messa a fuoco posticipata

by / domenica, 13 ottobre 2019 / Published in Alta Fotografia, Francesco, Il blog

 

Messa a Fuoco Posticipata

Una “filosofia fotografica” completamente da esplorare

 

 

Abbiamo già visto in un precedente articolo, che la luce attraversando una lente si va a concentrare in un unico punto che viene chiamato fuoco. La sua posizione cambia a seconda della curvatura delle lenti cioè dipende dal modo in cui vengono costruite, o per quanto ci interessa dalla realizzazione del gruppo ottico che forma l’obiettivo. L‘immagine acquisita è nitida quando l’elemento fotosensibile della fotocamera si trova nel punto esatto in cui i raggi luminosi che attraversano l’obiettivo convergono, cioè nel fuoco; tutto ciò ovviamente parte dal presupposto che l’obiettivo realizzato sia privo di aberrazioni sia cromatiche che prospettiche. In questo caso diremo che l’immagine è a fuoco in caso contrario diremo che è fuori fuoco o sfocata. La “messa a fuoco” viene realizzata agendo in modo opportuno sul sistema manuale o automatico (autofocus). Per analizzare il concetto precedente dobbiamo considerare inoltre la profondità di campo. Essa dipende dall’apertura del diaframma e dal tipo dell’ottica utilizzata e misura la distanza minima e massima in cui l’immagine risulta sempre messa a fuoco.

nell’ottica geometrica viene detto fuoco il punto dove convergono tutti i raggi luminosi che attraversano la superficie della lente convergente

Ci sono molti sistemi di messa a fuoco automatica e li abbiamo già analizzati; li ricordiamo brevemente: i sistemi per la messa a fuoco automatica si dividono in due categorie: sistemi attivi e sistemi passivi

la maggior parte delle fotocamere utilizza i secondi che a loro volta si dividono in:

  • rilevamento della fase
  • misurazione del contrasto

Il rilevamento della fase consiste nel dividere la luce in ingresso in due immagini e nel compararle. La misurazione del contrasto consiste nel determinare la zona di massimo contrasto che corrisponde alla massima messa a fuoco.

confronto tra il modo di raggiungere la messa a fuoco con la tecnologia Depth from Defocus (DFD) e la misurazione del contrasto

Il rilevamento della fase è il tipo più comunemente usato nelle reflex.

Tutti questi sistemi hanno però in comune un punto: la messa a fuoco avviene prima dello scatto ed una volta che il processo di acquisizione è iniziato non è più possibile cambiare la messa a fuoco dell’immagine. Inoltre possiamo affermare senza paura di smentita che i software di post elaborazione delle immagini riescono a “correggere” moltissime informazioni (luminosità, contrasto etc.) ma correggere la messa a fuoco che è stata acquisita produce dei risultati praticamente trascurabili.

Da pochi anni alcuni costruttori hanno investito molte energie per realizzare un diverso modo di approcciarsi a questo problema tecnico con una filosofia completamente diversa: modificare il punto di messa a fuoco dopo lo scatto potendo cambiare del tutto l’atmosfera dell’immagine in fase di post editing. In questo modo si dovrebbe liberare la creatività del fotografo, prima si scatta e dopo si sceglie il punto focale migliore o desiderato della fotografia.

Due diverse filosofie sono state a più riprese sviluppate da varie case costruttrici:

  • il Post Focus

  • le Immagini Viventi (plenottiche).

Analizziamo in dettaglio come funzionano questi due sistemi.

Per la prima tecnologia è stata annunciata la commercializzazione a breve termine ma non è stata ancora completamente realizzata. Dalle anticipazioni proposte il sistema utilizza la cattura di un video a 4K di risoluzione che combinata alla tecnologia Depth from Defocus (DFD) consente al fotografo di selezionare il punto di messa a fuoco dell’immagine acquisita. Viene eseguita una raffica di scatti, sfruttando la tecnologia della ripresa di filmati alla velocità di 30 fotogrammi al secondo e durante l’acquisizione del filmato il software della fotocamera provvede a spostare il punto di messa a fuoco all’interno della scena catturata. A ripresa avvenuta, l’utente potrà toccare lo schermo LCD per impostare il focus su un punto a propria scelta ed il firmware della fotocamera provvederà all’estrazione del fermo immagine con il piano specificato di messa a fuoco.

La tecnologia Depth from Defocus, letteralmente profondità di sfocatura, si basa su un algoritmo per l’autofocus che funziona in modo molto più efficiente del sistema a rilevazione di contrasto (usato specialmente nelle fotocamere mirroless).

A differenza dei tradizionali sistemi che cercano la messa a fuoco con una serie di aggiustamenti sia in un verso che nel verso opposto fino a raggiungere una condizione stabile, il sistema DFD misura la sfocatura dell’obiettivo ed agisce rapidamente per diminuirla e quindi calcola il modo migliore per raggiungere il fuoco. In pratica viene diminuito il tempo necessario per “andare a caccia” del risultato ottimale.

La seconda tecnologia è stata sviluppata in una prima versione nell’anno 2010 e successivamente ne è stata sviluppata una versione molto più performante.

La fotocamera è costruita con una matrice di minuscole lenti sul sensore di acquisizione. Questo sensore raccoglie quindi la luce da diverse fonti e direzioni. Il software della fotocamera poi utilizza questi dati per determinare da dove arrivano i raggi di luce in entrata al sensore.

confronto tra una acquisizione con un sensore standard ed un sensore plenottica. Il primo acquisisce la risultante dei raggi incidenti sul singolo pixel, il secondo acquisisce separatamente i raggi provenienti da direzioni diverse

Le caratteristiche di questa fotocamera definita Plenottica sono:
L’utente può cambiare il fuoco dopo l’acquisizione, si può passare dal primo piano a un piano diverso.
È molto veloce, non vi è la necessità di mettere a fuoco l’obiettivo prima di scattare una foto.
È molto sensibile in condizioni di scarsa illuminazione, si possono utilizzare obiettivi con grandi aperture del diaframma. È quindi possibile fotografare in condizioni di scarsa illuminazione senza flash.
Si possono registrare delle immagini 3D.
Uno svantaggio è la bassa risoluzione, si possono convertire le immagini da un formato proprietario della fotocamera in un file JPEG ma al massimo con una risoluzione di 2500*1738 (4,3 Megapixel).
Per comprenderne il funzionamento invece di parlare di Megapixel bisogna ragionare in termini di raggi di luce (Megaray). Nelle immagini tradizionali viene acquisito il singolo piano di luce messo a fuoco mentre in questo caso viene utilizzato un sensore capace di acquisire l’intero campo di luce di una scena mediante le microlenti, capaci di catturare ben 11 milioni di raggi di luce (11 Megaray).

In teoria si scatta senza preoccuparsi della messa a fuoco che può essere scelta successivamente. L’immagine acquisita è diversa da quelle tradizionali e potremmo pensarla come una foto di tipo Raw. Toccando un punto del display avremo la stessa foto ma messa a fuoco su punti differenti.

esempio di immagine “grezza” acquisita da una fotocamera plenottica prima di essere rielaborata dall’opportuno software

Un problema è dato sicuramente dal formato dei file registrati che sono di tipo proprietario ed una volta acquisiti possono essere o caricati sul sito della Lytro (https://pictures.lytro.com/) dove possono essere visti al meglio oppure possono essere esportati in formato Jpeg come una singola immagine ma di bassa qualità. Inoltre per elaborare (importare, condividere) le fotografie è necessario scaricare il software Lytro. Il suo utilizzo è legato fortemente all’interno della galleria proprietaria.

Sul mercato troviamo per la prima soluzione descritta:

Tra le case costruttrici di fotocamere è la Panasonic che ha annunciato che il sistema Post Focus sarà utilizzato in futuri modelli ancora da definire per la fine del 2015 o al massimo per l’inizio del 2016 ma ancora prima sarà possibile utilizzare questa tecnologia facendo un upgrade del firmware di alcuni modelli, ad esempio la LUMIX GX8 o la LUMIX FZ300. Non sono ancora stati forniti dettagli sui costi dei futuri modelli.

le fotocamere Lumix che utilizzeranno per prime il sistema Post Focus: la mirroless GX8 e la reflex FZ300

Sul sito ufficiale della Panasonic (http://www.panasonic.com/it/) i vantaggi di questa tecnologia vengono indicati nella facilità di tale operazione che permette una maggiore creatività fotografica nei ritratti e nei paesaggi.

Il sistema DFD è già utilizzato dalla Nokia su alcuni cellulari della serie LUMIA.

Analogamente sul mercato per la seconda soluzione troviamo:

La prima versione della casa produttrice americana LYTRO che è stata commercializzata già dal 2010.

la prima versione della fotocamere Lytro. Visione di insieme ed uno schema delle parti interne

Un piccolo parallelepipedo di cinque pollici di lunghezza praticamente diviso in due parti: la prima, in alluminio, contiene il gruppo ottico (apertura focale f/2, zoom 8x). La seconda parte, in plastica, contiene i tasti di accensione e di scatto ed infine il touchscreen da 1,52 pollici che ne permette i controlli. La fotocamera può avere 8 GB di memoria (che può contenere 350 immagini) oppure 16 GB (che può contenere 750 immagini).

la seconda versione della LYTRO è stata la ILLUM.

Una fotocamera plenottica pensata per i professionisti, il prezzo è di circa 1300 euro. Non avendola a disposizione ho trovato su internet una buona recensione di questo modello sul sito della Macitynet (http://www.macitynet.it/lytro-illum-recensione/).

La Lytro Illum cattura l’intero complesso di raggi luminosi che costituiscono l’immagine. La visione viene, per modo di dire, acquisita tridimensionalmente attraverso delle immagine che la Lytro denomina “fotografie viventi”.

Si può mettere a fuoco l’immagine dopo lo scatto scegliendo gli elementi in primo piano o a quelli sullo sfondo ed inoltre si può esplorare l’immagine passando da un piano all’altro usando il mouse dopo aver scaricato le immagini sul computer.

 

La Lytro Illum monta un obbiettivo zoom di 30-250 mm con apertura f/2.0 fissa e due ghiere sull’obbiettivo per regolare la messa a fuoco e lo zoom. Il sensore viene dichiarato di 40 Megarays ma le immagini finali se stampate avranno solo 4 Mega Pixel. Sul retro si trova un touch screen orientabile da 4 pollici ed alcuni semplici comandi poichè per molte operazioni viene utilizzato il touch screen.

Utilizzare la Lytro Illum è veramente un cambiamento di filosofia.

Innanzi tutto l’apprendimento iniziale è sicuramente impegnativo e si riusciranno ad avere delle soddisfazioni solo dopo parecchio tempo che si sta utilizzando la fotocamera.

Un concetto completamente nuovo è il campo di rifocalizzazione. Esso rappresenta intervallo tra la distanza minima e la distanza massima dove è possibile rifocalizzare l’immagine cioè poter visualizzare in modo nitido e preciso sia gli oggetti in primo piano che quelli in secondo piano. Non è infatti possibile mettere a fuoco da una distanza minima fino alla distanza infinita e come diretta conseguenza avremo che la fotografia finale dipenderà dal punto di messa a fuoco impostato durante lo scatto, alcuni oggetti saranno troppo vicini o troppo lontani per essere messi a fuoco successivamente.

la LYTRO ILLUM permette di vedere con colori diversi il campo di rifocalizzazione vicino e lontano prima dello scatto per poter scegliere la condizione migliore per lo scatto

Per questa ragione la profondità è un fattore importante nella composizione di un’immagine, il punto di messa a fuoco invece deve essere considerato marginale rispetto a quanto accade nella fotografia tradizionale.

La fotocamera Lytro dispone di un indicatore di profondità su cui saranno evidenziati con due colori differenti il campo di rifocalizzazione più vicino (blu) e il campo di rifocalizzazione più lontano (arancio). Giostrando l’acquisizione dell’immagine in base a questi due piani sarà possibile ottenere scatti che sfruttano pienamente le funzionalità delle “immagini viventi”.

Per ottimizzare questa funzione la fotocamera dispone di un tasto che permette di spostare la messa a fuoco. Spostando il punto di rifocalizzazione lontano all’infinito si avrà la massima profondità possibile.

Premendo a metà il tasto Lytro è possibile misurare la relazione di un soggetto inquadrato con i piani vicino e lontano di rifocalizzazione per avere un idea dell’immagine finale.

la seconda versione della fotocamera Lytro: la LYTRO ILLUM

Possiamo infine riassumere i punti di forza e di debolezza della fotocamera:

Caratteristiche della LYTRO ILLUM

Vantaggi

Svantaggi

Buona qualità costruttiva Peso ed ingombro eccessivi
Comandi essenziali ed intuitivi Ottica poco convincente
Obiettivo luminoso Curva di apprendimento lunga
Tecnologia all’avanguardia Tecnologia acerba
Software con funzioni interessanti Software poco potente
Nuova filosofia Utilizzo pieno solo sul sito della Lytro
Prezzo elevato

La stessa tecnologia delle fotocamere Lytro è stata introdotta dalla Toshiba su alcuni dispositivi smartphone e tablet. Questo dispositivo è un piccolo cubo che contiene 500000 lenti dal diametro di 0,03 millimetri posto davanti al sensore di immagine. In questo modo si acquisiscono delle immagini con angolatura diversa ed il firmware provvede a memorizzare l’inquadratura scelta.

Concludiamo con un confronto tra queste due tecnologie:

il Post Focus presenta una risoluzione di 8 Mega Pixel mentre il sistema Lytro ha solo 4 Mega Pixel. Il Post Focus è poco adatto, poiché vengono utilizzati una serie di scatti sequenziali, per i soggetti in movimento dato che si troveranno in posizioni diverse nella sequenza di ripresa, questo difetto è assente invece nel caso di Lytro.

Personalmente non ho provato nessuna delle proposte commerciali citate ma tutti questi sistemi attirano la mia curiosità come un campo in cui si possono fare nuove esperienze fotografiche, che vorrei anche sperimentarle, ma il mio istinto fotografico mi riporta ad usare una buona reflex.

 

FRANCESCO

questo articolo è stato pubblicato sulla rivista FOTOGRAFARE 10 (Ottobre) del 2015 nella rubrica di ALTA FOTOGRAFIA.

P.S. Visto il tempo trascorso dalla pubblicazione va precisato che l’impianto tecnico dell’articolo è sempre valido ma risulteranno poco attendibili le eventuali ricerche di mercato o le scansioni temporali dei prodotti fotografici citati nel medesimo.

 

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