Perché i produttori ci offrono fotocamere del 21° secolo con esposimetri del 19° secolo?
Qualche informazione di partenza
Sicuramente conoscete la tecnica di esporre a destra (vedi questo mio articolo), presentata da Michael Reichmann nel 2003 (Expose Right) e da allora nota come ETTR (Expose To The Right).
I punti fondamentali di quell’articolo sono questi:
Un sensore è un dispositivo analogico. Quando la luce (fotone) colpisce un pixel del sensore, viene generata una corrente elettrica proporzionale all’ammontare di luce ricevuta. Tanto per farci due risate, ricordate che la pellicola è … digitale! I singoli grani di alonugero d’argento stesi su di essa, diventano neri se colpiti dalla luce. Non esistono mezze misure, o rimangono bianchi o diventano neri. Le tonalità sono create quando prendiamo un gran numero di tali grani (i grani sono di circa 2 micron di dimensioni). E’ un po’ il modo in cui le stampanti a getto fanno il dithering. Si crea l'illusione di tante tonalità, accostando dei punti di pochi colori. Guardate l'immagine in cui abbiamo solo due colori, il rosso ed il blu. Se abbiamo tanti puntini piccoli e vicini, il nostro occhio percepisce il colore viola. Con la pellicola in bianco e nero, la grana produce lo stesso effetto, tante sfumature di grigio pur avendo dei grani o bianchi o, se colpiti dalla luce, neri.
Questa corrente crea una differenza di potenziale, una tensione. Questa tensione analogica viene campionata e discretizzata da un convertitore analogico/digitale. La conversione, meglio, la discretizzazione, può essere a 12 o 14 sulle moderne reflex digitali. Questo vuol dire 4096 (12 bit) o 16384 (14 bit) valori tonali diversi.
Questi dati digitali sono salvati su scheda perché rappresentano il file raw. Se invece la fotocamera è impostata per generare file jpg, allora converte questi dati in un formato a 8 bit (256 valori tonali) e poi li salva su scheda come file jpg. In questa sede non voglio fare confronti tra raw e jpg.
Le odierne reflex digitali hanno una gamma dinamica di 8/10 diaframmi, molto più di soli cinque anni fa.
I dati nel file raw sono lineari, non viene applicata alcuna curva di correzione dei toni. Questo viene fatto nello sviluppatore raw, in software come Lightroom. La pellicola ha una curva tonale caratteristica. L’occhio umano vede in modo logaritmico. Il digitale è lineare: raddoppiate la luce e raddoppia la tensione generata.
Ragioniamo su una reflex con 12 bit di discretizzazione (il ragionamento è analogo per 14 bit). Questa reflex avrà 4,096 valori tonali differenti Immaginiamo una gamma dinamica di 10 diaframmi, per comodità. Se dividiamo i 4096 valori sui 10 diaframmi, i dati si distribuiranno in questo modo (pensate all’istogramma diviso in 10 parti uguali):
10 (Diaframma più luminoso) |
2048 valori tonali |
9 (Quello dopo) |
1024 valori tonali |
8 |
512 |
7 |
256 |
6 |
128 |
5 |
64 |
4 |
32 |
3 |
16 |
2 |
8 |
1 (Diaframma più scuro) |
4 valori tonali |
Potete notare come ogni diaframma contenga la metà dei dati di quello precedente. Questo ci aiuta anche a capire perché il rumore si annida nelle ombre. Il rumore di fondo del sensore è un valore abbastanza piccolo. Tuttavia, mentre nelle aree luminose è una piccola percentuale del segnale, nelle ombre è presente meno segnale e perciò il rumore diventa confrontabile con esso.
Molti di voi queste cose le sapevano già. E poi, perchè sono importanti nel dire che abbiamo esposimetri del 19° secolo?
Gatti neri e gatti bianchi
Facciamo un esempio, immaginate due gatti, uno bianco ed uno nero. Quello nero è in piedi su un mucchio di carbone, quello bianco è in mezzo alla neve. Capita la situazione? Nero su nero e bianco su bianco. Ora puntate la fotocamera verso il gatto nero e scattate. Poi puntatela verso il gatto bianco e scattate. Come sono le foto? Come insegno (con tanto di prova pratica) nei miei corsi e workshop, le immagini sono molto simili, entrambe di gatti grigi su sfondo grigio. Perché? Perché l’esposimetro è tarato su una riflettenza media del 18%, quella tipica del 90% delle scene fotografate, quella del grigio cemento.
Quindi, se avete una scena tipica con tonalità chiare, intermedie e scure, l’esposimetro farà un ottimo lavoro. Se usate un cartoncino grigio, un marciapiede di cemento, il gatto nero sul carbone o quello bianco sulla neve avrete più o meno la stessa immagine grigia.
Ora, noi sappiamo che possiamo correggere l’esposizione. La decrementiamo per il gatto nero e la aumentiamo per il gatto bianco. Di quanto? Uno o due diaframmi in meno o in più, in modo che il gatto nero sia nero e quello bianco sia bianco.
Sembra tutto giusto, vero? Si, però solo se state scattando diapositive.
NON VALE PER IL DIGITALE!
O meglio, vale solo nel caso del gatto bianco, aumentare l’esposizione. Nel caso del gatto nero, invece di diminuire l’esposizione, come con le diapositive, dovreste aumentarla, proprio come per il gatto bianco sulla neve. Vi starete chiedendo perché. C’è una storia, una leggenda metropolitana sul rapinatore americano William “Willie” Sutton (la storia è qui su Wikipedia, in inglese). Quando fu arrestato gli chiesero:”Perché rapini le banche?”. E lui rispose:”Perché è dove ci sono i soldi!”. E’ lo stesso motivo per cui vogliamo esporre le nostre fotografie con i dati il più possibile a destra nell’istogramma, perché è dove ci sono i dati (e dove non c’è il rumore o meglio, dove il rapporto segnale/rumore è migliore).
Non agire in questo modo significa lasciare fuori centinaia di gradazioni tonali dalle nostre immagini. Significa avere un soggetto con milioni di sfumature e catturarne un centinaio invece di qualche migliaio. Gran parte delle immagini scattate oggi soffre di questo problema. Non contano i megapixel se poi non catturate tutte le tonalità possibile. Nessun lavoro in Photoshop potrà restituirvele. E badate che in stampa queste carenze si vedono ad occhio nudo.
Oro liquido, Roma
EOS 5D Mark II con EF 24-105 f/4 @ 105 mm, f/16, 1/20 sec, 100 ISO
Capiamoci bene: questo sistema si applica solo ai file raw, non ai jpg. Secondo, significa che dovremmo spostare l’esposizione verso le alte luci e il lato destro dell’istogramma, ma NON significa che dobbiamo bruciare le alte luci! E inoltre, non tutte le situazioni fotografiche si prestano all’uso di questa tecnica. Se riprendete, in una giornata soleggiata, una nuvola, una montagna ed un bosco, è molto facile che non possiate esporre a destra senza sovresporre la nuvola perché la situazione è di quelle che sfidano la gamma dinamica di qualsiasi reflex sul mercato. Non esiste una formula magica, è solo fisica (del sensore) e buona tecnica di ripresa.
Normalizziamo l’esposizione
Torniamo ai nostri gatti. Prendiamo le foto scattate loro (entrambe esposte a destra) e importiamole nel nostro sviluppatore raw, diciamo Lightroom (ma va bene anche Aperture o Camera Raw). La foto del gatto bianco è a posto, a parte qualche piccolo aggiustamento. Ma quella del gatto nero? E’ troppo luminosa, non trovate? Che fare? Semplice. Con il controllo Esposizione, normalizziamo l’immagine, cioè trasciniamo tutti i dati dell’immagine dal lato destro dell’istogramma verso sinistra, finché il gatto non appare come deve essere, nero.
Sembra un mucchio di lavoro. Ha senso farlo? Se avete seguito finora, avrete capito che, con questa tecnica, avete fotografato il gatto con migliaia di toni, invece di poche centinaia. Avete una vasta gamma di sfumature che renderanno la vostra immagine più ricca, più interessante. Avrete inoltre registrato un miglior rapporto segnale/rumore.
Questo vuol dire esporre a destra.
Benvenuti nel 21° secolo
Purtroppo questo benvenuto non vale per i produttori di fotocamere. Loro ancora mettono nelle loro fotocamere esposimetri che ragionano come nell’800. Eppure, dall’introduzione delle fotocamere con sensore CMOS e Live View, esiste la possibilità di analizzare in tempo reale l’immagine che stiamo per scattare. In effetti è quello che fa l’istogramma sul display della reflex in Live View, un’analisi in tempo reale di dove, sulla scala tonale, andranno a cadere i pixel catturati. Con queste informazioni,la fotocamera potrebbe calcolare ed impostare l’esposizione ottimale secondo la logica dell’esporre a destra. Porterebbe, cioè, verso destra tutti i dati dell’immagine, senza sovresporre le alte luci. Avremmo una massimizzazione della gamma tonale e meno rumore.
Ovviamente dovremmo evitare che alcuni (pochi) pixel sovresposti influenzino le scelte della fotocamera. Una semplice soluzione potrebbe essere quella di decidere che una piccola percentuale dei pixel più chiari (ad esempio lo 0,1%) possa essere sovresposta. In questo modo non andremmo ad impattare negativamente sull'immagine. Tale percentuale, poi, potrebbe addirittura essere impostabile dal fotografo.
Poiché la fotocamera sa quanta esposizione in più è stata applicata, sarebbe semplice generare un’anteprima sul display lcd che sembri “normale” e non molto chiara e, parimenti, un file jpg normale. In effetti, l’intero processo potrebbe essere nascosto al fotografo. Il file raw, invece, avrebbe un aspetto sovresposto e dovrebbe essere normalizzato a mano. Però i metadati potrebbero darci una mano. Poiché la fotocamera sa di quanto ha esposto in più, potrebbe salvare tale informazione in un campo (i file DNG, ad esempio, hanno un campo chiamato BaselineExposure che potrebbe essere usato allo scopo). A questo punto il raw converter non dovrebbe far altro che utilizzare tale valore per correggere l’immagine senza che l’utente se ne accorga o debba fare delle operazioni.
Inoltre, c’è un altro vantaggio. Ad oggi, non c’è un sistema che ci permetta di dire se un singolo canale RGB sia sovresposto (parliamo a livello di file raw, quindi prima dell’applicazione del bilanciamento del bianco e delle altre impostazioni). Quello che vediamo sul display lcd della fotocamera è l’istogramma del file jpg elaborato dalla macchina secondo le nostre impostazioni. Perciò, se fotografiamo un fiore rosso in luce naturale, rischiamo di vedere che l’istogramma del canale rosso è sovresposto. Quindi, invece di aumentare l’esposizione secondo i dettami dell’ETTR, la riduciamo finché l’istogramma del rosso non è più sovresposto. Sfortunatamente è la cosa sbagliata da fare. Infatti, il canale del rosso (nel file raw) raramente si satura in una tipica reflex digitale con una normale esposizione alla luce del giorno perché la sensibilità al rosso è bassa (1,5 diaframmi meno del verde). Se dovessimo ridurre l’esposizione per non saturare il canale del rosso, in realtà lo staremmo sottoesponendo di brutto, con un rapporto S/N basso. Il risultato? Fiori “rumorosi” e con poco dettaglio.
Insomma, in poche parole, i complessi sistemi di misurazione TTL che i costruttori hanno costruito nelle loro fotocamere negli ultimi, quanti, 50 anni?, sono obsoleti. Un sistema di esposizione automatica basato su istogramma “live” (e con il live view è fattibilissimo) è tutto quel che serve per avere la miglior esposizione possibile.
Conclusioni
Eccoci qui, dopo più di 10 anni dall’introduzione delle reflex digitali, ed i costruttori ancora usano tecniche e tecnologie di esposizione che sono vecchie di 25 anni o addirittura 50 e più. Il perché non lo so ma certo, in questo modo, non ci aiutano a ottenere la massima qualità d’immagine possibile dalle loro fotocamere. Chissà che non vedano la luce in futuro!
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©2011 Aristide Torrelli