Fuji S200EXR |
| 4/3" | 21.6 mm | 13 x 17.3 mm | 4/3 SLR e Micro 4/3 |
| APS | 24.8 mm to 28.4 mm |
13.8 x 20.7 mm (Sigma) to 15.8 x 23.6 mm (Nikon, Sony) |
SLR generale |
| 24 x 36 | 43.3 mm | 24 x 36 mm | Nikon D700, Sony Alpha 900 |
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