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Corso di fotografia online gratuito – 4° lezione – La macchina fotografica digitale: il sensore

sensore

In questa quarta lezione del corso di fotografia online parliamo di uno dei più importanti componenti della nostra macchina fotografica: il sensore.

Il sensore è un supporto fotosensibile che converte la luce catturata dall’obiettivo in una carica elettrica traducendola in segnali elettronici.

Prima dell’avvento del digitale questo compito era assegnato alla pellicola, un nastro fotosensibile capace di conservare l’immagine catturata attraverso un processo chimico.

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Com’è fatto un sensore digitale?

Un sensore digitale è un rettangolino, più o meno grande, di silicio pieno zeppo di fotodiodi e dotato di vari collegamenti necessari, sia interni che verso il resto delle componenti della fotocamera.

I fotodiodi sono dei dispositivi sensibili alla luce in grado cioè di riconoscere una determinata lunghezza d’onda e di trasformare questo evento in un segnale elettrico (file digitale). Tali fotodiodi però “vedono” solo in bianco e nero, o meglio, non sono in grado d’individuare il colore della luce che hanno immagazzinato.

 

Com’è possibile allora che le foto escano a colori?

Davanti ai fotodiodi (nell’immagine sotto sarebbero i quadratini grigi) è posizionata una griglia composta da tanti filtri colorati (bayer) ognuno dei quali con uno dei tre colori primari nella proporzione 50% verde, 25% rosso, 25% blu. Ogni singolo filtro lascia passare solo la luce del suo colore!

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A questo punto interviene il processore della fotocamera che applica un algoritmo chiamato “demosaicing” che prende come riferimento una griglia di 4 elementi (2 verdi, 1 blu e 1 rosso) e, mescolando i tre colori primari, ottiene informazioni sul colore.

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La densità dei pixel sul sensore determina il valore dei megapixel del sensore stesso.

 

Tipologie di sensori attualmente in commercio

Gli attuali sensori in circolazione sono suddivisi in 2 famiglie tecnologiche: CCD (charged coupled device) e CMOS (complementary metal oxide semiconductor).

Senza entrare troppo nel dettaglio possiamo dire che nei sensori CCD ogni carica dei pixel viene trasferita su un numero imitato di nodi, convertita in microvolt e trasferita in modalità analogica alla macchina. Nei sensori CMOS invece, ogni pixel ha una propria conversione di carica e il sensore stesso possiede un amplificatore di segnale, un riduttore di rumore ed un circuito di digitalizzazione. Ne deriva quindi che il segnale in uscita è di tipo digitale.

Ognuna delle due tecnologie ha punti di forza e debolezza che le rendono adatte per certe applicazioni e non per altre. Riassumendo però le differenze principali sono:

  • Il CCD realizza un’immagine di più alta qualità e basso livello di rumore rispetto al CMOS
  • Il CCD consuma parecchia energia in più rispetto al CMOS
  • Il CCD è più costoso
  • Il CMOS ha una complessità maggiore rispetto al CCD

Ad oggi i sensori sono equiparabili anche perché le compagnie hanno continuato a migliorare entrambe le tipologie di sensori puntando a migliorare la qualità dell’immagine per i CMOS e a contenere i consumi per i CCD.

 

Formati dei sensori

Spesso quando si acquista una macchina fotografica si guarda solamente al numero di megapixel tralasciando invece l’importanza del formato del sensore. Non sempre ad una elevata quantità di megapixel corrisponde un’elevata qualità dell’immagine.

Non a caso le fotocamere full frame, che hanno un sensore grande da 36x24mm, garantiscono una qualità migliore dell’immagine e anche un minor “rumore” sulle basse luci. Questo perché ad un sensore più grande corrispondono pixel più grandi che catturano più luce e con una resa migliore. Ecco perché sensori piccoli (per esempio) da 8 megapixel scattano foto peggiori di sensori grandi a 4 megapixel.

Detto ciò riassumiamo rapidamente i principali formati dei sensori attualmente sul mercato:

  • FULL FRAME (pieno formato), 36.0 x 24.0 mm, equivalenti al classico formato 35mm di 24x36mm;
  • APS-H, 28.7 x 19.1 mm, pari a ca. il 63% del full frame (fattore moltiplicazione 1.3X);
  • APS-C, 22.5 x 15.0 mm, pari a ca. il 38% del full frame (fattore moltiplicazione 1.6X)

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La dimensione del sensore è quindi un parametro FONDAMENTALE da verificare quando si acquista una nuova macchina fotografica. Difficilmente sensori piccoli daranno risultati accettabili mentre sensori grandi, anche se con meno megapixel, daranno grosse soddisfazioni.

Se vi siete persi le lezioni precedenti potete consultare questa pagina dove c’è un riepilogo di tutte le lezioni del corso.

Inoltre, se vi è piaciuta questa lezione vi chiedo la cortesia di condividerla. Grazie!

Corso di fotografia online gratuito – 4° lezione – La macchina fotografica digitale: il sensore ultima modifica: 2016-01-18T17:44:12+00:00 da Stefano

Riguardo all'autore

Stefano

Sono un informatico con la passione smisurata per la fotografia, ho fondato il PHOTOBLOG nell'estate del 2016 per cercare di unire la mia passione al mio lavoro.
Ho iniziato per scherzo e ora mi ritrovo, con enorme orgoglio e umiltà, a gestire un sito in continua crescita tra i più visitati in Italia nel suo genere.
Cerco sempre notizie fresche, collaborazioni con fotografi e argomenti che possano essere utili a chiunque si avvicini al fantastico mondo della fotografia.

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