Le dimensioni del sensore e i Megapixel

Moltissime persone quando acquistano una macchina fotografica sono attirate, o mal consigliate, da alcuni fattori come i Megapixel. Questo articolo cercherà di spiegare la relazione tra le dimensioni di un sensore fotografico e il numero di informazioni digitali stivate e misurate appunto in Megapixel (sigla Mpx).

Come dicevamo la scelta di una macchina fotografica o uno smartphone (visto che questi oggetti tecnologici hanno oramai sfondato, seppur impropriamente, nel campo della fotografia e video digitali) la correlazione più Megapixel = più qualità è un mito da sfatare o meglio da spiegare. Innanzitutto cosa è un pixel? Prendendo la citazione da Wikipedia:

Con il termine pixel (derivato dalla lingua inglese, contrazione della locuzione picture element), nella computer grafica, si indica ciascuno degli elementi puntiformi che compongono la rappresentazione di una immagine raster digitale, ad esempio su un dispositivo di visualizzazione o nella memoria di un computer.

Nelle immagini rappresentate da dati informatici, solitamente, i punti riprodotti sono così piccoli e numerosi da non essere distinguibili ad occhio nudo, apparendo fusi in un’unica immagine quando vengono stampati su carta o visualizzati su un monitor. Ciascun pixel, che rappresenta il più piccolo elemento dell’immagine, è caratterizzato dalla propria posizione e da valori quali colore e intensità, variabili in funzione del sistema di rappresentazione adottato.

Va da se che un Megapixel è pari ad un milione di pixel.

Bene, ora passiamo ad una delle componenti che viene poco enfatizzato a livello commerciale, ovvero è la dimensione del sensore. Quando le dimensioni di quest’ultimo sono più grosse,  maggiore potranno essere le informazioni, in termini  di fotodiodi pixel (per sensori CMOS), immagazzinate al momento dello scatto. Ogni fotodiodo pixel è composto da una micro-lente e un componente elettrico che trasforma la luce in segnale digitale. Questi fotodiodi pixel sono posti in orizzontale e verticale sino a formare una griglia sul sensore. La dimensione del sensore (larghezza per altezza) per il numero di questi fotodiodi pixel vanno a dare il conteggio dei Megapixel di cui la macchina fotografica è dotata. A questo punto potremmo pensare che più Mpx sono meglio è. Teoricamente sarebbe corretto, ma la luce prima di impattare sulla griglia di fotodiodi deve obbligatoriamente passare per un gruppo ottico (la lente) e la loro disposizione nonché la qualità possono limitare in modo consistente la qualità dell’immagine. In questo caso si deve scomodare l’astronomia poiché si parla di “potere risolutivo dell’ottica” che non dovrà mai essere inferiore a quello del sensore dato non si otterrebbe nessun guadagno.

Quindi un sensore più grande avrà fotodiodi di maggiore qualità e dimensioni che consentiranno di catturare la maggiore luce possibile e di conseguenza ottenere migliore qualità dell’immagine con minor rumore.

Vi starete chiedendo “il rumore?” ovviamente la parola è impropriamente importata dal sonoro.
Estratto da Wikipedia

“Il rumore dell’immagine è una variazione casuale (non presente nell’oggetto fotografato) della luminosità o delle informazioni sul colore in immagini”

Qui sotto un esempio dalla mia vecchia Fuji Finepix S5800 da 10 Mpx del 2008.

Nella parte sotto l’immagine è a circa il 25% delle sue dimensioni reali. Di per se a pieno schermo (su uno schermo FullHD che corrisponde a 2Mpx) non si nota nulla di strano. Ma se poniamo la foto al 100%, ovvero alle sue dimensioni reali (parte sopra), ecco che viene fuori il rumore.

Ma torniamo al nostro sensore. Abbiamo appurato che un sensore più grande è meglio di uno più piccolo, e che il numero di megapixel stipati in un sensore troppo piccolo finisce con il creare problemi. Ora non ci resta che cercare di avere una “scala di misurazione” per capire quali siano i sensori in commercio.

Il sensore più grosso è chiamato FULL FRAME che corrisponde alla dimensione di 24 x 36 mm. Questa misura deriva dal sistema di fotografia analogica a rullino il cui negativo era a 35 mm. Infatti sentirete spesso parlare di “equivalente a 35 mm” nelle varie macchine digitali più piccole, poiché questo è di fatto il metro di confronto per la fotografia moderna.

Seguono i sensori APS-H e APS-C (advancend photo system tipo C, dove C si intende per classico e H high definition) e via via tutti gli altri sensori.

Nella tabella soprastante potrete apprezzare il Full Frame (quadrato blu) e i vari sensori inferiori. Da notare che l’ultimo, il 1/2,3″ è di fatto lo standard per tutte le fotocamere digitali compatte e per quasi la totalità delle fotocamere Bridge. Per i cellulari addirittura si scende ulteriormente sotto questa soglia. Mentre per le fotocamere Reflex solitamente usano le Full Frame per i modelli professionali, il cui costo parte da diverse migliaia di euro, sino alle Reflex e Mirrorless più abbordabili che utilizzano l’APS-C.

In conclusione abbiamo visto come l’indicazione dei Megapixel sia un fattore commerciale che mal si sposa con la pratica fotografica. In linea di massima una macchina digitale compatta tra i 10 e i 16 Megapixel produrrà foto migliori di una da 20 ed oltre Mpx. Anche le Reflex e Mirrorless stanno pericolosamente soggiacendo a questo dictat commerciale, infatti nel corso del 2014 sono comparse varie macchine sopra i 20 Mpx. Al momento il sensore più grande e processori sempre più veloci sono in grado di reggere il lavoro, ma non è escluso che una macchina Reflex comprata oggi o nel 2013 si riveli migliore di una del 2015…