Fotocamera: Funzionamento e Caratteristiche

Ad oggi esistono due tipologie di macchine fotografiche, quelle analogiche oppure quelle digitali. Tra fotocamera queste vi sono delle fondamentali differenze, ma quella che spicca sta nella fotosensibilità delle due, ovvero nell’elemento in grado di catturare la luce. Il processo fotochimico che avviene allo scatto dell’immagine nasce con il lascia passare dei fotoni attraverso una superficie fotosensibile, detta anche pellicola, sulla quale si vanno a formare le immagini in negativo, dopodiché l’immagine verrà sviluppata e infine verrà stampata su carta fotografica. Nel caso specifico tratteremo le macchine fotografiche digitali e i loro componenti per comprenderne il funzionamento:

1. Funzionamento
2. I sensori
3. I megapixel

Funzionamento di una Fotocamera

Il funzionamento di una fotocamera digitale è di per sé molto complesso, ma può essere spiegato in maniera molto semplicemente evitando i tecnicismi inutili ai fini dell’illustrazione del funzionamento. Tutto inizia dalla luce che attraversa l’obiettivo della fotocamera, di seguito questa viene deviata dal pentaspecchio, ovvero lo strumento che permette di vedere l’immagine capovolta nel verso giusto attraverso il mirino della macchina fotografica. Quando viene premuto il pulsante di scatto lo specchio e la tendina dell’otturatore si sollevano lasciando che la luce colpisca il sensore e ottenendo così l’immagine.

Per quanto riguarda le fotocamere di tipo mirrorless e quelle compatte non sono dotate di specchio e di pentaprisma quindi il meccanismo è un po’ differente poiché la luce colpirà direttamente il sensore.

Per comprendere al meglio il funzionamento della fotocamera è bene tenere conto anche delle funzioni singole dei suoi componenti:

L’obiettivo di una telecamera innanzitutto può essere fisso o mobile, dunque per le fotocamere compatte o bridge, oppure mobile e facilmente intercambiabile con obiettivi funzionali alla modifica della lunghezza focale o ai diaframmi.

La luce che passa attraverso l’obiettivo viene dosata da un meccanismo circolare o poligonale formato da sottili lamine metalliche chiamato diaframma.

Lo specchio riflette la luce che passa attraverso l’obiettivo per poter visualizzare l’immagine dal mirino.

Il pentaprisma ha il compito di aggiustare l’immagine che altrimenti presenterebbe i lati destro e sinistro invertiti.

Infatti nel momento dello scatto lo specchio si solleva in modo che l’immagine possa essere catturata dal sensore. Quindi quando lo specchio si chiude in realtà sta dando la possibilità di mettere a fuoco l’immagine senza l’intrusione di luce riflessa al suo interno. Questo meccanismo non è presente invece per le fotocamere compatte, bridge e mirrorless. In queste ultime la luce passa attraverso l’obiettivo della fotocamera e colpisce direttamente il sensore. Come abbiamo già precisato, e la visione dell’immagine avverrà direttamente dallo schermo LCD posteriore o nell’eventualità sia presente un mirino elettronico, da questo.

La mancanza dello specchio e del pentaprisma porta con sé dei vantaggi. Per prima vi è la possibilità per i produttori di realizzare fotocamere più piccole e leggere, che sono sicuramente più facili da trasportare. Inoltre queste fotocamere possiedono una maggiore velocità di messa a fuoco e maggiore velocità di scatto oltre all’assenza di micro movimenti dovuti all’alzamento dello specchio. Queste caratteristiche, durante le esposizioni lunghe, possono generare micro mosso. Ciò che però mette in gran svantaggio le fotocamere mirrorless è la breve durata della batteria. Potrai portarla con te ovunque perché leggera, farai foto eccezionali, ma probabilmente non riuscirai ad usarla quanto avresti voluto!

L’otturatore è il dispositivo che ha la funzione di controllare per quanto tempo il sensore resta esposto alla luce. Questo tempo viene regolato tramite la lunghezza dei tempi di scatto della fotocamera. L’otturatore è composto da due superfici di stoffa o metallo disposte in parallelo sul piano focale e formano una fessura che permette il passaggio alla luce.

Il mirino è quello strumento che permette di visualizzare la scena inquadrata, ma può essere di diversi tipi: ottico e digitale.

Il mirino ottico viene usato soprattutto nelle fotocamere reflex digitali e analogiche che siano ma soltanto negli apparecchi di fascia professionale. Questa tipologia di mirino permette una visione completa della scena inquadrata.

Il mirino digitale o elettronico si trova nelle fotocamere digitali non reflex. E’ costituito brevemente da un display che visualizza in tempo reale l’immagine acquisita. La visione del mirino digitale viene detta anche visione Live View in quanto la luce arriva direttamente sul sensori. Le informazioni grafiche vengono elaborate dal processore e visualizzate nel monitor posteriore della fotocamera. Questo processo, come chiarito in precedente, è impossibile per la fotocamera reflex in quanto la luce in eccesso verrebbe semplicemente portata fuori dallo specchio.

È sempre di una grande comodità possedere una fotocamera con un display LCD posteriore che si possa articolare a proprio piacimento, poiché permette di scattare fotografie in differenti situazioni. Cosa impossibile da gestire con un display fisso. Si pensi alle occasioni nelle quali la fotocamera deve stare lontana dai nostri occhi, come ad un concerto o in occasione di una gita, magari le foto si dovranno fare a braccia alzate e quindi non si potrà visualizzare l’immagine, almeno in parte, sullo schermo principale. Ma non solo, se lo schermo si articola questo permetterà di vedere ciò che si sta fotografando da qualsiasi angolatura lo si stia facendo.

È bene ricordare che però gli schermi LCD sono scarsamente visibili in condizioni di forte illuminazione, per questo nelle fotocamere senza specchio il display può essere accompagnato da un piccolo mirino ottico che possa permettere l’alternarsi dell’utilizzo dello schermo quando la luce non è favorevole. Nelle fotocamere reflex si osserva la scena per come è realmente attraverso l’obiettivo, ma solo dopo aver scattato si può finalmente vedere l’effetto delle regolazioni applicate alla foto, mentre nelle fotocamere di tipo mirrorless vi è la possibilità di vedere un’anteprima costante di come verrà la foto a seconda dei settaggi da noi usati anche grazie allo schermo.

I sensori

Prima dell’avvento del mondo digitale l’immagine era impressionata su pellicola. Ma oggi con le telecamere digitali, l’immagine si imprime sul sensore.

I sensori più usati nelle fotocamere sono il CCD (Charge-Coupled Device) e il CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). CCD e CMOS hanno caratteristiche e d’uso differenti:

• Il CCD ha una qualità di immagine superiore e genera meno rumore del CMOS.
• Il CMOS consuma molta meno energia del CCD, è più economico e permette una maggiore velocità nella raffica.

Per via delle caratteristiche che abbiamo elencato il sensore CMOS è stato implementato sulle fotocamere compatte e sugli smartphone. Il sensore CCD, invece, è stato destinato a tutti quegli apparecchi fotografici che ambivano ad altissime prestazioni professionali. Nonostante tempo fa le differenze tra i due sensori fossero molto chiare, la tecnologia fa sempre passi avanti. Fino ad aver portato le due tipologie di sensori ad essere molto simili. Infatti non è raro vedere il sensore CMOS utilizzato anche su fotocamere di fascia medio-alt, che inizialmente non gli apparteneva affatto.

I megapixel

La risoluzione di un sensore si indica con i Megapixel. In fotografia digitale 1 megapixel è pari ad un milione di pixel e brevemente sta ad indicare il numero di pixel ci sono in totale su un’immagine, o meglio ancora quanti pixel sono presenti sul sensore della fotocamera. Per esempio un sensore che realizza immagini da 4288×2848 pixel ha 12,2 megapixel (4288 × 2848 = 12.212.224).

Non è una novità che il marketing crei bisogni che non esistono, purtroppo ha colpitp ancora facendo credere una buona fetta dei consumatori che un più alto numero di megapixel corrisponda automaticamente a una maggiore qualità dell’immagine, ma questa non è la verità assoluta. Un numero più elevato di pixel permette un maggior potere risolutivo, e questa caratteristica ha influenza sulle dimensioni di stampa, ma la qualità dell’immagine dipende dai seguenti 3 parametri:

1. Gamma dinamica: la capacità del sensore di registrare dettagli nelle zone con alte luci (zone molto illuminate) e nelle zone d’ombra (zone molto scure).
2. Sensibilità ISO: la sensibilità alla luce di un sensore viene definita nello standard ISO (International Standard Organization), più aumenta il livello tecnologico dei sensori e minore sarà il rumore nell’immagine ad alti ISO.
3. Nitidezza: quando si parla di “nitidezza” della foto si fa riferimento alla chiarezza complessiva di un’immagine in termini sia di messa a fuoco che di contrasto. Quando il soggetto di un’immagine è nitido, l’immagine appare chiara e realistica, con dettagli, contrasto e trama elevati. Le immagini prive di nitidezza o “morbide” possono apparire sfocate e con scarsi dettagli.

La gamma dinamica e la sensibilità ISO sono parametri che dipendono esclusivamente dal sensore e sono dipendenti sia dalle sue dimensioni sia dalla sua tecnologia, mentre la nitidezza dipende non solo dal sensore ma anche dalla qualità dell’obiettivo.

Per chiarire dunque è bene ricordare che a parità di tecnologia e megapixel più un sensore sarà grande e più gamma dinamica e meno rumore ad alti ISO avrà rispetto alla sua controparte di dimensioni più ridotte. Per questa ragione stessa bisogna avere almeno 18 megapixel su un sensore largo 36x24mm. Daranno tutt’altro risultato rispetto ad avere lo stesso numero di megapixel ma su un sensore delle dimensioni di 6.16×4.62mm.